04第四章执行系统.pptx

一、执行系统的组成、功能及分类一、执行系统的组成、功能及分类直接完成系统预期工作任务的部分，也称工作机。直接完成系统预期工作任务的部分，也称工作机。定义定义组成组成执行构件执行构件、执行机构执行机构 执行构件：执行构件：也常称工作头。也常称工作头。是执行系统中直接完成工作任务的零部件，完成一定的动作。是执行系统中直接完成工作任务的零部件，完成一定的动作。它往往是执行机构中的一个或几个构件。它往往是执行机构中的一个或几个构件。执行机构：执行机构：用来驱动执行构件。用来驱动执行构件。例，驱动工业机械手的手指实现夹持动作的执行机构：例，驱动工业机械手的手指实现夹持动作的执行机构：杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构等，或是它们杆机构、凸轮机构、齿轮齿条机构、螺旋机构等，或是它们的组合机构。的组合机构。作用：作用：传递和变换运动与动力，以满足执行构件的要求。传递和变换运动与动力，以满足执行构件的要求。执行系统的功能执行系统的功能夹持、夹持、搬运与输送、搬运与输送、分度与转位、分度与转位、检测、检测、加载加载夹持机构主要包括机械式、液压式、气压式和吸附式。夹持机构主要包括机械式、液压式、气压式和吸附式。“手指手指”：直接夹住工件的执行构件直接夹住工件的执行构件搬运：搬运：指能把工件从一个位置，移送到另一个位置，并不指能把工件从一个位置，移送到另一个位置，并不 限定移动路线。限定移动路线。分度：分度：指对工件或是工作台的角度进行精确的等分。指对工件或是工作台的角度进行精确的等分。转位：转位：指将工件或工作台旋转一个给定的角度。指将工件或工作台旋转一个给定的角度。检测：对工件的尺寸、形状及性能进行检验和测量检测：对工件的尺寸、形状及性能进行检验和测量加载：加载：指机械要执行系统对工作对象施加力或力矩以完成工作。指机械要执行系统对工作对象施加力或力矩以完成工作。输送：指工件按给定的路线，从一个位置运送到下一个位置。输送：指工件按给定的路线，从一个位置运送到下一个位置。斜楔杠杆式夹持器斜楔杠杆式夹持器1.弹簧；弹簧；2.滚子；滚子；3.斜楔；斜楔；4.手指；手指；5.工件工件液压连杆式夹持器液压连杆式夹持器 1.工件；工件；2.手指；手指；3.液压缸；液压缸；4.油塞杆；油塞杆；5.连杆连杆（1）夹持）夹持弹簧杠杆式夹持器弹簧杠杆式夹持器1.手腕手腕 2.弹簧弹簧 3.垫圈垫圈 4.回转轴回转轴5.挡块挡块 6.手指手指 7.工件工件齿轮齿条式夹持器齿轮齿条式夹持器1.滑柱滑柱 2.手腕手腕 3.扇形齿扇形齿轮轮 4.弹簧弹簧 5.手指手指 6.工件工件只适用于抓取和只适用于抓取和夹持小型零件和夹持小型零件和较轻的物体较轻的物体（1）夹持）夹持齿轮式自锁性夹持器齿轮式自锁性夹持器 液压电气控制夹持器液压电气控制夹持器 1手指；手指；2转臂；转臂；3液压油缸液压油缸适用于夹持方形适用于夹持方形或棱形工件或棱形工件（1）夹持）夹持（1）夹持）夹持1.上壁板；2.下壁板；3.滑楔；4.滚子；5.下挡板；6.背楔；7.制动钢丝绳（a）机构示意图）机构示意图（b）装置结构简图）装置结构简图1.气缸；气缸；2.活塞；活塞；3.摆杆；摆杆；4.车门；车门；5.滑槽；滑槽；6.滑块。滑块。车门启闭装置车门启闭装置（2）搬运与输送）搬运与输送1滑块；滑块；2导销；导销；3刚性连杆；刚性连杆；4导板；导板；5齿条；齿条；6小齿轮；小齿轮；7气缸；气缸；8曲柄；曲柄；9撇运头；撇运头；10真空吸头；真空吸头；11工件工件扁平工件撇运装置扁平工件撇运装置（2）搬运与输送）搬运与输送1.链条；链条；2.链轮；链轮；3.棘轮；棘轮；4.气缸；气缸；5.棘爪棘爪直线输送装置直线输送装置1.工件；工件；2.棘爪；棘爪；3.导轨；导轨；4.摇杆；摇杆；5.偏心轮偏心轮直线导轨式输送装置直线导轨式输送装置（2）搬运与输送）搬运与输送间歇式自动输送装置间歇式自动输送装置1.工件工件 2.输送机构输送机构 3.气缸气缸 5.活塞活塞 6.夹持夹持器器（2）搬运与输送）搬运与输送1.分度盘；分度盘；2.棘轮；棘轮；3.棘爪；棘爪；4.分度气缸；分度气缸；5.定位气缸；定位气缸；6.定位栓定位栓棘轮机构带动的回转工作台棘轮机构带动的回转工作台1.定位栓；定位栓；2.驱动销；驱动销；3.分度盘；分度盘；4.驱动板；驱动板；5.连杆连杆凸轮机构带动的回转工作台凸轮机构带动的回转工作台（3）分度与转位）分度与转位（a）开始分度转位开始分度转位（b）分度转位结束分度转位结束（c）定位定位（d）返回返回回转工作台的分度转位过程回转工作台的分度转位过程1.定位栓；定位栓；2.驱动销；驱动销；3.分度盘；分度盘；4.驱动板；驱动板；5.连杆连杆（3）分度与转位）分度与转位1.凸轮轴；凸轮轴；2.支架；支架；3.微动开关；微动开关；4.压杆；压杆；5.进给滑道；进给滑道；6.检测探头；检测探头；7.工件工件(垫圈垫圈)；8.止动臂止动臂自动检测垫圈内径装置自动检测垫圈内径装置1.工件；工件；2.带探头的压杆；带探头的压杆；3.微动开关微动开关垫圈内径检测工作过程垫圈内径检测工作过程（4）检测）检测1.微动开关；微动开关；2.检测杆；检测杆；3.销轴；销轴；4.支承导轨；支承导轨；5.驱动皮带；驱动皮带；6.气缸；气缸；7.废品槽；废品槽；8.合格品槽；合格品槽；9.偏转板；偏转板；10.工件工件度量螺钉长度的检测装置度量螺钉长度的检测装置(b)不合格品被送入废品槽不合格品被送入废品槽偏转板分选装置示意图偏转板分选装置示意图(a)合格品被送入合格品槽；合格品被送入合格品槽；（4）检测）检测材料压力加工与试验、重物起吊与搬运、矿石粉碎等机械都要材料压力加工与试验、重物起吊与搬运、矿石粉碎等机械都要求其执行系统具有加载功能。求其执行系统具有加载功能。（5）加载）加载根据机械系统工作要求，往往一个执行系统需具备多根据机械系统工作要求，往往一个执行系统需具备多种功能要求。种功能要求。例：例：插齿机中带动插齿刀的执行系统就同时具备插齿机中带动插齿刀的执行系统就同时具备分度分度和和施施力力两种功能。两种功能。类类 别别 特特 点点 应用举例应用举例 按按执行执行系统系统对运对运动和动和动力动力的不的不同要同要求分求分 动作型动作型要求执行系统实现预期精度要求执行系统实现预期精度的动作的动作(位移、速度、加速度位移、速度、加速度等等)，而对执行系统中各构件，而对执行系统中各构件的强度、刚度无特殊要求的强度、刚度无特殊要求 缝纫机、缝纫机、包糖机、包糖机、印刷机等印刷机等 动力型动力型要求执行系统，能克服较大要求执行系统，能克服较大的生产阻力，做一定的功，的生产阻力，做一定的功，因此对执行系统中各构件的因此对执行系统中各构件的强度、刚度有严格要求，但强度、刚度有严格要求，但对运动精度无特殊要求对运动精度无特殊要求 曲柄力机、冲床、曲柄力机、冲床、推土机、挖掘机、推土机、挖掘机、碎石机等碎石机等 动作动作-动力型动力型要求执行系统既能实现预期要求执行系统既能实现预期精度的动作，又要克服较大精度的动作，又要克服较大的生产阻力，做一定的功的生产阻力，做一定的功 滚齿机、滚齿机、插齿机等插齿机等 执行系统的分类执行系统的分类类类 别别 特特 点点 应用举例应用举例 按按执行执行系统系统中执中执行机行机构数构数及其及其相互相互间的间的联系联系情况情况分分 单一型单一型 在执行系统中，只有一个执在执行系统中，只有一个执行机构工作行机构工作 搅拌机、碎石机、搅拌机、碎石机、皮带输送机等皮带输送机等 相互相互独立型独立型 在执行系统中有多个执行机在执行系统中有多个执行机构进行工作，但它们之间相构进行工作，但它们之间相互独立、没有运动的联系和互独立、没有运动的联系和制约制约 外圆磨床的磨削进外圆磨床的磨削进给与砂轮转动，起给与砂轮转动，起重机的起吊与行走重机的起吊与行走动作等动作等 相互相互联系型联系型 在执行系统中，有多个执行在执行系统中，有多个执行机构，且它们之间有运动上机构，且它们之间有运动上的联系和制约的联系和制约 印刷机、包装机、印刷机、包装机、缝纫机、纺织机等缝纫机、纺织机等 执行构件的运动形式执行构件的运动形式运动形式运动形式 主要运动参数主要运动参数 平平面面运运动动 转动转动 连续转动连续转动 角速度角速度，或转速，或转速n 间歇转动间歇转动 运动时间运动时间t，停顿时间，停顿时间t0，运动周期，运动周期Ttt0，运动系数，运动系数t/T，转角，转角，角加速度，角加速度a 往复摆动往复摆动 摆角摆角，角加速度，角加速度a，行程速比系数，行程速比系数K 移动移动 连续移动连续移动 速度速度v 间歇移动间歇移动 运动时间运动时间t，停顿时间，停顿时间t0，运动周期，运动周期Ttt0，运动系效，运动系效t/T，位移，位移s，加速度，加速度a 往复移动往复移动 位移位移s，加速度，加速度a，行程速比系数，行程速比系数K 空空间间运运动动 一般空间运动一般空间运动 绕三相互垂直轴线的转角绕三相互垂直轴线的转角x、y、z，角速角速度度x、y、z，角加速度，角加速度ax、ay、az沿三相互垂直轴线的位移沿三相互垂直轴线的位移sx、sy、sz，速度，速度vx、vy、vz，加速度，加速度ax、ay、az 二、执行系统设计二、执行系统设计1.执行系统的设计要求执行系统的设计要求实现预期精度的运动或动作实现预期精度的运动或动作；有足够的强度、刚度有足够的强度、刚度；各执行机构间动作要协调配合各执行机构间动作要协调配合；结构合理、造型美观、便于制造与安装结构合理、造型美观、便于制造与安装；工作安全可靠，有足够的使用寿命工作安全可靠，有足够的使用寿命。2.执行系统的设计执行系统的设计步骤步骤（1）拟定运动方案）拟定运动方案工艺程序：工艺程序：指完成各个工艺动作的先后顺序。指完成各个工艺动作的先后顺序。一台机器的功能是要完成某一个工艺动作过程，一台机器的功能是要完成某一个工艺动作过程，一个工艺动作过程又可以分解为若干个工序。一个工艺动作过程又可以分解为若干个工序。例如：制盒工艺为例如：制盒工艺为 纸盒成型 物料填充 封口工艺动作分解过程要符合下列原则：工艺动作分解过程要符合下列原则：动作的可实现性动作的可实现性动作实现机构的简单化动作实现机构的简单化动作的协调性动作的协调性（2）合理选择执行机构类型）合理选择执行机构类型一般原则一般原则采用尽可能短的运动链；优先选用机构简单、工作可靠、采用尽可能短的运动链；优先选用机构简单、工作可靠、便于制造和效率高的机构。便于制造和效率高的机构。要求要求前后执行机构的前后执行机构的工作节拍要基本一致工作节拍要基本一致，否则无法协调工作。，否则无法协调工作。执行机构的运动规律与工艺动作的执行机构的运动规律与工艺动作的一致性一致性。执行机构的位移、速度、加速度（包括角位移、角速度、执行机构的位移、速度、加速度（包括角位移、角速度、角加速度）变化要角加速度）变化要有利于完成工艺动作有利于完成工艺动作。各执行机构应满足各执行机构应满足相容性相容性。机械运动系统尺寸机械运动系统尺寸紧凑性紧凑性。（3）工作循环图的绘制）工作循环图的绘制Concept:Concept:用来描述各执行构件运动间相互协调配合的图。用来描述各执行构件运动间相互协调配合的图。运动循环图的形式：运动循环图的形式：直线式、圆周式和直角坐标式。直线式、圆周式和直角坐标式。协调性和生产率协调性和生产率设计要点设计要点以工艺过程开始点作为机器工作循环的起始点，并确定开以工艺过程开始点作为机器工作循环的起始点，并确定开始工作的那个执行机构在工作循环图上的机构运动循环图，始工作的那个执行机构在工作循环图上的机构运动循环图，其他执行机构则按工艺动作顺序先后列出。其他执行机构则按工艺动作顺序先后列出。不在分配轴上的控制构件（一般是凸轮），应将其动作所不在分配轴上的控制构件（一般是凸轮），应将其动作所对应的中心角，换算成分配轴相应的转角。对应的中心角，换算成分配轴相应的转角。尽量使各执行机构的动作重合，以便缩短机器工作循环的尽量使各执行机构的动作重合，以便缩短机器工作循环的周期，提高生产率。周期，提高生产率。按顺序先后进行工作的执行构件，要求相邻执行构件动作之按顺序先后进行工作的执行构件，要求相邻执行构件动作之间有一定时间间隔和空间裕量，以防止两机构在动作衔接处间有一定时间间隔和空间裕量，以防止两机构在动作衔接处发生干涉。发生干涉。在不影响工艺动作要求和生产率的条件下，应尽可能使各执在不影响工艺动作要求和生产率的条件下，应尽可能使各执行机构工作行程所对应的中心角增大些，以便减少速度和冲行机构工作行程所对应的中心角增大些，以便减少速度和冲击等。击等。工作循环图的绘制步骤工作循环图的绘制步骤确定执行机构的运动循环确定执行机构的运动循环确定运动循环的组成区段确定运动循环的组成区段确定运动循环内各区段的时间（或分配轴转角）确定运动循环内各区段的时间（或分配轴转角）绘制执行机构的运动循环图绘制执行机构的运动循环图例例1：打印机构的工作原理：打印头：打印机构的工作原理：打印头1在控制系统的控制下，完在控制系统的控制下，完成对产品成对产品2的打印。的打印。（生产纲领（生产纲领45004500件件/班）班）1.凸轮；凸轮；2.压痕冲头；压痕冲头；3.压印件；压印件；4下压痕模下压痕模（1）确定打印头的运动循环）确定打印头的运动循环件/min（2）确定运动循环的组成区段）确定运动循环的组成区段件/min（3）确定运动循环内各区段的时间及分配轴转角）确定运动循环内各区段的时间及分配轴转角（4）绘制执行机构的运动循环图）绘制执行机构的运动循环图例例2：钉子加工：钉子加工（b b）圆周式）圆周式（c c）直角坐标式）直角坐标式（a a）直线式）直线式最好采用最好采用直角坐标运动循环图直角坐标运动循环图。1 1送电阻坯料机构送电阻坯料机构 ：工作行程：工作行程停歇停歇回程回程停歇。停歇。2 2夹紧机构夹紧机构 ：工作行程：工作行程停歇停歇回程。回程。3 3送帽压帽机构送帽压帽机构:快速前进快速前进慢速压紧慢速压紧回程回程停歇。停歇。1.1.送电阻坯料机构送电阻坯料机构 2.2.夹紧机构夹紧机构 3.3.送帽压帽机构送帽压帽机构 4.4.电阻坯料储料箱电阻坯料储料箱 5.5.电阻帽储料箱电阻帽储料箱例例3：电阻自动压帽机：电阻自动压帽机1 1送电阻坯料机构送电阻坯料机构 ：工作行程：工作行程停歇停歇回程回程停歇。停歇。2 2夹紧机构夹紧机构 ：工作行程：工作行程停歇停歇回程。回程。3 3送帽压帽机构送帽压帽机构:快速前进快速前进慢速压紧慢速压紧回程回程停歇。停歇。（4）运动分析）运动分析求出执行系统中各构件指定点的位置、速度和加速度，必要时还应确定执行构件上指定点的轨迹。（5）动力学分析与承载能力计算）动力学分析与承载能力计算包括强度、刚度、耐磨性、振动稳定性等，在高温下工作时，还应考虑材料的热疲劳和蠕变强度。图解法和解析法图解法和解析法9、静夜四无邻，荒居旧业贫。12月-2312月-23Saturday,December 2,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。20:07:1420:07:1420:0712/2/2023 8:07:14 PM11、以我独沈久，愧君相见频。12月-2320:07:1420:07Dec-2302-Dec-2312、故人江海别，几度隔山川。20:07:1420:07:1420:07Saturday,December 2,202313、乍见翻疑梦，相悲各问年。12月-2312月-2320:07:1420:07:14December 2,202314、他乡生白发，旧国见青山。02 十二月 20238:07:14 下午20:07:1412月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。十二月 238:07 下午12月-2320:07December 2,202316、行动出成果，工作出财富。2023/12/2 20:07:1420:07:1402 December 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。8:07:14 下午8:07 下午20:07:1412月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。12月-2312月-23Saturday,December 2,202310、很多事情努力了未必有结果，但是不努力却什么改变也没有。20:07:1420:07:1420:0712/2/2023 8:07:14 PM11、成功就是日复一日那一点点小小努力的积累。12月-2320:07:1420:07Dec-2302-Dec-2312、世间成事，不求其绝对圆满，留一份不足，可得无限完美。20:07:1420:07:1420:07Saturday,December 2,202313、不知香积寺，数里入云峰。12月-2312月-2320:07:1420:07:14December 2,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。02 十二月 20238:07:14 下午20:07:1412月-2315、楚塞三湘接，荆门九派通。十二月 238:07 下午12月-2320:07December 2,202316、少年十五二十时，步行夺得胡马骑。2023/12/2 20:07:1420:07:1402 December 202317、空山新雨后，天气晚来秋。8:07:14 下午8:07 下午20:07:1412月-239、杨柳散和风，青山澹吾虑。12月-2312月-23Saturday,December 2,202310、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。20:07:1420:07:1420:0712/2/2023 8:07:14 PM11、越是没有本领的就越加自命不凡。12月-2320:07:1420:07Dec-2302-Dec-2312、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。20:07:1420:07:1420:07Saturday,December 2,202313、知人者智，自知者明。胜人者有力，自胜者强。12月-2312月-2320:07:1420:07:14December 2,202314、意志坚强的人能把世界放在手中像泥块一样任意揉捏。02 十二月 20238:07:14 下午20:07:1412月-2315、最具挑战性的挑战莫过于提升自我。十二月 238:07 下午12月-2320:07December 2,202316、业余生活要有意义，不要越轨。2023/12/2 20:07:1420:07:1402 December 202317、一个人即使已登上顶峰，也仍要自强不息。8:07:14 下午8:07 下午20:07:1412月-23MOMODA POWERPOINTLorem ipsum dolor sit,eleifend nulla ac,fringilla purus.Nulla iaculis tempor felis amet,consectetur adipiscing elit.Fusce id urna blanditut cursus.感感 谢谢 您您 的的 下下 载载 观观 看看专家告诉