液压上料机械手设计ppt.ppt

设计题目：液压上料机械手设计2013年1月n系别：机电工程系系别：机电工程系n班级：机电班级：机电104n学生：王鹏芳学生：王鹏芳n学号：学号：100213123n指导老师：杨富超指导老师：杨富超2007.082007.08目录2008.10机械手简介上料机械手结构设计分析2液压驱动3控制部分521345研究意义2007.082007.08 1 研究意义 如如今今，机机器器人人以以其其独独特特的的优优势势广广泛泛应应用用与与机机械械、矿矿工工、建建筑筑等等领领域域，对对机机器器人人的的研研究究也也成成为为一一项项必必可可不不少少的的内内容容。本本课课题题在在研研究究了了工工业业机机器器人人结结构构和和工工作作原原理理的的问问题题，分分析析了了液液压压驱驱动动和和机机械械控控制制的的基基础础上上，提提出出了了利利用用容容积积式式液液压压传传动动将将机机械械能能转转化化为为压压力力能能，实实现现机机器器人人手手部部、腕腕部部、臂臂部部的的运运动动，利利用用凸凸轮轮和和杠杠杆杆机机构构控控制制各各机机构构动动作作的的速速度度和和位位置置。其其中中详详细细分分析析了了各各关关节节设设计计参参数数的的选选用用，通通过过解解决决了了对对圆圆盘盘类类、长长轴轴类类、不不规规则则形形状状、金金属属板板类类工工件件的的自自动动上上料料、工工件件翻翻转转、工工件件转转序等问题，达到了节约人力成本，提高生产效率的目的。序等问题，达到了节约人力成本，提高生产效率的目的。2007.082007.082 机械手机械手简介介2.1 工业机械手概述 机械手是一种能模机械手是一种能模拟人的手臂的部分人的手臂的部分动作，按作，按预定的程序定的程序轨迹及其它要迹及其它要求，求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。化装置。机械手主要由机械手主要由执执行机构、行机构、驱动驱动系系统统、控制系、控制系统统以及位置以及位置检测检测装置等所装置等所组组成。成。如图如图2-1所示所示 为为 机器人系机器人系统结构图统结构图 2007.082007.08 2007.082007.08 2.2 工业机械手原理 在在机械机械控制的条件下，采用液压传动方式，有顺序，有运动轨迹，有一控制的条件下，采用液压传动方式，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要定速度和时间的动作。同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置位置检测装置随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置设定位置.。如图。如图2-2所示为上料机械手仿真工作过程所示为上料机械手仿真工作过程2007.082007.082007.082007.082.3 工业机械手特点（1 1）对环境的适应性强对环境的适应性强 能代替人从事危险，有害的工作。只要根据工作环境能代替人从事危险，有害的工作。只要根据工作环境进行合理的设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或低温，异进行合理的设计，选择适当的材料和结构，机械手就可以在异常高温或低温，异常压力和有害气体，粉尘，放射线作用下，以及冲压，灭等危险环境中胜任工作。常压力和有害气体，粉尘，放射线作用下，以及冲压，灭等危险环境中胜任工作。（2 2）机械手能持久，耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出来，并能扩大机械手能持久，耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出来，并能扩大和延伸人的功能。和延伸人的功能。（3 3）由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可以避由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可以避免人为的操作错误。免人为的操作错误。（4 4）机械手特点是通过用工业机械手的通用性，灵活性好，能很好的适应产品机械手特点是通过用工业机械手的通用性，灵活性好，能很好的适应产品的不断变化，以满足柔性生产的需要。的不断变化，以满足柔性生产的需要。2007.082007.082.4 工业机械手功能 液压上料机械手可以实现对圆盘类、长轴类、不规则形状、金属板液压上料机械手可以实现对圆盘类、长轴类、不规则形状、金属板类工件的自动上料、工件翻转、工件转序等工作。类工件的自动上料、工件翻转、工件转序等工作。液压上料机械手采用独立绗架设计，安装、调试可以与机床分开进行，液压上料机械手采用独立绗架设计，安装、调试可以与机床分开进行，机床部分只进行标准机的制造即可，机械手可以完全独立在机床之外运行。机床部分只进行标准机的制造即可，机械手可以完全独立在机床之外运行。液压上料机械手采用模块化机械手和横梁，可以对机床机型加装。而液压上料机械手采用模块化机械手和横梁，可以对机床机型加装。而不需要分开规格进行多种类的制造；不需要分开规格进行多种类的制造；独立料仓设计，料仓独立自动控制；独立料仓设计，料仓独立自动控制；不依靠机床的控制器进行控制，机械手模块采用独立的控制模块，不依靠机床的控制器进行控制，机械手模块采用独立的控制模块，机械手故障只需设定参数，不影响机床运转机械手故障只需设定参数，不影响机床运转.2007.082007.083 上料机械手上料机械手结构构设计分析分析图3-1机械手的整体机械结构2007.082007.08手部结构手部是机械手直接用于抓取和握紧工件或夹持专用工具进行操作的部件。图2-3 滑槽杠杆式手部受力分析2007.082007.08腕部结构 图2-4 机械手的腕部结构2007.082007.08：臂部结构 图2-5 手臂升降和回转机构图2007.082007.083 液液压驱动 本液压传动上料机械手主要是从一个地方拿到工件后，横移一定的距本液压传动上料机械手主要是从一个地方拿到工件后，横移一定的距离后把工件给立式精锻机进行加工。它的动作顺序是：待料（即起始位离后把工件给立式精锻机进行加工。它的动作顺序是：待料（即起始位置。手指闭合，待夹料立放）置。手指闭合，待夹料立放）插定位销插定位销 手臂前伸手臂前伸 手指张开手指张开 手指夹料手指夹料 手臂上升手臂上升 手臂缩回手臂缩回 立柱横移立柱横移 手腕回转手腕回转115115 拔定位销拔定位销 手臂回转手臂回转115115 插定位销插定位销 手臂前伸手臂前伸 手臂中停手臂中停 （此时立式精锻机的卡头下降（此时立式精锻机的卡头下降 卡头夹料，大泵卸荷）卡头夹料，大泵卸荷）手指松开（此时精锻机的卡头夹着料上升）手指松开（此时精锻机的卡头夹着料上升）手指闭合手指闭合 手臂缩回手臂缩回 手臂下降手臂下降 手腕反转手腕反转 （手腕复位）（手腕复位）拔定位销拔定位销 手臂反转（上手臂反转（上料机械手复位）料机械手复位）立柱回移（回到起始位置）立柱回移（回到起始位置）待料（一个循环束）待料（一个循环束）卸荷。卸荷。2007.082007.08 液液压压技技术术有以下有以下优优点点:（1）体）体积积小、重量小、重量轻轻，因此，因此惯惯性力性力较较小，当突然小，当突然过载过载或停或停车时车时，不会，不会发发生大的冲生大的冲击击;（2）能在）能在给给定范定范围围内平内平稳稳的自的自动调节牵动调节牵引速度，并可引速度，并可实现实现无极无极调调速速;（3）换换向容易，在不改向容易，在不改变电变电机旋机旋转转方向的情况下方向的情况下,可以可以较较方便地方便地实现实现工工作机构旋作机构旋转转和直和直线线往复运往复运动动的的转换转换;（4）液）液压泵压泵和液和液压马压马达之达之间间用油管用油管连连接，在空接，在空间间布置上彼此不受布置上彼此不受严严格格限制；限制；（5）由于采用油液）由于采用油液为为工作介工作介质质，元件相，元件相对对运运动动表面表面间间能自行能自行润润滑，磨滑，磨损损小，使用寿命小，使用寿命长长；（6）操）操纵纵控制控制简简便，自便，自动动化程度高化程度高，容易容易实现过载实现过载保保护护。2007.082007.084 控制部分控制部分机械手的手部、腕部、臂部等的机械手的手部、腕部、臂部等的动动作以及相关机械的作以及相关机械的协调动协调动作作都是通都是通过过控制系控制系统统来来实现实现的。主要控制内容有的。主要控制内容有动动作的作的顺顺序，序，动动作的作的位置与路径、位置与路径、动动作的作的时间时间。本本课题课题所用的是固定程序控制所用的是固定程序控制类别类别的机械式控制的机械式控制。如图。如图4-1所示所示为机械手的控制机能。为机械手的控制机能。2007.082007.08图4-1机械手的控制功能。操作机能检测、识别机能示教机能 动作顺序控制机能运动控制机能2007.082007.08 谢 谢！