制造系統(tǒng)自動化技術(shù)大作業(yè)-機械手設(shè)計

1、制造系統(tǒng)自動化技術(shù)作業(yè)題目:搬運機械手運動控制系統(tǒng)設(shè)計 班號:學號:姓名:日期:一、 設(shè)計要求1、 搬運機械手功能示意圖 2、基本要求與參數(shù)本作業(yè)要求完成一種二指機械手的運動控制系統(tǒng)設(shè)計。 該機械手采用二指夾 持結(jié)構(gòu),如圖 1所示,機械手實現(xiàn)對工件的夾持、搬運、放置等操作。以夾持圓 柱體為例,要求設(shè)計運動控制系統(tǒng)及控制流程。機械手通過升降、左右回轉(zhuǎn)、前 后伸縮、 夾緊及松開等動作完成工件從位置 A 到 B 的搬運工作, 具體操作順序:逆時針回轉(zhuǎn) (機械手的初始位置在 A 與 B 之間 >下降 >夾緊 >上升 >順時 針回轉(zhuǎn) >下降 >松開 >上升,機械

2、手的工作臂都設(shè)有限位開關(guān) SQ i 。設(shè)計參數(shù): (1抓重 :10Kg(2最大工作半徑:1500mm (3運動參數(shù):伸縮行程:0-1200mm ; 伸縮速度:80mm/s; 升降行程:0-500mm ; 升降速度:50mm/s 回轉(zhuǎn)范圍:0-1800控制器要求:(1在 PLC 、單片機、 PC 微機或者 DSP 中任選其一;(2具備回原點、手動單步操作及自動連續(xù)操作等基本功能。AB工件SQ 1SQ 46夾緊松開二、 驅(qū)動及傳動方案的設(shè)計及部件的選擇初步選定為圓柱坐標式機械手。 , 它適用于搬運和測量工件。 具有直觀性好, 結(jié)構(gòu)簡單,本體占用的空間較小,而動作范圍較大等優(yōu)點。圓柱坐標式機械手的工

3、作范圍可分為:一個旋轉(zhuǎn)運動, 一個直線運動, 加一 個不在直線運動所在的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動;二個直線運動加一個旋轉(zhuǎn)運動。 選用液壓傳動系統(tǒng),工作穩(wěn)定,易于控制。1 手部抓取缸液壓原理圖 采用: YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通閥2 擺動液壓回路 采用: 2FRM5-20/102調(diào)速閥 34E1-10B 換向閥 YF-B10B 溢流閥 3 小臂伸縮缸液壓回路 采用:YF-B10B 溢流閥 2FRM5-20/102 調(diào)速閥 23E1-10B 二位三通閥 4 總體系統(tǒng)圖 三、 二指夾持機構(gòu)的設(shè)計及計算 夾緊機械手, 根據(jù)工件的形狀, 采用最常用的外卡式兩指鉗爪

4、, 夾緊方式用 常閉史彈簧夾緊,松開時,用單作用式液壓缸。此種結(jié)構(gòu)較為簡單,制造方便。如下圖所示:油缸右腔停止進油時, 彈簧力夾緊工件, 油缸右腔進油時松開 工件。 1、 右腔推力為2230.5104908.744p F D P N =2、根據(jù)鉗爪夾持的方位,查出當量夾緊力計算公式為:212F cos ' N' b a=其中 N =498N=392N(物重為 98N 代入公式得:22122150cos ' N'=cos 30392176450b F N a =則實際加緊力 F2 = F1K1K 2 / = 1764 × 1.5 × 1.1 &

5、#247; 0.85 = 3424N 經(jīng)圓整 F1 = 3500N 3、計算手部活塞桿行程長 L,即 D L = tan = 25 × tan30° = 23.1mm 2 經(jīng)圓整取 L = 25mm 4、確定“V”型鉗爪的 L 、 。 Rcp =3 L P 200 Rcp = = = 50 4 4 取 式中： 則 L = 3 × Rcp = 150mm 取“V”型鉗口的夾角 2 = 120° ，則偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角來確定， 查表得： = 22°39 ' 四、 總體控制方案及控制流程的設(shè)計 機械手的動作過程如下圖所示 控制電路設(shè)計主要是 PLC 輸入、