工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 【液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)】,液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì),工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì),【液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)】,工業(yè),機(jī)械手,設(shè)計(jì),液壓,驅(qū)動(dòng) 題 目: 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) （液壓驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)） 姓 名: 學(xué) 院: 工學(xué)院 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí): 學(xué) 號(hào): 指導(dǎo)教師: 職稱: 講師 200 5 年 6月 8 日 南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教務(wù)處制 目 錄 摘要……………………………………………………………………………………………1 關(guān)鍵詞…………………………………………………………………………………………1 Abstract………………………………………………………………………………………1 Key words………………………………………………………………………………………1 引言……………………………………………………………………………………………2 1.機(jī)械手設(shè)計(jì)要求分析………………………………………………………………………3 1.1 設(shè)計(jì)目的和要求…………………………………………………………………………3 1. 2機(jī)械手簡(jiǎn)介與分析………………………………………………………………………3 2. 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………3 2.1確定工作循環(huán)周期………………………………………………………………………4 2.2工況分析…………………………………………………………………………………4 2.3擬訂液壓系統(tǒng)工作原理圖………………………………………………………………4 2.4選擇標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件……………………………………………………………………5 2.5 液壓缸尺寸的確定及安全強(qiáng)度的校核………………………………………………5 3. 集成塊設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………… 7 3.1設(shè)計(jì)分析…………………………………………………………………………………7 3.2設(shè)計(jì)計(jì)算…………………………………………………………………………………8 3.3設(shè)計(jì)步驟…………………………………………………………………………………10 3.4液壓集成塊加工工藝……………………………………………………………………12 4. 液壓集成塊 CAD技術(shù)……………………………………………………………………13 總結(jié) …… ……… ……… ……… ……………… …………… …………… ………15 致謝 …… ……… ……… ……… ……………… …………… …………… ………15 參考文獻(xiàn)……………………………………………………… ……………………………16 工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè) 李剛 指導(dǎo)老師 丁蘭英 摘要：本文主要介紹了上下料用機(jī)械手的設(shè)計(jì)過(guò)程，它包括了對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的工作要求和情況的分析，通過(guò)系統(tǒng)的工作過(guò)程確定整個(gè)液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。分析整個(gè)循環(huán)過(guò)程，確定系統(tǒng)工作原理圖，根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)要求選擇標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件，完成液壓系統(tǒng)的裝配圖。液壓集成塊作為現(xiàn)在液壓系統(tǒng)的主要部件，當(dāng)前液壓集成塊應(yīng)用開(kāi)發(fā)受到了國(guó)內(nèi)外液壓界的廣泛重視，液壓集成塊的CAD的研究與開(kāi)發(fā)已為液壓工程設(shè)計(jì)提供了有力的支持，在對(duì)機(jī)械手液壓系統(tǒng)集成塊設(shè)計(jì)過(guò)程中，能夠與實(shí)際的加工工藝相結(jié)合。并且對(duì)現(xiàn)在的液壓集成塊的CAD技術(shù)有很好的認(rèn)識(shí)。 關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手，驅(qū)動(dòng)，集成塊，原理 Design of The Industry Manipulator Mechanical design & manufacture& automation LiGang Tutor DingLanying Abstract: This text introduce upper and lower material spend design process of manipulator , it include to whole job requirements and analysis of situation of system mainly, confirm the whole structural design systematic in hydraulic pressure through the working course of the system. Analyse whole cyclical process , confirm systematic operation principle picture , require the hydraulic pressure component of the standard for selection according to systematic parameter, finish the installation diagram systematic in hydraulic pressure. Hydraulic pressure integrate piece as now main part , hydraulic pressure of system , hydraulic pressure at present integrate pieces of application and development receive domestic and international hydraulic pressure extensive attention of circle, hydraulic pressure integrate research and development of CAD of piece already offer effective support for engineering design of the hydraulic pressure, while design the system integration one of hydraulic pressure of the manipulator, can combine with real processing technology . And CAD integrating one to the present hydraulic pressure has very good understanding. Keyword: Industry manipulator ,Drive , Hydraulic manifold block , Elements 引言 工業(yè)機(jī)器人一般指用于機(jī)械制造業(yè)中代替人完成具有大批量、高質(zhì)量要求的工作，如汽車制造、摩托車制造、艦船制造、某些家電產(chǎn)品（電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)）、化工等行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線中的點(diǎn)焊、弧焊、噴漆、切割、電子裝配及物流系統(tǒng)的搬運(yùn)、包裝、碼垛等作業(yè)的機(jī)器人。 　　 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)（機(jī)械本體）、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作、自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 ? ? ? 機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。 ? ? 機(jī)器人并不是在簡(jiǎn)單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長(zhǎng)和機(jī)器特長(zhǎng)的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說(shuō)它也是機(jī)器的進(jìn)化過(guò)程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)備，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。 第一章 機(jī)械手設(shè)計(jì)要求分析 1.1 設(shè)計(jì)目的和要求 上下料用機(jī)械手能在不同高度與不連續(xù)的工作臺(tái)之間實(shí)現(xiàn)機(jī)械零件的重復(fù)取放，代替人工勞動(dòng)，減輕了人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證了產(chǎn)品和工人的質(zhì)量與安全。 1.2.機(jī)械手簡(jiǎn)介與分析 1.上下料用機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)的結(jié)構(gòu)形式，主要的組成部分有：升降機(jī)構(gòu)，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，手臂伸縮結(jié)構(gòu)等，在這三中機(jī)構(gòu)中采用液壓驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)方式，能保證機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)的緊湊性，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)以及可以方便的實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速。 2. 如圖所示，機(jī)械手在工作過(guò)程中需三種運(yùn)動(dòng)，其中手臂的伸縮和立柱的升降為兩種直線運(yùn)動(dòng)，而手臂的回轉(zhuǎn)為圓周運(yùn)動(dòng)，所以采用圓柱坐標(biāo)形式。其特點(diǎn)是，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，手臂運(yùn)動(dòng)范圍大，有較高的定位準(zhǔn)確度。 圖 1 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)坐標(biāo)形式 3. 機(jī)械手的工作范圍 機(jī)械手在水平方向上的伸縮范圍為至兩個(gè)不同高度的工作臺(tái)的距離，手臂伸縮總行程為500mm，手臂回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)范圍為90度，立柱升降的垂直方向的距離為兩工作臺(tái)的高度差，總行程為200mm 第二章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 2.1. 根據(jù)工作要求確定一個(gè)工作循環(huán)周期的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 1.手臂位于初始位置（1） 2.手臂伸長(zhǎng)至工作臺(tái)（1） 3.手指抓取工件（延時(shí)20s，確保工件被抓?。? 4.手臂縮回 5.立柱升高至所需高度，至工作臺(tái)（2） 6.手臂回轉(zhuǎn)角度α，至位置（2） 7.手臂伸長(zhǎng)并釋放工件（延時(shí)20s，確保工件被成功釋放） 8.手臂縮回 9.手臂回轉(zhuǎn)角度 —α，至位置（1） 10.立柱下降高度至工作臺(tái)（1） 圖 2 上下料機(jī)械手運(yùn)動(dòng)位置示意圖 圖3 上下料機(jī)械手工作行程范圍示意圖 工作行程范圍： 角度0-240度；手作工作范圍200mm；高度工作范圍200mm 2.2 據(jù)工作循環(huán)過(guò)程確定系統(tǒng)工況分析圖，確保工作運(yùn)動(dòng)中的動(dòng)作連續(xù)性 圖4 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)循環(huán)工況分析圖 2.3 擬訂液壓系統(tǒng)的工作原理圖 2.3.1. 根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的工作完成步驟，選擇合適的液壓缸。伸縮運(yùn)動(dòng)和升降運(yùn)動(dòng) 選擇單桿活塞液壓缸，回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)選擇擺動(dòng)液壓缸，保證整個(gè)系統(tǒng)能夠達(dá)到穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)效果。 2.3.2.液壓回路的選擇 確定液壓執(zhí)行元件以后，根據(jù)設(shè)備的共組特點(diǎn)和工作要求確定對(duì)主要性能起決定性影響的主要回路，機(jī)械手液壓系統(tǒng)主要有針對(duì)伸縮運(yùn)動(dòng)，升降運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的三個(gè)主要運(yùn)動(dòng)回路。 2.3.3.對(duì)以上的液壓元件和液壓回路進(jìn)行綜合 液壓回路的綜合就是把選擇的液壓回路放在一起，進(jìn)行歸并整理，增加必要的液壓元件和輔助回路，確定完整的液壓傳動(dòng)系統(tǒng)。同時(shí)注意：a.盡量簡(jiǎn)化系統(tǒng)機(jī)構(gòu)，減少不必要的液壓元件使用；b.保證整個(gè)液壓系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)動(dòng)作的可靠，安全，沒(méi)有元件與機(jī)構(gòu)之間的相互干涉問(wèn)題的存在；c.盡可能的去提高系統(tǒng)的工作效率，減少不必要的功耗的浪費(fèi)；d.盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)通用的液壓元件。 綜合以上的動(dòng)作，原理以及元件，繪制液壓系統(tǒng)原理圖。下圖為本機(jī)械手液壓系統(tǒng)的工作原理圖： 圖 5 上下料機(jī)械手液壓系統(tǒng)的工作原理圖 （注：上圖中的s1，s2，s3，s4，s5，s6，s7為行程控制開(kāi)關(guān)） 2.4 根據(jù)整個(gè)系統(tǒng)的液壓元件需求選擇標(biāo)準(zhǔn)的液壓元件 機(jī)械手液壓系統(tǒng)的主要液壓元件選擇包括：油箱，濾油器，油泵，溢流閥，減壓閥，單向閥，電磁換向閥，單向節(jié)流閥，以及相應(yīng)的電器開(kāi)關(guān)等 主要液壓元件規(guī)格如下表： 壓力表 KF3—E3B 節(jié)流閥 L—10H 三位四通電磁換向閥 34—H10B 單向閥 AJ—H10B 減壓閥 JF3—10B 兩位四通電磁換向閥 24—H10B （安裝方法參照液壓系統(tǒng)工作原理圖） 2.5 液壓缸尺寸的確定及安全強(qiáng)度的校核 根據(jù)設(shè)計(jì)的參數(shù)要求，確定合理的液壓缸尺寸 2.5.1.伸縮液壓缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 由于工件相對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)較小，并且工件運(yùn)動(dòng)為水平運(yùn)動(dòng)垂直于重力方向和摩擦力方向，所以對(duì)于運(yùn)動(dòng)過(guò)程來(lái)說(shuō)負(fù)載較小，故不進(jìn)行負(fù)載分析。 伸縮液壓選擇單桿式活塞缸 工作行程為500mm 由于此工業(yè)機(jī)械手屬于小型的工程機(jī)械，故選初始?jí)毫?P=10Mpa 試取 q=30L/min V1=100mm/s（活塞伸出的速度） V2=130mm/s（活塞縮回的速度） 則：A = q / V1 = 50 cm2 = 由于故=40mm 取標(biāo)準(zhǔn)CHSG01-01/De 速比1.337 =80mm =40mm 2.5.2 工作腔面積 2.5.3 活塞穩(wěn)定性較核 活塞工作總行程S=500mm 活塞桿直行=40mm e/d=500/400=12.510 需進(jìn)行穩(wěn)定性校核 由材料力學(xué)中有關(guān)公式，根據(jù)液壓缸一端支承一端 鏈取末端數(shù)據(jù)=2 活塞桿選用普通碳鋼，則： 材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值f=4.9Pa， =85 因?yàn)? 所以它的載荷 當(dāng)取安全系數(shù)為=4時(shí) 所以滿足穩(wěn)定性要求 則對(duì)于伸縮而言 則取缸徑=80mm 桿半徑=40mm 求液壓缸流量： 2.擺動(dòng)缸計(jì)算 回轉(zhuǎn)角度 液壓缸和工作壓力 則輸出壓力 取q=30L/min 故取b=30mm =70mm = 50mm 故可驅(qū)動(dòng)基于手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) 3.升降機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算 由于手臂伸縮機(jī)構(gòu)與擺動(dòng)機(jī)構(gòu)等重量全載與升降機(jī)構(gòu)，故算的 選液壓缸工作壓力P=10MPa 工作負(fù)載=2500N 取=100mm =50mm 取q=30L/min 取V=50mm/s 則耗時(shí)約為4s 第三章. 集成塊的設(shè)計(jì) 3.1設(shè)計(jì)分析 在整個(gè)液壓系統(tǒng)中，由于整個(gè)系統(tǒng)由若干個(gè)液壓閥有機(jī)組合在一起的，各個(gè)液壓閥之間的連接方式主要有：管式連接，板式連接，集成式連接。集成式連接又可以分為集成塊式連接，疊加閥式連接，插裝錐閥式連接。 由于管式連接結(jié)構(gòu)分散，尤其對(duì)于復(fù)雜的液壓系統(tǒng)，占據(jù)空間很大，管路交錯(cuò)，接頭較多，裝卸維修困難，并且在接頭處容易造成油液的泄露與空氣的滲入，有時(shí)會(huì)產(chǎn)生噪音和震動(dòng)。 板式連接一般油管較多，而且易在兩板之間形成間隙，出現(xiàn)漏油，串腔等問(wèn)題。而集成塊式連接是集成式連接中的一種，即借助于集成塊把標(biāo)準(zhǔn)式的板式連接的液壓元件連接起來(lái)，它是一種代替管路把元件連接起來(lái)的六面連接體，在連接體內(nèi)根據(jù)各控制油路設(shè)計(jì)出需要的油路通道，液壓閥裝在集成塊周圍。集成塊的上下面是塊與塊的結(jié)合面，在結(jié)合面上加工有相同位置的壓力油孔P，回油孔T，泄露油孔L，以及安裝螺栓孔。集成塊與裝在周圍的閥類元件之間組成一個(gè)集成塊組，可以完成一定典型回路的功能。將所有的集成塊組疊加在一起，就可以構(gòu)成整個(gè)集成塊式的液壓傳動(dòng)接系統(tǒng)。 在所有的集成塊組的下面應(yīng)該有底板結(jié)構(gòu)，底板上有壓力油孔P，回油孔T，泄露油孔L等，通過(guò)底板來(lái)實(shí)現(xiàn)集成塊組與油泵和油箱的連接，在所有的集成塊組上面還應(yīng)該有頂蓋結(jié)構(gòu)，在頂蓋上可以安裝壓力表開(kāi)關(guān)，以便于測(cè)量系統(tǒng)中各連接點(diǎn)或者某一油路的壓力情況，這種集成方式的優(yōu)點(diǎn)是它的機(jī)構(gòu)緊湊，占地面積小，易于裝卸和維修，并且具有標(biāo)準(zhǔn)化和系列化產(chǎn)品。以選用組合，因而被廣泛用于各種中高壓液壓系統(tǒng)和各種中低壓液壓系統(tǒng)中，但是對(duì)于它的設(shè)計(jì)，工作量比較大，加工工藝復(fù)雜，不能任意修改等缺點(diǎn)。 下面就簡(jiǎn)單的集成塊舉一個(gè)例子。包括三維造型的線形結(jié)構(gòu)和實(shí)體結(jié)構(gòu)。（如下圖） 圖 6 集成塊三維造型的線形結(jié)構(gòu) 圖 7 集成塊的三維實(shí)體造型 3.2 根據(jù)具體的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算 上下料用的機(jī)械手液壓系統(tǒng)的集成塊設(shè)計(jì)系統(tǒng)見(jiàn)集成塊裝配圖，它包括地板塊，升降機(jī)構(gòu)控制集成塊，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)控制集成塊，伸縮機(jī)構(gòu)控制集成塊以及頂蓋等五個(gè)集成塊組成。 下面針對(duì)整個(gè)系統(tǒng)中的伸縮缸液壓控制回路集成塊為例子，具體說(shuō)明整個(gè)集成塊的設(shè)計(jì)計(jì)算過(guò)程： 為了能滿足整個(gè)循環(huán)的工作要求，則該回路共需四個(gè)液壓元件，有相關(guān)手冊(cè)查得它們的型號(hào)和規(guī)格，以及安裝底板在安裝這些元件時(shí)候應(yīng)考慮的油孔的相對(duì)位置情況等 a． 減壓閥 型號(hào)：JF3-10B 通徑：Φ10 連接底板標(biāo)準(zhǔn)：GB8100-AG-06-2-A 外型尺寸：84mm*61mm 安裝螺栓孔和油孔的相對(duì)位置如下： b． 單向閥 型號(hào)：AJ-H10B 通徑：Φ10 AJ型直角單向閥板式連接 外型尺寸：60mm*90mm 安裝螺栓孔和油孔的相對(duì)位置如下： c． 三位四通電磁換向閥 彈簧對(duì)中型 代號(hào)O 型號(hào)：34- H10B 通徑：Φ10 規(guī)格：流量40 L/min 公稱壓力 31.5 Mpa 換向頻率 60次/min 電壓 AC 220V 50Hz ±10% DC 12V 24V ±10% 功耗 AC 40W DC 42W 安裝螺栓孔和油孔的相對(duì)位置如下： d． 單向節(jié)流閥 型號(hào)：L -H10 板式連接 通徑：Φ10 外型尺寸：130mm*90mm 安裝螺栓孔和油孔的相對(duì)位置如下： 3.3 下面為集成塊的設(shè)計(jì)步驟 1． 根據(jù)上面查得的標(biāo)準(zhǔn)，做液壓元件樣板，根據(jù)閥的油孔和外型尺寸確定液壓集成塊的外型尺寸，以及閥體在集成塊某一面上所占的空間。 2． 確定通道的孔徑，集成塊上的公用通道，即壓力油孔P，回油孔T，泄露油孔L，以及四個(gè)安裝孔，壓力油孔由液壓泵流量決定，本回路流量約為30 L/min 則取壓力油孔的孔徑為Φ12mm，回油孔和泄露油孔也取孔徑為Φ12mm。 直接與液壓元件連接的液壓油孔由選定的液壓元件規(guī)格確定，由于所選液壓閥的通徑都為Φ10mm，則統(tǒng)一取孔徑為Φ12mm，方便加工。而孔與孔之間的連接孔（即工藝孔）也取Φ12，并且要求用螺塞在集成塊表面堵死，不允許堵孔用的螺塞對(duì)其他的液壓元件和結(jié)合面有干涉作用。 3． 集成塊上液壓元件的布置，把做好的液壓元件樣板在集成塊各個(gè)視圖上進(jìn)行布局，有的液壓元件需要連接板，則樣板以連接板為準(zhǔn)。 在布局時(shí)應(yīng)該避免電磁換向閥兩端的電磁鐵與其他部分或元件想干涉，液壓元件的布置應(yīng)以在集成塊上加工的孔最少為最佳。如圖5所示，孔道相通的液壓元件應(yīng)該盡可能布置在同一水平面上，或在直徑d的范圍內(nèi)（如圖5 a）， 否則要鉆中間油孔（如圖5 b，c），不通油孔之間的最小壁厚h必須進(jìn)行強(qiáng)度校核（如圖5 d）。 液壓元件在水平上的孔道若與公共油孔相通，則應(yīng)盡可能地布置在同一垂直位置或在直徑d的范圍（如圖5 a，b），否則要鉆中間孔道（如圖6 c），集成塊前后與左右連接的孔道應(yīng)相互垂直，不然也要鉆中間孔道（如圖6 d）。 設(shè)計(jì)專用集成塊時(shí)，要注意其高度應(yīng)該比裝在其上的液壓元件最大橫向尺寸大，以避免上下集成塊上的液壓元件相互干涉，影響集成塊組之間的緊固問(wèn)題。 圖 8 液壓元件在垂直面內(nèi)的孔道關(guān)系 4． 集成塊上液壓元件布置程序。電磁換向閥布置在集成塊的前面和后面，先布置垂直位置，后布置水平位置，要避免電磁換向閥的固定螺孔與閥口通道、集成塊固定螺孔相通。液壓元件泄漏孔可考慮與回油孔合并。水平位置孔道可分為三層進(jìn)行布置。根據(jù)水平孔道布置的需要，液壓元件可以上下左右移動(dòng)一段距離，具體可參見(jiàn)圖6。溢流閥的先導(dǎo)閥部分可伸出集成塊外，有的元件如單向閥，可以橫向布置。 圖 9 液壓元件在水平面內(nèi)的孔道關(guān)系 由于集成塊內(nèi)部油道很多，而且連接方式比較復(fù)雜，這樣就給內(nèi)部孔道的設(shè)計(jì)和校核帶來(lái)了一定的麻煩。在做整個(gè)集成塊設(shè)計(jì)的過(guò)程中首先要了解整個(gè)液壓回路所需要的液壓元件，然后考慮合適的結(jié)構(gòu)布局，在外觀上，盡量避免在一個(gè)面上安裝兩個(gè)多個(gè)占地面積比較大的液壓元件，這樣會(huì)給集成塊內(nèi)部孔道的設(shè)計(jì)帶來(lái)很多麻煩，還有要注意液壓元件外型上的干涉問(wèn)題，有的液壓元件基本參數(shù)的調(diào)節(jié)要靠手動(dòng)來(lái)完成，也就是說(shuō)在液壓元件的外型空間以外有足夠的空間，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)它的調(diào)節(jié)。在內(nèi)部孔道設(shè)計(jì)上，要注意如圖8和圖9中要注意的情況。就拿 來(lái)說(shuō)，首先確定壓力油孔P，回油孔T，泄露油孔L和連接螺栓孔的位置，然后選擇液壓回路需要的液壓元件：減壓閥，單向控制閥，三位四通電磁換向閥和節(jié)流閥等，首先放置減壓閥的底面模板于集成塊一面，在放置的過(guò)程中要注意使減壓閥的進(jìn)油孔道與壓力油孔P連接方式要盡可能簡(jiǎn)單并且容易加工，然后考慮減壓閥的出油孔道加工深度，綜合考慮單向閥的孔道位置關(guān)系，在合適的減壓閥外部空間以外放置單向閥的底板模型，確定單向閥的孔道位置，同時(shí)要考慮整個(gè)液壓回路各個(gè)液壓元件之間的孔道連接關(guān)系綜合考慮孔道的設(shè)計(jì)。之后在集成塊另一表面放置電磁換向閥，孔道設(shè)計(jì)同樣要考慮加工簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)合理，外型布局合理等因素，然后在一面放置節(jié)流閥，設(shè)計(jì)過(guò)程同上。 然后綜合考慮孔道以及外型關(guān)系，確定合理的液壓集成塊的合理尺寸，以及內(nèi)部孔系結(jié)構(gòu)。 3.4 液壓集成塊的加工工藝 隨著液壓系統(tǒng)向高壓化，高精度化發(fā)展，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式也向著集成化的方向發(fā)展，在這種趨勢(shì)下尤其顯示出液壓集成塊的優(yōu)越性。 集成塊加工質(zhì)量的好壞直接影響到系統(tǒng)和設(shè)備的工作性能。集成塊在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)合理布置油道，盡可能節(jié)省工藝孔。 集成塊的選料：當(dāng)工作壓力<6.3Mpa時(shí)，集成塊可以采用鑄鐵HT20-40，推薦相鄰孔間距δ=5mm；工作壓力>=6.3Mpa時(shí)，集成塊可以采用45#或35#鋼材鍛件或厚板材，且相鄰孔間距δ為6～7mm。 集成塊的加工工藝過(guò)程為： 1） 下料 一般每邊至少留2mm以上的加工余量； 2） 銑六面 每邊留0.2～0.4mm磨量； 3） 磨六面至圖紙尺寸 保證兩對(duì)應(yīng)面不平行度不大于0.03mm，兩相鄰面垂直度小于0.05mm； 4） 鉗 劃線并鉆各孔，表面精確度Ra=12.5um。對(duì)孔徑適宜需要者，可攻絲。鉆孔遇有相交時(shí)應(yīng)考慮油液流動(dòng)方向，避免產(chǎn)生渦流和沖擊性震動(dòng)，如圖7所示； 5） 車 對(duì)需要鏜孔或車螺紋的各孔進(jìn)行車（鏜）加工； 6） 鉗 去除毛刺鐵屑，保證清理干凈。目前針對(duì)不同形狀的零件和不同的材質(zhì)以及部位已經(jīng)有多種不同的去毛刺方法和設(shè)備，針對(duì)集成塊主要有以下兩種方法：a）.震動(dòng)式去毛刺，主要用于精加工前，熱處理后進(jìn)行去毛刺處理，除銹，除氧化皮及銳邊倒角處理；b）柔性毛刷去毛刺，針對(duì)集成塊加工中各個(gè)油孔，臺(tái)階孔，直角棱邊出現(xiàn)的毛刺，在精加工后使用毛刷進(jìn)行光整，加工效果好； 7） 焊 堵焊工藝孔并且打磨平整?？捎寐萑驴祝氯凸に嚳椎倪^(guò)盈量在0.02～0.04mm之間，堵塞和孔均留45度的焊接坡口，坡口深3mm，焊接牢固，不得有裂縫，磨平焊渣，也可以用螺塞加密封墊圈旋緊堵住工藝孔，注意外型不要對(duì)其他的元件干涉； 8） 磨 將各個(gè)表面磨至所要求的粗糙度要求； 9） 清洗 對(duì)于高精度的集成塊，清洗要跟隨每一道工序進(jìn)行，這樣才能保證整個(gè)元件的清潔度。 10） 表面處理 鍍鎘或鍍鋅 在裝配前要進(jìn)行粗洗和精洗。 1） 粗洗 主要清除附在零件表面的各種顆粒污染物，腐蝕物，油脂等，常用的方法有：a.洗滌液浸泡，刷洗，沖洗，可以除去灰塵殘留顆粒物，油脂等；b.堿性液浸泡，沖洗，可以除去灰塵，油脂，可溶性金屬氧化物；c.酸性液浸泡，沖洗，可以除去氧化皮，銹蝕物，有機(jī)物和無(wú)機(jī)物質(zhì)；d.溶劑浸泡，刷洗，可以除去油脂，潤(rùn)滑液，有機(jī)物等；e.機(jī)械清洗，清除表面沾附的污染物。 2） 精洗 由于集成塊表面清潔度要求極高，所以要進(jìn)行精洗，精洗的清潔度可以達(dá)到表面殘留一個(gè)分子層的污染物，常用的精洗方法有兩種：a）蒸汽浴洗 將被清洗零件放置在加熱的溶劑蒸氣中，蒸汽在零件表面冷凝從而將污染物洗去；b）超聲波清洗 它是一種有效的清洗方法，將集成塊浸泡在盛有清潔溶劑的超聲波槽中，利用超聲波清除集成塊表面的污染物。 裝配和試驗(yàn) 加工完所有的零件后，在清潔的環(huán)境進(jìn)行集成塊系統(tǒng)的裝配，以防止元器件的銹蝕或受環(huán)境的污染，裝配后的集成塊的進(jìn)出油口用螺塞加組合密封墊圈進(jìn)行密封。 裝配后的產(chǎn)品需要進(jìn)行壓力試驗(yàn)和功能試驗(yàn)，耐壓試驗(yàn)需要按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，試壓時(shí)間在10分鐘左右，各個(gè)接頭處不得有油液泄露，不允許有其他異常現(xiàn)象，功能實(shí)驗(yàn)根據(jù)不同功能要求進(jìn)行。 第四章 液壓集成塊CAD技術(shù) 利用CAD的三維實(shí)體造型功能，可以將液壓集成塊自動(dòng)設(shè)計(jì)結(jié)果，即集成塊外部元件布局和內(nèi)部孔道布局的集成方案，在CAD圖形庫(kù)中自動(dòng)生成集成塊的三維結(jié)構(gòu)圖和裝配圖，在CAD的三維瀏覽工具的支持下，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)集成塊內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖和裝配圖的多方位，多角度的觀察，進(jìn)而對(duì)檢驗(yàn)方案結(jié)果及優(yōu)劣程度進(jìn)行改造。其中，液壓集成塊三維裝配圖生成需要液壓元件圖形庫(kù)的支持。 在液壓集成塊設(shè)計(jì)應(yīng)用開(kāi)發(fā)中仍拘泥于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)結(jié)果信息建模，而在孔道校驗(yàn)繪圖軟件中，集成塊的設(shè)計(jì)信息轉(zhuǎn)化為數(shù)學(xué)模型記錄到相關(guān)描述文件，據(jù)此得到集成塊的三維幾何模型，并生成二維圖紙作為設(shè)計(jì)結(jié)果，此外對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程建模并無(wú)涉足?，F(xiàn)在關(guān)于集成塊CAD的研究開(kāi)發(fā)，不能停留于結(jié)果信息建模，而要面向整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程的建模。為此，需要強(qiáng)調(diào)完善集成塊的設(shè)計(jì)規(guī)范，特別是其設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)范，不斷完善集成塊設(shè)計(jì)規(guī)范和過(guò)程建模對(duì)液壓集成塊CAD研究開(kāi)發(fā)的深入是當(dāng)務(wù)之急。 就設(shè)計(jì)全過(guò)程來(lái)說(shuō)，設(shè)計(jì)師的工作從液壓控制系統(tǒng)原理方案分析開(kāi)始，確定集成范圍和目標(biāo)要求，構(gòu)思總體部署方案和確定全部元件規(guī)格及其安裝位置，根據(jù)原理要求設(shè)計(jì)塊體孔系，設(shè)計(jì)師在塊體設(shè)計(jì)中要遵循設(shè)計(jì)規(guī)范與準(zhǔn)則，獲得集成塊裝配草圖與零件設(shè)計(jì)草圖，孔道校驗(yàn)和技術(shù)文件編制。然而集成塊CAD研究開(kāi)發(fā)的目標(biāo)在于促使設(shè)計(jì)師發(fā)揮創(chuàng)造性，即應(yīng)用開(kāi)發(fā)應(yīng)定位于集成塊設(shè)計(jì)的前端。根據(jù)過(guò)程改進(jìn)要求獲得設(shè)計(jì)過(guò)程規(guī)范是過(guò)程建模的前提。按照設(shè)計(jì)及開(kāi)發(fā)能力以及過(guò)程改進(jìn)的方法學(xué)框架，逐步建立行之有效的設(shè)計(jì)規(guī)范和設(shè)計(jì)模型。設(shè)計(jì)師利用軟件高效完成工作的同時(shí)，能充分發(fā)揮創(chuàng)造潛力，完成工作的創(chuàng)造性部分，即為集成塊CAD研究開(kāi)發(fā)的最高目標(biāo)。明確這一目標(biāo)，液壓集成塊CAD研究開(kāi)發(fā)任務(wù)也就明確了。 液壓集成塊CAD應(yīng)用軟件將能自動(dòng)生成與獲得最優(yōu)的布局不孔集成方案。實(shí)現(xiàn)了液壓集成塊布局孔集成方案的自動(dòng)優(yōu)化設(shè)計(jì)。利用該軟件用戶只需要輸入液壓原理圖所提供的液壓元件及其元件之間的連通關(guān)系，則計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成中間的處理過(guò)程，包括液壓元件在集成塊體上的布局定位，實(shí)時(shí)干涉校核下的孔道自動(dòng)連通，連通方案的目標(biāo)評(píng)價(jià)和布局方案的自動(dòng)調(diào)整等步驟。最后形成集成塊的布局布孔最優(yōu)方案。在優(yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，需要以下幾項(xiàng)數(shù)據(jù)：1.元件的外型尺寸，用于裝配時(shí)進(jìn)行外型干涉校核 2.元件底版孔系數(shù)據(jù)，包括元件底版上各油孔，螺紋孔等的坐標(biāo)位置和孔道大小，以及深度要求和安裝精度要求等 3.元件本身屬性，包括元件裝配的優(yōu)先面，優(yōu)先角度等 液壓集成塊的CAD的研究與開(kāi)發(fā)已為液壓工程設(shè)計(jì)提供了有力的支持，但其發(fā)展?jié)摿€沒(méi)有充分發(fā)掘。由于液壓集成塊的高附價(jià)值，液壓集成塊CAD技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)不但能夠滿足個(gè)別企業(yè)液壓集成塊的專業(yè)急需，同時(shí)也有望走上商品化專業(yè)軟件市場(chǎng)。對(duì)液壓集成塊CAD技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)提出全面的商品化，工程化要求并采取有效的方法學(xué)，技術(shù)和工具，將液壓集成塊CAD技術(shù)應(yīng)用軟件推向用戶市場(chǎng)是液壓集成塊CAD領(lǐng)域的重要工作。 結(jié)束語(yǔ)： 在實(shí)際的生產(chǎn)中，為了提高生產(chǎn)率，減少勞動(dòng)強(qiáng)度，機(jī)械手也就被廣泛地用于工業(yè)生產(chǎn)中，它可以無(wú)疲勞地進(jìn)行重復(fù)的動(dòng)作。在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)整個(gè)過(guò)程中，我不僅對(duì)工業(yè)機(jī)械手的現(xiàn)階段的運(yùn)用情況和范圍得到了很深的了解，而且對(duì)于簡(jiǎn)單的機(jī)械手設(shè)計(jì)知識(shí)有一定的掌握不論從結(jié)構(gòu)還是從驅(qū)動(dòng)的形式。還有對(duì)于集成塊的設(shè)計(jì)，以前并不知道液壓集成塊是什么樣的工業(yè)產(chǎn)品，通過(guò)這一階段的學(xué)習(xí)，不僅僅對(duì)于液壓集成塊有很深的了解，而且也可以制作一定難度的液壓集成塊，通過(guò)CAD技術(shù)的三維建模，對(duì)集成塊進(jìn)行內(nèi)部孔道的加工仿真，從而達(dá)到避免內(nèi)部所設(shè)計(jì)孔道的不干涉問(wèn)題的存在。在集成塊外型設(shè)計(jì)上要保證裝在集成塊外表面的液壓元件外型的不干涉問(wèn)題，只有集成塊在液壓元件外型和內(nèi)部設(shè)計(jì)的連接孔都不干涉，并且內(nèi)部孔道之間要進(jìn)行強(qiáng)度的校核，這樣才能保證集成塊工作的安全性能。雖然說(shuō)這次設(shè)計(jì)做的時(shí)間有限，但是它貫徹了我們四年以來(lái)所學(xué)習(xí)的所有知識(shí)，能夠把我們所學(xué)習(xí)的專業(yè)知識(shí)貫穿在一起，同時(shí)也真正的了解到產(chǎn)品開(kāi)發(fā)所需要的設(shè)計(jì)過(guò)程，應(yīng)注重的設(shè)計(jì)要求等。 致謝： 在這次課程設(shè)計(jì)過(guò)程中，我得到了丁蘭英老師的指導(dǎo)，使我的專業(yè)知識(shí)又得到了更全面的提高，在此深表感激。 同時(shí)也感謝同組的陳華榮同學(xué)在這次的畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中給我的幫助。 通過(guò)丁蘭英老師的悉心指導(dǎo)與我們相互的協(xié)作與配合，我對(duì)于這次設(shè)計(jì)的過(guò)程和結(jié)果都是比較滿意。 在今后的工作中，我會(huì)盡力將所學(xué)用于實(shí)踐，做到理論與實(shí)踐相結(jié)合，以次來(lái)回報(bào)我的母校，尤其是教過(guò)我的老師們。也感謝機(jī)械工程系的領(lǐng)導(dǎo)們給我們安排的這次設(shè)計(jì)，使我們有了這次學(xué)習(xí)鍛煉的機(jī)會(huì)，為我們走向新的學(xué)習(xí)、工作崗位打下了一個(gè)良好的基礎(chǔ)。 參考文獻(xiàn)： [1]. 工業(yè)機(jī)器人 徐元昌 編制 中國(guó)輕工業(yè)出版社 1999.08 [2]. 液壓傳動(dòng)與控制 賈銘新 主編 國(guó)防工業(yè)出版社 2003.01 [3]. 液壓與氣壓傳動(dòng) 左健民 主編 機(jī)械工業(yè)出版社 1999.10 [4]. 機(jī)器人應(yīng)用技術(shù) 孟繁華 編 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社 1989.06 [5]. 機(jī)器人動(dòng)力學(xué) 趙錫芳 編著 上海交通大學(xué) 1992.11 [6]. 機(jī)器人學(xué) 蔡自興 著 清華大學(xué)出版社 2000.09 [7]. 機(jī)器人和機(jī)械手控制系統(tǒng) (蘇)E.N尤列維奇等著;劉興良等譯 新時(shí)代出版社 1985.04 [8]. 機(jī)器人基礎(chǔ)知識(shí) 劉興良編著 新時(shí)代出版社 1986.08 [9]. 濮鳳根，胡偉民. 關(guān)于液壓集成塊CAD研究開(kāi)發(fā)的進(jìn)一步探討. 機(jī)電設(shè)備 1997 [10].Solomatine,D. Object-orientation in hydraulic modeling architectures.Journal of computing in civil engineering,1996(4)  本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)定表 （由指導(dǎo)教師填寫(xiě)） 學(xué)院 工學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 姓名 李剛 論文題目 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 一、對(duì)待畢業(yè)實(shí)習(xí)的態(tài)度及實(shí)習(xí)期間遵守紀(jì)律情況 優(yōu)良（15—11分） 一般（10—6分） 較差（5—0） 二、觀察、收集、整理、查閱資料及運(yùn)用數(shù)據(jù)的水平 優(yōu)良（30—21分） 一般（20—11分） 較差（10—0分） 三、學(xué)生的獨(dú)立工作能力和動(dòng)手能力 優(yōu)良（20—16分） 一般（15—11分） 較差（10—0分） 四、畢業(yè)論文寫(xiě)作的規(guī)范化程度 優(yōu)良（15—11分） 一般（10—6分） 較差（5—0分） 五、畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）總體評(píng)價(jià) 優(yōu)良（20—16分） 一般（15—6分） 較差（5—0分） 評(píng)定意見(jiàn)、成績(jī)及能否提交答辯： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）成績(jī)?cè)u(píng)閱表 （由評(píng)閱教師填寫(xiě)） 學(xué)院 工學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 姓名 李剛 論文題目 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 一、論文選題的價(jià)值與合理性 優(yōu)秀（15—11分） 一般（10—6分） 較差（5—0） 二、論文的難度、工作量大小和創(chuàng)新性 優(yōu)秀（30—21分） 一般（20—11分） 較差（10—0分） 三、數(shù)據(jù)資料分析、歸納、概括及運(yùn)算的能力 優(yōu)秀（20—16分） 一般（15—11分） 較差（10—0分） 四、文字表達(dá)水平、文章的邏輯性 優(yōu)秀（15—11分） 一般（10—6分） 較差（5—0分） 五、論文寫(xiě)作的規(guī)范化程度 優(yōu)秀（20—16分） 一般（15—6分） 較差（5—0分） 評(píng)閱意見(jiàn)、成績(jī)及能否提交答辯： 評(píng)閱教師簽名： 年 月 日 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯及綜合評(píng)分表 （由答辯小組填寫(xiě)） 學(xué)院 工學(xué)院 專業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 姓名 李剛 論文題目 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) 一、內(nèi)容的科學(xué)性、應(yīng)用性和創(chuàng)新性 優(yōu)秀（30—21分） 一般（20—11分） 較差（10—0） 二、論文寫(xiě)作水平及知識(shí)面掌握程度 優(yōu)秀（30—21分） 一般（20—11分） 較差（10—0分） 三、語(yǔ)言表達(dá)能力、邏輯思維能力、回答問(wèn)題的正確性 優(yōu)秀（40—31分） 一般（30—11分） 較差（10—0分） 論文答辯成績(jī)： 答辯小組負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）綜合評(píng)定成績(jī) （由答辯委員會(huì)填寫(xiě)） 指導(dǎo)教師評(píng)定成績(jī)30% 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）評(píng)閱成績(jī)30% 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）答辯成績(jī)40% 綜合評(píng)定成績(jī) 注：綜合評(píng)定成績(jī)等級(jí)：優(yōu)秀（90-100），良好（80-89），中等（70-79），及格（60-69），不及格（60分以下）。 答辯委員會(huì)負(fù)責(zé)人（簽名）： 年 月 日 ２０