毕业答辩-自动取料机械手设计

二、整体方案的设定
基本功能的设定
1、取料机械手的工作要求
（1）、具有较好的传动稳定性、协调性
（2）、紧急问题则需要单独有控制系统进行急 停操作
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2、取料机械手的实际设计
（1）、设计准则：保证刚度要求、合理 的尺寸、合适的材料
（2）、传动方案的定型：一、确定机械手取料 时的运动路线；二、确定取料机械手的如何进 行驱动
部的空气，以达到吸住物体的效果
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2、手腕的结构设计
根据现有工厂物料取放的通用性，采取水平抓取的形式，所以 在手腕设计时要使手腕有相应的摆动才能满足取料的使用要求。 因此，将手腕设计成回转结构采用回转气缸作为实现手腕的主 要机构
（1）、手腕转动时所需的驱动力矩
驱动手腕回转时的驱动力矩必须克服手腕起动时所产生的 惯性力矩，手腕的转动轴与支承孔处的摩擦阻力矩，动片 与缸径、定片、端盖等处密封装置的摩擦阻力矩以及由于 转动件的中心与转动轴线不重合所产生的偏重力矩
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答辩完毕 敬请各位专家、老师进行批评指正，谢谢！
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3、基本参数的确定
（1）、定位精度 根据制造的精度、材料本身的刚度、控制方式、 驱动缓冲定位方式以及加工工艺等因素进行综 合考量
（2）、自由度、工作行程 对运动路线进行分析，将复杂的运动路线分解 成若干个简单的直线运动和回转运动，每一个 简单的独立运动即是一个自由度；结合机械手 安装的位置和工作机器、上下料道或储料装置 的相对位置的尺寸，就能确定运动路线分解后 的各段工作行程
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三、自动取料机械手的整体设计
特点：能实现迅速、准确的夹持、松放、精度 高、反应迅速、承载能力强、操作空间大和使
用灵活等特点
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1、主要技术参数
抓重
5Kg
自由度数
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坐标形式
圆柱坐标
最大工作半径
1400mm
手臂最大中心高
1250mm
伸缩行程
1200mm
伸缩速度
400mm/s
升降行程
120mm
升降速度
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3、基本参数的确定
（3）、工作速度 1．由于继电器、电磁滑阀以及执行机构都有一 定的惯性，从动作指令发出到开始动作需要一 段时间，因此单个动作时间不宜少于0.2秒。
2．夹紧或放松动作时间一般可定为0.2-0.3秒。
3．手臂伸缩、水平回转和升降的时间，是机械 手动作节拍的主要部分，要考虑抓重和行程大 小、驱动方式、缓冲和定位方式而加以确定。 在动作时间和行程确定后就可以求出机械手各 动作的速度
自动取料机械手设计
答辩人：陈强 学 号：130108106 专 业：机械设计制造及其自动化 指导老师：周金霞
目录页
体方案的设定 三 自动取料机械手的整体
设计 四 机械手的控制方案 五 总结
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一、课题研究的意义
现代社会的不断发展当中，自动化机械的发展在工业生产中扮演者至 关重要的角色，而取料装置的效率不断改进使其逐步取代了人工搬运取 料的传统方式，将传统的人工取料以自动机械手取代将会使生产模式大 大的改变，而且也会带了长久的生产效益
250mm/s
回转范围
0-180°
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1、主要技术参数
抓重 回转速度 定位方式 定位精度 驱动方式 控制方式
5Kg 90°/s 行程开关 +/- 1mm 气压传动 PLC
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2、手部设计
机械手手部主要由连接杆和真空吸盘组成，连接 杆与连接杆之间采用螺栓进行固定，每个连接杆 下方都设置有相应的吸盘，并且通过顶端的旋转 装置来完成转动连接，吸盘的内部会产生负压， 而这种负压选用挤压排压需要借助外力来吸住内
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五、总结
本文的设计是将机械手的结构特点突出出来， 通过机械手的力学分析对其完成设计，该种机 械手采用的是PLC控制器，控制核心更加稳定， 使用高效快捷，同时为了简化其内部结构，减 少了内部不必要的传感器的安装，降低了企业 的生产成本和维修成本，同时该种机械手能够 完全代替人工对物料的取放工作，避免了人工 搬运的低效率和不安全性，为了满足设计需要， 对机械手的组成和分类作出了工艺上的设计改 进方案，以满足现代企业的高效率使用要求
2、手腕的结构设计
手腕转动时所需的驱动力矩可按下式计算:
M驱 M惯 M偏 M摩 M封
式中: M驱- 驱动手腕转动的驱动力矩； M惯 - 惯性力矩; M偏- 参与转动的零部件的重量(包括工件、
手部、手腕回转缸的动片)对转动轴线所产生的偏重 力矩；
M摩- 手腕回转缸的动片与定片、缸径、端
盖等处密封装置的摩擦阻力矩;
M封-手腕回转缸的动片与定片、缸径、端盖
等处密封装置的摩擦阻力矩
二、
机械手的控制方案
1、取料机械手的工作要求
（1）、具有较好的传动稳定性、协调性
（2）、紧急问题则需要单独有控制系统进行急 停操作
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四、机械手的控制方案
考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制， 因此采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控 制。当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC 程序即可实现，非常方便快捷