氣動機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)設(shè)計

資料.資料.資料.資料.畢業(yè)設(shè)計氣動機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)設(shè)計畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書題日名稱：專動機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)設(shè)計具體妾求：(原始效據(jù)、試瞼方素、手段及預(yù)期偌杲)結(jié)合所學(xué)專業(yè)知出，查閱相關(guān)書籍及資料，深入理解設(shè)計課題的要求，完成設(shè)計任務(wù)，具體要求如下：收集相關(guān)資料，專動機(jī)械手的工作原理，確定總體設(shè)計方案，做開題報告，翻譯一篇與該課題有關(guān)的不少于5000個英文字符的外文資料。位置,檢測精度達(dá)到±1亳米。伸縮行程100mm,升降行程50mm。旋轉(zhuǎn)180°o抓捱零件直役。5-。20,最大重量0.5kg?？偨Y(jié)設(shè)計過程，撰寫畢業(yè)設(shè)計論文，準(zhǔn)備答辯，拄照論文撰寫規(guī)書寫舉業(yè)設(shè)計論文，并做好答辯第?的準(zhǔn)備工作?；咀呷讼拢罕菊n題將要完成的主要任務(wù)如下：(1)進(jìn)行完動機(jī)械手的忍體研究，并進(jìn)行整體運(yùn)動方式設(shè)計；(2)設(shè)計專動凱械手專路設(shè)計，進(jìn)行關(guān)鍵部件的設(shè)計計算；(3)設(shè)計專動抗械伸縮、回轉(zhuǎn)臂部分結(jié)構(gòu)，進(jìn)行關(guān)鍵部件的設(shè)計計算；(4)PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計及編程。其中：參考文故篇10篇以上數(shù) ：6000字以上說明書字教：折合A。圖紙3,其中至少1裝配圖圖紙教：專業(yè)負(fù)/人看足簽名：年月日與動機(jī)械手回檔盾結(jié)構(gòu)設(shè)計痛要本文簡要介紹了工業(yè)機(jī)器人的板念，凱械手的組成和分類，機(jī)械手的自由度和生林形式，專動技術(shù)的特點(diǎn)，PLC控制的特點(diǎn)及國外的發(fā)展?fàn)顩r。本文對抗械手進(jìn)行總體方案設(shè)計，確定了機(jī)械手的生標(biāo)形式和自由度，確定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同時，設(shè)計了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)，設(shè)計了機(jī)械手的手胞結(jié)構(gòu)，計算出了手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩和回轉(zhuǎn)專缸的驅(qū)動力矩。設(shè)計了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)。設(shè)計出了機(jī)械手的專動系統(tǒng)，繪制了凱械手專壓條統(tǒng)工作原理圖，對專壓系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制進(jìn)行了研究，大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。利用可編程序控制器對機(jī)械手進(jìn)行控制，選取了合適的PLC型號，根據(jù)凱械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，設(shè)計了機(jī)械手的工作時序圖，并繪制了可編程序控制器的控制程序。設(shè)計達(dá)到了設(shè)計的預(yù)期目標(biāo)。關(guān)怯詞工業(yè)機(jī)器人；如械手；專動；PLCPneumaticmanipulatorarmstructuredesignAbstractThispaperbrieflyintroducestheconceptofindustrialrobotmanipulator,thecompositionandclassificationofthemanipulator,freedomandcoordinates,pneumatictechnologyofPLCcontrol,thecharacteristicsofthedevelopmentofbothathomeandabroad.Thispapermakesanoverallmanipulator,thedesignschemeofthemanipulatorcoordinatesandfreedom,thetechnicalparametersoftherobot.Atthesametime,thedesignofclampingmanipulatorhandstructure,thedesignofthestructureofthemanipulatorwrist,calculatesthewristcurlswhendrivingtorqueandrotarycylinderdrivingtorque.Thedesignofmanipulatorarmstructure.Designarobotmanipulator,pneumaticsystem,pneumaticsystemworkingprincipleofpneumaticsystemprinciplediagramofparameterizeddrawingwasstudied,andgreatlyimprovetheefficiencyofdrawinganddrawings.Usingmanipulatorprogrammablecontroller,thecontrolofPLCsuitablemodel,accordingtotheworkingprocessofthemanipulatorprogrammablecontrollerhasformulatedthecontrolscheme,theworkofthemanipulator,anddrawsthesequentialdiagramPLCcontrolprocedures.Designmeetsthedesigntarget.KeywordsIndustrialrobot;Manipulator;Airpressuredrive;PLC林要AbstractTOC\o"1-5"\h\z1結(jié)毒 1專動抗械手機(jī)述 1\o"CurrentDocument"機(jī)械手的組成和分類 1抗械手的組成 1機(jī)械手的分類 1\o"CurrentDocument"13國外發(fā)展?fàn)顩r 2\o"CurrentDocument"1.4課題的提出及任務(wù) 22機(jī)械手的破計方盒 4機(jī)械手的生標(biāo)形式j(luò)與自由度 4\o"CurrentDocument"機(jī),械手的手部結(jié)構(gòu)方嗡設(shè)計 4\o"CurrentDocument"凱械手的手腕方案設(shè)計 4凱械手驅(qū)動方案設(shè)計 4凱械手技術(shù)參教列表 43手癰處拘謖計 63跑的自3度 6手腕的驅(qū)動力矩計算 6手腦轉(zhuǎn)動時所需要的驅(qū)動力矩 64手看伸紿、升睜B樣的尺寸計算和枝枝 9手管伸縮與缸的尺寸設(shè)計與校校 9手臂伸縮毛缸的尺寸設(shè)計 9\o"CurrentDocument"尺寸枝核 9\o"CurrentDocument"導(dǎo)向裝置 10\o"CurrentDocument"平街裝置 10\o"CurrentDocument"手臂升降缸的尺寸設(shè)計與校校 10\o"CurrentDocument"尺寸設(shè)計 10手臂回轉(zhuǎn)缸的尺寸設(shè)計與校校 11\o"CurrentDocument"尺寸設(shè)計 11\o"CurrentDocument"尺寸枝板 115條動余統(tǒng)諛計 125.1專壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 126機(jī)臧手的PLC掛制 14可編程序控制褰的選擇及工作過程 14可編程序控制器的選擇 14\o"CurrentDocument"工作過程 14機(jī),械手可編程序控制器控制方案 14\o"CurrentDocument"系統(tǒng)簡介 14\o"CurrentDocument"工業(yè)機(jī)械手的工作流程 15\o"CurrentDocument"機(jī)械手工作時序圖 15結(jié)槍 20參考文收 21政 錯誤!未定義書簽。1鰭論卷動機(jī)就手杭述專動機(jī)械手由操作機(jī)（抗械本體）、控制器，伺服驅(qū)動條統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制，可重復(fù)編程，能在三維,史間完成各種作業(yè)的機(jī)包一體化自動化設(shè)備⑶。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用叫機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個工業(yè)自動化水平的重要林志。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)抗械手”[4]o生產(chǎn)中應(yīng)用抗械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和?手動生產(chǎn)率：可以減輕.手動強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)⑴。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。機(jī)械手的組龍和分類機(jī)械手的短扇機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及住置檢測裝置等所如成⑷。各條統(tǒng)相互之間的關(guān)東如方柩圖1-1所示。圖1-1機(jī)械手組成方框圖機(jī)械手的分類一.按用途分機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種⑷:CU專用機(jī)械手它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無獨(dú)立控制條統(tǒng)的機(jī)械裝置⑷。專用機(jī)械手具有動作少，工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單,使用可點(diǎn)和造價低等特疝叫適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機(jī)械手，如自動機(jī)床，自動線的上下料機(jī)械手和加工中心⑶。(2)通用機(jī)械手它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的，動作靈活多樣的機(jī)械手⑶。通用機(jī)械手的工作囹大、定核精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小枇量自動化的生產(chǎn)⑷。二.拉?驅(qū)動方式分C1)波壓傳動抗械手液壓傳動機(jī)械手以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手［3］。其主要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動半狼、結(jié)構(gòu)緊湊，動作靈敏小。但對卷封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫，低溫下工作［4］。(2)專壓傳動機(jī)械手專壓傳動凱械手以壓縮變專的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的凱械手［3］。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)源極為方便，輸出力小，專動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低［1］。(3)抗械傳動機(jī)械手機(jī)械傳動機(jī)械手是由抗械傳動機(jī)構(gòu)(如凸掄、連桿、齒輪和齒條，間敏機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動的機(jī)械手［3］。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動力是由工作抗械傳遞.的［l］o國外發(fā)展?fàn)顩r國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個趨勢：CU工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(嵩速度，嵩精度、離可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價格不斷下降，平均單機(jī)價格從91年的10.3萬美元降至97年的65萬美元［2］。(2)加械結(jié)構(gòu)向模塊化，可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三核一體化：由關(guān)節(jié)模塊，連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)；國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。(3)工業(yè)抗器人控制系統(tǒng)向基于PC九的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化，網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提嵩，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了條統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。課題的繳出及任務(wù)進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國人口老豁化的提前到來，近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的執(zhí)工現(xiàn)象，迫切要求我們提嵩手動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行，將機(jī)械手，應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線，把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性手動，同時又可以提高?手動生產(chǎn)率。本課題將要完成的主要任務(wù)如下：(1)進(jìn)行完動機(jī)械手的總體研究，并進(jìn)行整體運(yùn)動方式設(shè)計；(2)設(shè)計專動機(jī)械手專路設(shè)計，進(jìn)行關(guān)鍵部件的設(shè)計計算；(3)設(shè)計專動機(jī)械伸縮、回轉(zhuǎn)管部分結(jié)構(gòu)，進(jìn)行關(guān)鍵部件的設(shè)計計算；PLC控制條統(tǒng)的設(shè)計及編程。資料.資料.資料.2機(jī)械手的設(shè)計方米機(jī)械手的上標(biāo)形式與布由度揀凱械手手臂的不同運(yùn)動形式及其組合情況，其座壞型式可分為直角座標(biāo)式、國桂座標(biāo)式、球度杯式和關(guān)節(jié)式［3］。由于木凱械手在上下料時手管具有升降，收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動，因此，采用(D柱座標(biāo)型式。相應(yīng)的抗械手具有三個自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動行程較小的矮點(diǎn)，增加手臂擺動機(jī)構(gòu)，從而增加一個手臂上下擺動的自由度。機(jī)械手的手部站構(gòu)方金諛計為了使抗械手的通用性更強(qiáng)，杷加械手的手部結(jié)構(gòu)設(shè)計成可更換結(jié)構(gòu)，當(dāng)工件是梅料時，使用夾持式手部，當(dāng)工件是板料時，使用專流負(fù)壓式吸盤。機(jī)械手的手癰方案設(shè)計考慮到凱械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動才可滿足工作的要求。因此，手跑設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手胞回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)完缸。機(jī)械手盛動另會改計由于專壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機(jī)械手采用專壓傳動方式。機(jī)械手技術(shù)多散列表.用途：用于自動輸送線的上下料。.設(shè)計技術(shù)參教：CU機(jī)重：0.5奴(2)自由度數(shù)：4個自由度(3)座標(biāo)型式：圓柱座標(biāo)(4)手臂運(yùn)動參數(shù)：伸縮行程100mm伸縮速度40mm/s升降行程50mm升降速度100mm/s國轉(zhuǎn)囹°,一180°回轉(zhuǎn)速度9（T/sC5J手跑運(yùn)動參數(shù)：回轉(zhuǎn)囹0c-180°回轉(zhuǎn)速度90°/5C6）手指夾持囹：棒料：05?。20（7）尋胞運(yùn)動參數(shù)：回轉(zhuǎn)囹0c-180°回轉(zhuǎn)速度90°/s⑻手指夾持囹：棒料.。80〃〃〃-0150mmC9）定位方式：行程開關(guān)CO）定住精度：±1加加C11J驅(qū)動方式：專壓傳動C2）控制方式：點(diǎn)依程序控制（采用PLC）資料資料.資料.資料.資料.3手癰結(jié)枸設(shè)計手癰的4由度手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方伉，因而它具有獨(dú)立的自由度，以使機(jī)械手適應(yīng)復(fù)雜的動作要求。手跑自由度的選用與機(jī)械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定住精度等許多因素有關(guān)。由于本機(jī)械手機(jī)取的工件是水平放置，同時考慮到通用性，因此給手腕設(shè)一繞X軸轉(zhuǎn)動回轉(zhuǎn)運(yùn)動才可滿足工作的要求日前實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)，應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)油（專）缸。手癰的驅(qū)動力矩計算手癰輔動時所需要的軀動力矩手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動，驅(qū)動手腕回轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩必須克服手跑起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動朝與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸位，定片，端蓋等處嘮封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動件的中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩.圖3-1所示為手麻受力的示意圖。1.工件1.工件2.手部3.手癰圖4?1字瑰回轉(zhuǎn)時良力狀態(tài)手腦轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩可按下式計算:M驅(qū)=用慣+加俱M驅(qū)=用慣+加俱+M摩+M封C3-1J式中：“驅(qū)-驅(qū)動手胞轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩（N?C7”）M慣-慣性力矩（N?C7”）M偏參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量（包括工件.手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動片）對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩（N?。%）

下面以圖4-1所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計算：(])手跑加速運(yùn)動時所產(chǎn)生的慣性力矩M慣若手腕起動過程接等加速運(yùn)動，手胸轉(zhuǎn)動時的角速度為口，起動過程所用的時間為M慣=3+Jp?N.cm)式中：人參與手腕轉(zhuǎn)動的部件對轉(zhuǎn)動細(xì)線的轉(zhuǎn)動慣量J-工件對手腕轉(zhuǎn)動軸線的轉(zhuǎn)動慣量(Me"")若工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，其轉(zhuǎn)動慣量人為：,rG14=4+-2

g6式中：J。-工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量('?九.S")<3-2；(33)G-工件的重量(N)6-工件的重心利轉(zhuǎn)動軸線的偏心距(cm)<3-2；(33)G-手腕轉(zhuǎn)動時的角速度(孤度/$)\(p—起動過程所轉(zhuǎn)過的角度(弧度)A/-\(p—起動過程所轉(zhuǎn)過的角度(弧度)(2)手腕轉(zhuǎn)動件和工件的儡重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M偏(3-4)=GieiJh%(N,cm)(3-4)式中：G,一手腕轉(zhuǎn)動件的重量(N)%-手腦轉(zhuǎn)動件的重心到轉(zhuǎn)動軸線的偏心距(cm)當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動軸線重合時，則Glel=03.手腕轉(zhuǎn)動軸在軸頸處的摩擦阻力矩M封A/A/封=；(此4+R/1XN?。〃)r3-5j式中：力，心一轉(zhuǎn)動軸的軸頸直役(cm)/-摩擦條致，對于滾動軸承/=0.01,對于滑動軸承/=0.1

&，&-處的支承反力（N）,可接手跑轉(zhuǎn)動軸的受力分析求將，根據(jù)2M8尸=0.得：RJ+G3/3=G」、+GJG/+GJ-G3%Rb=/同理，根據(jù)ZMbF=0,得:r=G1（/+/J+GiQ+/?）+G3（/一4）式中：G2-的重量（N）(3-6)(3-7)C3-8J——如圖4-1(3-6)(3-7)C3-8J4手臂伸縮.升中回檔選敘的尺寸計算和枝核手臂伸縮先治的尺寸設(shè)計與枝卷手臂伸縮名缸的尺寸設(shè)計手臂伸縮專缸采用專動元件廠生產(chǎn)的林準(zhǔn)完缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，尺寸參數(shù)，結(jié)合本設(shè)計的實(shí)際要求，毛缸用CTA型專缸，尺寸條列初選位為。100/63。尺寸枚核.在枝核尺寸時，只需校枝與缸役2=63〃〃〃半位R=31.5mm的完缸的尺寸滿足使用要求即可,設(shè)計使用壓強(qiáng)。=0.4MP。.則驅(qū)動力：(4-1)F=(4-1)=0.4x106x3.14x0.03152=1246(N)測定手腕質(zhì)量為50kg,設(shè)計加速度。=10%,則慣性力：C4-2JK=maC4-2J=50x10=500(N).考慮活企等的摩擦力，設(shè)定摩擦條教人=0.2,C4-3JFm=k.F[C4-3J=0.2x500=100(N)(4-4)總受力 F0=Fl+Fni(4-4)=500+100=600(N)F。＜F所以林準(zhǔn)CTA專缸的尺寸符合實(shí)際使用驅(qū)動力要求。4.13導(dǎo)向裝置專壓驅(qū)動的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)動時，為了防止手臂統(tǒng)朝線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活泉桿不受較大的夸曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計手臂結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來確定，同時在結(jié)構(gòu)設(shè)計和布局上應(yīng)該盡量減少運(yùn)動部件的重量和減少對回轉(zhuǎn)中心的慣量。導(dǎo)向桿釘前幫1采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，8導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計中才用單導(dǎo)向桿來增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。4.1.4平的裝置在本設(shè)計中，為了使手管的兩潴能夠盡量接近重力矩平衡狀忠，減少手抓一側(cè)重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮毛缸一側(cè)加裝平衡裝置，裝置加放碳碼，碳碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和完缸的運(yùn)行參數(shù)機(jī)具體情況加以調(diào)節(jié),務(wù)求使兩端盡量接近平街。4.2手臂升If缸的尺寸設(shè)計與枝核4.2.1尺寸設(shè)計(1)4.13導(dǎo)向裝置專壓驅(qū)動的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)動時，為了防止手臂統(tǒng)朝線轉(zhuǎn)動，以保證手指的正確方向，并使活泉桿不受較大的夸曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計手臂結(jié)構(gòu)時，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。具體的安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來確定，同時在結(jié)構(gòu)設(shè)計和布局上應(yīng)該盡量減少運(yùn)動部件的重量和減少對回轉(zhuǎn)中心的慣量。導(dǎo)向桿釘前幫1采用的裝置有單導(dǎo)向桿，雙導(dǎo)向桿，8導(dǎo)向桿等，在本設(shè)計中才用單導(dǎo)向桿來增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。4.1.4平的裝置在本設(shè)計中，為了使手管的兩潴能夠盡量接近重力矩平衡狀忠，減少手抓一側(cè)重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮毛缸一側(cè)加裝平衡裝置，裝置加放碳碼，碳碼塊的質(zhì)量根據(jù)抓取物體的重量和完缸的運(yùn)行參數(shù)機(jī)具體情況加以調(diào)節(jié),務(wù)求使兩端盡量接近平街。4.2手臂升If缸的尺寸設(shè)計與枝核4.2.1尺寸設(shè)計(1),測定手胞質(zhì)量為80kg,則重力：G=mg(4-5)=80x10=800(N)(2)、設(shè)計加速度。=5，%,則慣性力：G1=ma(4-6)=80x5=400(N)考慮活家等的摩擦力，設(shè)定一摩擦條救人=°」Gm=kG](4-7)總受力=0.1x400=40(N)Gq=G+G】+G,〃<4-8；=800+400+40=1240(N)Gq<G。Gq<G。所以設(shè)計尺寸符合實(shí)際使用要求。4.3手臂回林?jǐn)⒌某叽缭O(shè)計與枝核尺寸設(shè)計專缸長度設(shè)計為6=120〃〃〃,完缸位為0】=210〃〃〃，半役R=105mm,酶02=40,71111半位R二20〃〃工完缸運(yùn)行角速度g=9（T/s,加速度時間=O.5s,壓強(qiáng)P=0-4MR?M=Pb（R=產(chǎn)）(4-9)_0.4xl06x0.12(0.1052-0.0202)2=255(N川)尺寸枝枝測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量叫=12°依，分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個半位『=200〃〃，的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣重：C4-10J2C4-10J_120X0.102一2=0.6（kg.ni2）h At=0.6x—0.5=108（Nj〃）考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定一摩擦條教k=°-2"摩=左"慣 （4-12）=0.2x108=5.4（N.m）總驅(qū)動力矩:“驅(qū)="慣+M摩 （4-13）=108+5.4=113.4（N.m）<M ，設(shè)計尺寸滿足使用要求。

5%動系統(tǒng)設(shè)計5.1卷壓傳動?xùn)|統(tǒng)工作原理圖圖6-1為該機(jī)械手的完壓傳動條統(tǒng)工作原理圖。它的專源是由,交與壓縮機(jī)（挑與壓力大于0.4-0.6MPa）通過快換接頭進(jìn)入儲完錢，經(jīng)分水過盛器、調(diào)壓閥、油霧器，進(jìn)人各并藤專路上的也設(shè)閥，以控制與缸和手部動作。手的HMil手的HMil鐘解■虹表5?1%動元件序號型號 規(guī)格 名 稱數(shù)量1QF-44手動板止閥12儲冬缸23QSL-26-S1分7K送看器14QTY-20-S1減壓閥15QIU-20-S1油喋及16YJ-1壓力繼電酸17Q24DH-10-S1二a五通也送潘網(wǎng)18Q24D2H-10-S1二伉五通也球滑網(wǎng)49Q24D2H-15-S1二枚五通也赧滑網(wǎng)110單曲節(jié)流閥211LI-25單曲節(jié)洗閥212快速排恁網(wǎng)1各執(zhí)行機(jī)構(gòu)調(diào)速，凡是能采用排?？诠?jié)流方式的，都在電景閥的挑毛口安裝節(jié)流血尼螺釘進(jìn)行調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，效果忘好。如手臂伸縮完缸在接近與缸處安裝兩個快速排專閥，可以加快啟動速度，也可調(diào)節(jié)全程上的速度。升降完缸采用進(jìn)專節(jié)流的單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)手臂上升速度。由于手臂可自重下降，其速度調(diào)節(jié)仍采用在也磁閥排?？诎惭b節(jié)流陽尼螺釘來完成。毛液傳送器專缸側(cè)的排毛節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器的背壓大小。為簡化完路，減少電潴閥的數(shù)量，各工作完缸的緩沖均采用度壓緩沖器。這樣可以省去包餐閥和切換調(diào)節(jié)閥或行程節(jié)流閥的專路阻尼元件。包磁閥的通役，是根據(jù)各工作專缸的尺寸、行程、速度計算出所需壓縮?變名流量，與所選用電或閥在壓力狀忠下的公稱使用流量相適應(yīng)來確定的。6機(jī)就手的PLC控制可編程序驗(yàn)制上的運(yùn)擇及工作過程可編程序掛制工的選擇日前，國際上生產(chǎn)可編程序控制器的廠家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德國西門子公司的SIMATICN5條列PC,日本OMRON（立石）公司的C型、P型PC等［11］。考慮到本機(jī)械手的輸入輸出點(diǎn)不多，工作流程較簡單，同時考慮到制造成本，因此在本次設(shè)計中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器［12］。工作過程可編程序控制器是通過執(zhí)行用戶程序來完成各種不同控制任務(wù)的。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式，具體的工作過程可分為4個階段［12］。第一階段是初始化處理：可編程序控制器的輸入潴子不是直接與主機(jī)相連，CPU對輸入輸出狀患的詢問是針對輸入輸出狀患智存褰而言的［11］。輸入輸出狀忐皙存器也稱為I/O狀患表.該表是一個專門存放輸入輸出狀忠信息的存儲區(qū)口2］。開九時，CPU首先使I/O狀忠表請零，然后進(jìn)行自診新。當(dāng)確認(rèn)其硬件工作正帝后，進(jìn)入下一階段。第二階段是處理輸入信號階段：在處理輸入信號階段，CPU對輸入狀忠進(jìn)行掃描，將獲得的各個輸入潴子的狀忠信息送到I/O狀忠表中存放［8］。在同一掃牯周期，各個輸入點(diǎn)的我忠在I/O狀忠表中一直保持不變，不會受到各個輸入潴子信號變化的影響［9］,因此不能造成運(yùn)算結(jié)果混孔，保證了本周期用戶程序的正確執(zhí)行。第三階段是程序處理階段：當(dāng)輸入狀忠信息全部進(jìn)入I/O狀去表后，CPU工作進(jìn)入到第三個階段［8］。在這個階段中，可編程序控制器對用戶程序進(jìn)行依次拉措，并根據(jù)各I/。狀忠和有關(guān)指令進(jìn)行運(yùn)算和處理［9］,最后將結(jié)果寫入I/。狀態(tài)表的輸出狀忠智春器中。第8階段是輸出處理階段：段CPU對用戶程序已掃描處理完畢，并將運(yùn)算結(jié)果寫入到I/O狀忠表狀忠暫存器中［10］。此時將輸入信號從輸出狀忐暫存器中取出，送到輸出領(lǐng)存也路，驅(qū)動輸出繼電器線圖，控制被控設(shè)備進(jìn)行各種相應(yīng)的動作［8］。然后，CPU又返回執(zhí)行下一個循環(huán)的掃描周期。機(jī)械手可編程序驗(yàn)制承驗(yàn)?zāi)戏剿髅捉y(tǒng)簡介控制對象為圓板座林專動凱板手。它的手臂具有三個自由度，即水平方向的伸，縮,曼直方向的上、下，繞豎直軸的順時針方向旋轉(zhuǎn)及適時針方向旋轉(zhuǎn)。另外，其未潴執(zhí)行裝置一機(jī)械手，還可完成抓，放功能。以上各動作均采用專動方式驅(qū)動，即用五個二位五通也成閥（每個閥有兩個線圖，對應(yīng)兩個相反動作）分列控制五個完缸，使機(jī)械手完成伸，縮，上，下、旋轉(zhuǎn)及抗械手機(jī)放動作。其中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動用一組齒掄齒條，使專缸的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。這樣，可用PLC的8個輸出潴與包赧網(wǎng)的8個線圖相連，通過編程，使也磁閥各線圖按一定序列激勵，從而使抗械手按預(yù)先安挑的動作序列工作.如果欲改變機(jī)械手的動作，不需改變接線，只需將程序中動作代碼及順序稍加修改即可。另外，除抓放外，其余六個動作末端均放置一F艮位開關(guān)，以檢測動作是否到佳，如果某動作沒有到伉，則出錯指示燈亮。工業(yè)機(jī)械手的工作流程此機(jī)械手用于自動輸送線的上下料。當(dāng)按下機(jī)械手啟動拉?鈕之后，凱械手有如下動作：先右轉(zhuǎn)至右F艮住開關(guān)動作（1DT通電）.下降至下F艮住開關(guān)（5DT通也）一手腕逆時針轉(zhuǎn)動90,（7DT通電）f手管伸長至F艮核開關(guān)（3DT通也）一檢查有無物品，若有物品，手爪抓緊（9DT通也）一手臂收縮至F艮位開關(guān)（4DT通也）f上升至上F艮住開關(guān)（6DT通電）f左轉(zhuǎn)至左F艮位開關(guān)動作（2DT通也）一手腕順時針轉(zhuǎn)動90。（8DT通也）一手臂伸長至最長（3DT通包）一手爪松開（10DT通電）一延時一手臂收縮最短（4DT通電）。至此，一個工作循環(huán)克畢。機(jī)就手工作時序圖/0分配根據(jù)未統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的教員，選用。MRONC28P型PC,它有16個輸入點(diǎn)，標(biāo)號為0000-0015,12個輸出點(diǎn)，標(biāo)號為0500-0511。表6-1 I/。分比輸入輸出啟動0000手臂左轉(zhuǎn)0500停止0001手臂右轉(zhuǎn)0501手抓抓緊0002手臂伸長0502左忖限位開關(guān)0003手臂收縮0503右忖限核開關(guān)0004手臂上升0504伸長限位開關(guān)0005手臂下降0505收縮F艮位開關(guān)0006手臂也轉(zhuǎn)0506上升限位開關(guān)0007手臂順帶0507下降限位開關(guān)0008手臂抓緊0508違忖限核開關(guān)0009手臂放松0509順恭F艮位開關(guān)0010物品檢測0011.梯形圖設(shè)計根據(jù)機(jī)械手的透料時序圖及I/O分配，后出控制樓形圖，如附圖所示。由梯形圖可以看出：⑴手臂左轉(zhuǎn)的條件：左轉(zhuǎn)不到?。?003為OFF）,收縮到位（0006為ON）,上升到住（0007為ON）,手腕逆轉(zhuǎn)到?。?009為ON）,手爪抓緊（0002為ON）,無右轉(zhuǎn)命令（0501為OFF）o（2）手臂右轉(zhuǎn)的條件：右轉(zhuǎn)不到伉（0004為。FF）,上升到位（0007為。N）,收縮到住（0006為ON）,手腕順轉(zhuǎn)到?。?010為ON）,手爪放松（0002為OFF）,無左轉(zhuǎn)命令（0500為OFF）o（3）手臂伸長的條件：伸長不到伉（0005為。FF）,無收縮命令（0503為。FF）,并且滿足下列條件之一：1）右轉(zhuǎn)到位（0004為ON）,下降到伉（0008為ON）,手癰逆轉(zhuǎn)到?。?009為ON）,手爪放松（0002為OFF）；2）左轉(zhuǎn)到住（0003為。N）,上升到位（0007為。N）,手跑順轉(zhuǎn)到?。?010為。N）,手爪抓緊（0002為ON）。（4）手臂收縮的條件：收縮不到伍（0006為。FF）,無伸長命令0502為。FF,并且滿足下列條件之一：1）右轉(zhuǎn)到位（0004為ON）,下降到伉（0008為ON）,手癰逆轉(zhuǎn)到住（0009為ON）,手爪抓緊（0002為ON）；2）左轉(zhuǎn)到位（0003為ON）,上升到佳（0007為。N）,手爪抓緊（0002為ON）,手胞順轉(zhuǎn)到?。?010為ON）。⑸手臂上升的條件：上升不到伉（0007為。FF）,無下降命令（0505為。FF）,收縮到伉（0006為ON）,手跑逆轉(zhuǎn)到住（0009為ON）,手爪抓緊（0002為ON）,右轉(zhuǎn)到?。?004為ON）.⑹手臂下降的條件：下降不到伍（0008為OFF）,無上升命令（0504為。FF）,右轉(zhuǎn)到伍（0004為ON）,收縮到伉（0006為ON）,手胞順轉(zhuǎn)到?。?010為ON）,手爪放松（0002為OFF）o⑺手癰逆轉(zhuǎn)的條件：居轉(zhuǎn)不到伉（0009為OFF）,無順轉(zhuǎn)命令（0507為。FF）,右轉(zhuǎn)到?。?004為ON）,收縮到住（0006為ON）,下降到?。?008為ON）,手爪放松（0002為OFF）o（8）手跑順轉(zhuǎn)的條件：順轉(zhuǎn)不到伉（0010為OFF）,無逆轉(zhuǎn)命令（0506為OFF）,左轉(zhuǎn)到?。?003為ON）,收縮到住（0006為ON）,上升到?。?007為ON）,手爪抓緊（0002為ON）o（9）手爪抓緊的條件：手久未抓到物品（0002為OFF）,無放松命令（0509為。FF）,并且滿足下列條件之一：1）右轉(zhuǎn)到伉（0004為ON）,伸長到?。?005為ON）,下降到?。?008為ON）,手胞逆轉(zhuǎn)到伉（0009為ON）,檢測到有物品（0011為ON）.2）左轉(zhuǎn)到核（0003為ON）,伸長到伉（0005為ON）,上升到?。?007為。N）,手跑順轉(zhuǎn)到?。?010為ON）o（10）手爪放松的條件：手爪抓緊（0002為ON）,無抓緊命令（0508為OFF）,并￡.滿足下列條件一：1）左轉(zhuǎn)到住（0003為ON）,伸長到伉（0005為ON）,上升到?。?007為ON）,手腕順轉(zhuǎn)到住（0010為ON）。2）左轉(zhuǎn)到住（0003為ON）,上升到?。?007為ON）,手跑順轉(zhuǎn)到?。?010為ON）,收縮到?。?006為ON）。另外，當(dāng)按下停止按?鈕時，手臂停止動作，即手臂停止在不定的住置。.凱械手控制程序控制程序如表6-2,6-3

表6?2地址粕令數(shù)據(jù)地址指令數(shù)據(jù)0000LD00000038AND0007OR1000AND0010ANDNOT0001AND0002OUT1000ANDNOT0006LD1000ORLDIL(02)ANDNOT0502LDNOT0003OUT0503AND0006LD0006AND0007AND0009AND0009AND0002AND0002AND0004ANDNOT0501ANDNOT0007OUT0500ANDNOT0505LD0004OUT0504AND0008LD0004AND0009AND0006ANDNOT0002AND0010LD0003ANDNOT0003AND0007ANDNOT0009AND0010ANDNOT0507AND0002OUT0506ORLDLD0003ANDNOT0005AND0006ANDNOT0503AND0007OUT0502ANDNOT0002LD0004ANDNOT0010AND0008ANDNOT0506AND0009OUT0507AND0002L