四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計與運(yùn)動仿真

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1、摘要在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械手已被廣泛應(yīng)用，改善了工人的勞動環(huán)境，顯著地加快了生產(chǎn)節(jié)奏，提高了勞動生產(chǎn)率，工業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化程度得到了提高。本文先對機(jī)械手的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀以及搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用背景和需求分析進(jìn)行分析，對本課題任務(wù)進(jìn)行了四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的總體方案設(shè)計。首先，確定了搬運(yùn)機(jī)械手的自由度為四自由度；其次，本文設(shè)計了四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)、手臂結(jié)構(gòu)、機(jī)身、機(jī)座、驅(qū)動系統(tǒng)等部分，實(shí)現(xiàn)了四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的水平回轉(zhuǎn)，軸向移動，豎直升降，手部的旋轉(zhuǎn)四個自由度及手爪的開合。本文通過針對四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的整體設(shè)計，設(shè)計出了一種具有模塊化、高可靠性物料的搬運(yùn)機(jī)械手，對其他經(jīng)濟(jì)型搬運(yùn)機(jī)

2、械手的設(shè)計也有一定的借鑒作用。關(guān)鍵詞：四自由度；機(jī)械手；氣動驅(qū)動；運(yùn)動學(xué)仿真IAbstractIn machinery manufacturing, robots have been widely used to improve workers labor environment, significantly speed up production, increase labor productivity, and increase the degree of mechanization and automation of industrial production. This paper f

3、irst analyzes the research status of manipulators both at home and abroad, as well as the application background and demand analysis of the handling robots. The overall program design of the four-degree-of-freedom transport manipulator is performed on the tasks of this project. Firstly, the degree o

4、f freedom of the handling robot is determined to be four degrees of freedom. Secondly, this paper designs the gripping hand structure, arm structure, fuselage, frame and drive system of the four-degree-of-freedom handling robot and realizes four freedoms. Degree of rotation of the handling robot, ax

5、ial movement, vertical lifting, four degrees of rotation of the hand and the opening and closing of the hand. In this paper, by designing the overall design of a four-degree-of-freedom handling robot, a handling robot with a modular, high-reliability material is designed, which also has a certain re

6、ference for the design of other economical handling robots.Keywords: four degrees of freedom; manipulator; pneumatic drive; kinematics simulation目錄第1章 緒論11.1選題背景及研究意義11.2 機(jī)械手概述11.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀21.3.1國外機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀21.3.2國內(nèi)機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀21.4課題的主要研究內(nèi)容3第2章 四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的總體方案設(shè)計42.1工作原理42.2 基本參數(shù)要求42.2.1基本參數(shù)的確定42.2.2設(shè)計要求52.3整體

7、方案52.4小結(jié)6第3章 四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計73.1底座的設(shè)計73.2手部的設(shè)計73.2.1機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)的計算73.2.2豎直升降模塊的設(shè)計83.2.3水平伸縮模塊的設(shè)計93.3腕部的設(shè)計103.3.1 概述103.3.2 手腕驅(qū)動力矩的確定103.4臂部的設(shè)計123.4.1手臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇123.4.2手臂偏重力矩的確定123.5小結(jié)13第4章 四自由度機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計144.1氣動元件的選用144.2氣動系統(tǒng)中各控制和輔助元件的選用154.2.1方向控制閥的選用154.2.2流量控制閥的選用164.2.3壓力控制閥的選用164.3液壓模塊計算164.3.1 液壓缸活塞的

8、驅(qū)動力的計算164.3.2液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸194.4活塞桿的設(shè)計214.4.1活塞桿的計算214.4.2活塞桿的穩(wěn)定性校核214.5手臂旋轉(zhuǎn)設(shè)計234.6 手臂升降設(shè)計254.6.1臂部做升降運(yùn)動時油缸的相關(guān)計算264.6.2油缸內(nèi)徑的計算264.6.3油缸壁厚的計算274.6.4活塞桿的計算284.7小結(jié)29第5章 四自由度機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計305.1機(jī)械手液壓缸的受力情況305.1.1 大臂升降缸的受力情況305.1.2 手爪夾緊缸的受力情況305.1.3 手臂伸縮缸的受力情況305.2液壓元件的選擇305.3液壓系統(tǒng)原理圖315.4小結(jié)31第6章結(jié)論33致謝34參考文獻(xiàn)35附錄36V第1

9、章 緒論1.1選題背景及研究意義機(jī)械手的研制，加快了世界科技發(fā)展的進(jìn)程；機(jī)械手的誕生，是工業(yè)制造史上的重大突破，提高了工業(yè)制造生產(chǎn)的水平。在這樣的背景下，制造業(yè)里面的機(jī)械手發(fā)展的很是迅速，并且有著十分廣泛的應(yīng)用范圍。機(jī)械手的動作都是設(shè)計好的，主要通過程序來控制機(jī)械手去完成規(guī)定制定的行為動作，它主要用于枯燥重復(fù)的流水線工作的完成，特別在一些高溫、危險的環(huán)境里，去完成對人來說有困難的工作。雖然目前的機(jī)械手是比較成熟的，但是由于機(jī)械手的制造成本昂貴，因此目前僅應(yīng)用于航天航空等高端領(lǐng)域。所以制造成本低、可以滿足低端領(lǐng)域使用的四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計就刻不容緩了。一旦這種新型機(jī)械手問世，人類不僅會從傳統(tǒng)

10、的手工加工方式中解脫出來，還能讓人類的生產(chǎn)率得到大幅的提高，進(jìn)而改善人類的工作環(huán)境，從而讓人類的生活變得越來越美好。這種機(jī)械手主要功能是代替人去完成繁重而單調(diào)的重物搬運(yùn)和物品分揀工作1。機(jī)械手的研制不僅有利于生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化程度的提高，還可以減少人力的浪費(fèi)，加快生產(chǎn)的節(jié)奏，因此對這種機(jī)械手的進(jìn)一步研制就顯得尤為重要。1.2 機(jī)械手概述本課題研究設(shè)計搬運(yùn)機(jī)械手的自由度個數(shù)是四個。四自由度機(jī)械手的運(yùn)動原理基本相同，但是由于使用領(lǐng)域的不同，所以其結(jié)構(gòu)的設(shè)計還是有很大的區(qū)別。雖然結(jié)構(gòu)上有些差異，但是機(jī)械手的設(shè)計主要是設(shè)計機(jī)械手的控制系統(tǒng)還有驅(qū)動系統(tǒng)和傳動執(zhí)行機(jī)構(gòu)這三方面。只有這三方面設(shè)計的合理，機(jī)

11、械手才能正常運(yùn)行。 1.3 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀1.3.1國外機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀世界上第一臺機(jī)械手是1958年美國聯(lián)合公司發(fā)明出來的，控制系統(tǒng)是簡單的示教型的。后來科學(xué)家在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造，設(shè)計出了第二代機(jī)械手，對新一代的機(jī)械手設(shè)計了更多的新功能，實(shí)用性也增加了不少。隨后的時間里，美國機(jī)械鑄造公司、Unimate公司等公司對機(jī)械手的研發(fā)都很熱情，研究出了具有更多功能的機(jī)械手。日本從1969年在美國進(jìn)口了一批機(jī)械手后，充分發(fā)揮了其學(xué)習(xí)模仿的能力，經(jīng)過對機(jī)械手的研究，日本工業(yè)迅速崛起，尤其是汽車行業(yè)的迅速發(fā)展，成就了“工業(yè)發(fā)展最迅速”的神話?，F(xiàn)在國外對機(jī)械手的研發(fā)已經(jīng)很先進(jìn)了，已經(jīng)開始從觸覺和視覺方面去研

12、制新型的機(jī)械手了。這樣的機(jī)械手能夠感應(yīng)外界實(shí)物，不僅能夠聽到外界的聲音，還能夠看到外界的視野，這樣高端的功能是非常厲害的。目前國外工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展方向是柔性制造系統(tǒng)的一整條生產(chǎn)線的全自動化生產(chǎn)。 圖1.1 美國早期機(jī)械手圖 圖1.2 日本機(jī)械手圖1.3.2國內(nèi)機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀在上個世紀(jì)八十年代，國內(nèi)才開始對機(jī)械手進(jìn)行研究，足足比發(fā)達(dá)國家對機(jī)械手的研究要晚了幾十年。我國的第一臺機(jī)械手是在上海被研發(fā)成功的，隨后其他城市對機(jī)械手的研究才開始進(jìn)行。隨著經(jīng)濟(jì)改革開放，國家對機(jī)械手的研究力度提高了，并且投入了大量的科研人員和大量資金。圖1.3 國內(nèi)機(jī)械手圖現(xiàn)在我國研發(fā)的機(jī)械手主要還是用在工業(yè)方面，在其他領(lǐng)域

13、的研發(fā)進(jìn)境不是太好。雖然我國的機(jī)械手運(yùn)用在了工業(yè)方面，但是自主研發(fā)的機(jī)械手因?yàn)楫a(chǎn)量少，且達(dá)不到一些精密儀器生產(chǎn)的要求。一些高精度加工還是引進(jìn)國外淘汰的機(jī)械手，引進(jìn)機(jī)械手的成本較高，所以我國能用得起機(jī)械手的工業(yè)企業(yè)還是很少的。1.4課題的主要研究內(nèi)容機(jī)械手主要是用在工業(yè)制造生產(chǎn)上，對物品做流水線式的搬運(yùn)工作。對于機(jī)械手的功能要求并不多，主要完成大的工作是實(shí)現(xiàn)物體的來回搬運(yùn)。本文機(jī)械手設(shè)計的研究內(nèi)容如下：（1）機(jī)械手的工作原理機(jī)械手的定位；機(jī)械手的旋轉(zhuǎn)動作和抓取動作；機(jī)械手的復(fù)位功能。（2）機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)模塊設(shè)計 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計包括機(jī)械手底座、手部、腕部、臂部的設(shè)計。（3）機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)模塊

14、設(shè)計機(jī)械手的驅(qū)動模塊設(shè)計包括氣動和液壓兩部分。（4）機(jī)械手的液壓系統(tǒng)模塊設(shè)計 機(jī)械手的液壓模塊設(shè)計包括機(jī)械手工作時液壓缸的受力情況、液壓元件的選取和機(jī)械手工作時的液壓原理圖的設(shè)計。第2章 四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的總體方案設(shè)計2.1工作原理四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的工作原理是仿造人類手臂關(guān)節(jié)的活動結(jié)構(gòu)，來實(shí)現(xiàn)各種復(fù)雜動作的運(yùn)動的，一般機(jī)械手都運(yùn)用在環(huán)境惡劣、流水線或者是危險性的工作環(huán)境下。本文設(shè)計的這種四自由度搬運(yùn)機(jī)械手主要功能是搬運(yùn)，具體來說就是把一個地方的物品搬運(yùn)到固定位置上去，這樣的自動化設(shè)備可以有效減輕勞動力。本文設(shè)計的這種四自由度搬運(yùn)機(jī)械手運(yùn)用在流水工作線上2，所以對四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的活動順序

15、和對時間的掌控都有比較高的要求了。四自由度搬運(yùn)機(jī)械手在搬運(yùn)物體時，要保證機(jī)械手能平穩(wěn)，快速，精準(zhǔn)的運(yùn)行。機(jī)械手原理圖如圖2.1所示。圖2.1機(jī)械手的結(jié)構(gòu)簡圖2.2 基本參數(shù)要求2.2.1基本參數(shù)的確定機(jī)械手的設(shè)計主要包括結(jié)構(gòu)、功能和各種驅(qū)動及動力系統(tǒng)的設(shè)計，機(jī)械手的基本參數(shù)的確定應(yīng)該是機(jī)械手的第一步。本文設(shè)計機(jī)械手的基本參數(shù)如下表所示3。表2-1 機(jī)械手工作過程中的主要參數(shù)2.2.2設(shè)計要求本課題設(shè)計的搬運(yùn)機(jī)械手，要求由四個方向的運(yùn)動，分別是手臂可以旋轉(zhuǎn)，還有手臂能夠繞著軸來擺動，最后是手臂可以夾緊松開，達(dá)到加持物品的效果。機(jī)械手的工作過程可分為： 1）機(jī)械手運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)是利用電機(jī)傳遞的動力，帶

16、動傳動軸、齒輪運(yùn)動，進(jìn)一步帶動機(jī)械手的運(yùn)動； 2）手部的運(yùn)動的實(shí)現(xiàn)是靠凸輪驅(qū)動擺桿，進(jìn)而帶動齒輪轉(zhuǎn)動，最后經(jīng)過內(nèi)部機(jī)構(gòu)的帶動； 3）利用凸輪的運(yùn)動原理，使圓通實(shí)現(xiàn)移動，進(jìn)而帶動手臂進(jìn)行擺動； 4）轉(zhuǎn)盤的往復(fù)回轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)是通過圓柱凸輪帶動齒條、齒輪轉(zhuǎn)動完成的。 2.3整體方案在設(shè)計機(jī)械手的結(jié)構(gòu)時候，要對實(shí)際的工作環(huán)境還有使用情況詳細(xì)分析，然后根據(jù)情況來設(shè)計能夠符合要求的機(jī)械手才行。機(jī)械手的設(shè)計需要滿足的條件：要留足機(jī)械手的工作空間，并且設(shè)計的機(jī)械手應(yīng)能夠以多種運(yùn)動形式完成不同要求的工作。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計，應(yīng)該在滿足機(jī)械手具體的工作環(huán)境和要求的前提下，通過對人的手臂功能的模仿學(xué)習(xí)之后，進(jìn)行機(jī)械手的具

17、體結(jié)構(gòu)、機(jī)械手的姿態(tài)和運(yùn)動方式的設(shè)計4。圖2.2機(jī)械手實(shí)物圖圖中1機(jī)座，2液壓缸，3旋轉(zhuǎn)關(guān)節(jié)，4手臂，5手爪，6法蘭盤7手桿。2.4小結(jié)本章對四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的描述，確定了機(jī)械手的基本參數(shù)和設(shè)計要求，明確了機(jī)械手的整體設(shè)計方案。第3章 四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1底座的設(shè)計機(jī)械手的底座的主要作用是承重，不僅要承受機(jī)器人全部重量，還要承受機(jī)械手的工作載荷，因此需要有較大的強(qiáng)度和剛度。機(jī)械手能否正常工作，取決于底座的安裝基面的大小。由于機(jī)械手對底座的結(jié)構(gòu)要求較低，只要機(jī)械手的定位合理即可，本課題設(shè)計的機(jī)械手其底座如圖所示。圖3.1底座三維圖3.2手部的設(shè)計3.2.1

18、機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)的計算 機(jī)械手夾持爪要根據(jù)手爪的工作環(huán)境來選取，主要參考依據(jù)有被搬運(yùn)物品的質(zhì)量、大小、形狀和機(jī)械手夾持爪的工作行程，本課題所設(shè)計的機(jī)械手的參數(shù)為:M=30.0kg,夾持點(diǎn)和轉(zhuǎn)軸中心的最大力臂為46.0mm,由這些參數(shù)來確定夾持手爪的規(guī)格。夾持手爪夾持物品的夾持力的計算如下5： 公式(3.1)式中 安全系數(shù)，(取值為1.22)；工況系數(shù)，一般情況下受器件慣性力的影響較大,a被搬運(yùn)物品的加速度，g被搬運(yùn)物品的重力加速度；位置系數(shù)； G被搬運(yùn)物品的重量； 分別取,;則由能公式(3.1)可得: 公式(3.2)所以夾持力矩(取最小的夾持力計算) 為: 公式(3.3)由計算結(jié)果知，可選取型號

19、為SMC,MHC2- 16D- A198S的手爪，其主要參數(shù)：（1）手爪開合時間0.03s；（2）手爪的夾持力矩75N.m；（3）重復(fù)定位精度為0.02mm。圖3.2手爪結(jié)構(gòu)圖3.2.2豎直升降模塊的設(shè)計豎直臂的作用是控制機(jī)械手的升降，它的驅(qū)動方式是氣壓驅(qū)動，因?yàn)樨Q直臂不易定位，考慮到工作中工作行程和工作壓力等因素的影響，所以本設(shè)計選取了雙聯(lián)氣缸。由于活塞桿要克服載荷收縮做工，所以氣缸的內(nèi)徑D的大小要結(jié)合機(jī)械手工作壓力和工作載荷來確定，具體過程如下： 公式(3.4) 式中 D氣壓缸的內(nèi)徑m；F氣壓活塞受到的載荷N；P氣壓缸受到的壓力Pa；氣缸總的機(jī)械效率（的取值范圍0.30.5）；考慮到氣缸中

20、活塞桿的直徑和具體工作情況的影響： 公式 (3.5) 將 ，代入公式（3.5）計算得： 公式（3.6）式中 t豎直臂氣缸的伸縮時間， s豎直臂氣缸的收縮行程， F豎直臂氣缸的收縮行程，3.2.3水平伸縮模塊的設(shè)計因?yàn)樗奖壑辉谄矫鎯?nèi)運(yùn)動，且僅有一端需要定位，所以采用水平鋼桿和氣壓缸組合使用的方法來保證了水平臂的剛性，選用筆形氣缸就可達(dá)到設(shè)計要求。將 ，代入式（3.5）計算得： 公式（3.7） 式中 t豎直臂氣缸的伸縮時間， s豎直臂氣缸的收縮行程， F豎直臂氣缸的收縮行程，根據(jù)3.2.2和3.2.3的計算結(jié)果，選取型號為SMC,CXSM10-70-Z75的氣缸，其重復(fù)定位精度為0.020mm。

21、3.3腕部的設(shè)計3.3.1 概述機(jī)械手的手部與臂部是靠腕部進(jìn)行連接的，腕部對手部有支承作用。因?yàn)橥蟛孔饔玫闹匾?，所以腕部的結(jié)構(gòu)設(shè)計盡量緊湊，材料選取密度較小的，這樣的腕部重量較輕，轉(zhuǎn)動起來比較靈活6。本課題設(shè)計的機(jī)械手腕部具體結(jié)構(gòu)如下圖所示。圖3.3腕部結(jié)構(gòu)圖3.3.2 手腕驅(qū)動力矩的確定機(jī)械手手腕回轉(zhuǎn)時，啟動產(chǎn)生的慣性力矩、轉(zhuǎn)動軸與支承孔之間的摩擦阻力矩、密封裝置的摩擦阻力矩、轉(zhuǎn)動的重心與軸線不重合產(chǎn)生的偏重力矩對手腕的回轉(zhuǎn)影響較大，因此在設(shè)計手腕時就不得不從這幾方面進(jìn)行入手。手腕轉(zhuǎn)動時驅(qū)動力矩具體可按下式來計算7： 公式（3.8） 式中 M驅(qū)驅(qū)動手腕轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩M慣慣性力矩 M偏參與轉(zhuǎn)

22、動的零部件對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 M摩手腕轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦力矩 腕部回轉(zhuǎn)時受力如圖所示。圖3.4腕部回轉(zhuǎn)力矩圖 摩擦阻力矩M摩 公式（3.9） 式中 f軸承摩擦系數(shù)，滾動軸承取f=0.020，滑動軸承取f=0.10； N1 、N2 軸承的支承反力； D1 、D2 軸承直徑由設(shè)計參數(shù)得, ,， f=0.10。由公式（3.9）代入數(shù)值計算可得 公式（3.10） 工件重心偏置力引起的偏置力矩M偏 公式（3.11） 式中 G1工件重量（N） e偏心距將e=0.02，G1=300N代入公式（3.11）計算得 公式（3.12） 腕部啟動時的慣性阻力矩M慣 公式 （3.13） 式中 手腕回轉(zhuǎn)角速度

23、（1/s） t手腕啟動過程中所用時間（s） J手腕回轉(zhuǎn)部件對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（kgm） J工件工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量（kgm） 由已知計算得J=3.0，J工件 =6.0，=0.30m/ m,t=1.50s,代入公式（3.13）得 公式（3.14） 由于受到驅(qū)動缸密封處摩擦損失的影響，設(shè)計時M的取值應(yīng)該比理論值偏大，一般按下式進(jìn)行計算8。 公式（3.15） 將公式（3.10）、（3.12）、（3.14）計算的結(jié)果代入得 公式（3.16）綜上計算知手腕驅(qū)動力矩為12.123.4臂部的設(shè)計3.4.1手臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)的選擇臂部不僅是用來支承手部和腕部的主要部件，也是機(jī)械手的主要執(zhí)行部件。它不僅承受

24、手臂自身的重量，還要承受手部、手腕、和被抓取工件的重量。手臂的設(shè)計是否合理將直接影響機(jī)械手的工作性能，因此手臂的設(shè)計必須考慮以下因素的影響8：機(jī)械手的抓取重量、運(yùn)動形式、運(yùn)動速度和定位精度的要求 手臂受力情況、導(dǎo)向裝置和油缸的分布、手腕與內(nèi)部管路的連接方式。綜合剛度、導(dǎo)向性、偏重力矩和穩(wěn)定性等因素對機(jī)械手臂部的設(shè)計的影響，本設(shè)計選擇的手臂運(yùn)動機(jī)構(gòu)為雙導(dǎo)桿伸縮機(jī)構(gòu)，其驅(qū)動方式為液壓驅(qū)動,液壓缸選取雙聯(lián)液壓缸。3.4.2手臂偏重力矩的確定手臂偏重力矩的計算公式 公式（3.17）經(jīng)過初步計算可得，。所以手臂所受的外力為 公式（3.18）初步取各部分長度為， 計算出平均偏重長度為 公式（3.19）由公

25、式（3.17）代入數(shù)據(jù)計算得偏重力矩為 公式（3.20）3.5小結(jié)本章確定了機(jī)械手的機(jī)身底座、手爪的相關(guān)數(shù)據(jù)以及確定了水平升降模塊和垂直升降模塊的氣缸內(nèi)徑和型號,對機(jī)械手的手臂、腕部和臂部進(jìn)行了設(shè)計。第4章 四自由度機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計4.1氣動元件的選用氣壓泵是氣壓回路的心臟，主要為回路提供動力。進(jìn)行氣動回路設(shè)計時，首先要完成氣壓泵的選擇。而氣壓泵的選擇主要確定氣壓泵的類型和氣壓泵具體型號，氣壓泵的類型要根據(jù)氣壓回路對氣壓的特性要求來確定，氣壓泵的具體型號是由氣壓回路中氣壓缸的耗氣量總和、所需的氣體壓力、氣壓泵的吸入流量和氣壓泵的輸出氣壓進(jìn)行參考選取的10。氣缸的換氣量Q主要受氣缸的直徑D、氣

26、缸的動作時間、行程S、氣缸管道內(nèi)的容積、換向閥到氣缸管道的容積等因素的影響，為了方便計算，一般忽略這些因素的影響，因此在單位時間內(nèi)氣缸內(nèi)空氣耗氣量Q的計算過程如下： ， 公式（4.1）式中 Q在單位時間內(nèi)氣缸壓縮氣體的消耗量(m3s)；Q1無活塞桿端氣缸進(jìn)氣的情況下壓縮氣體的消耗量（m3s)；Q2有活塞桿端氣缸進(jìn)氣的情況下壓縮氣體的消耗量（m3s)；t1、t2氣缸內(nèi)活塞的往返程時間（s）；S氣缸內(nèi)活塞的行程（m）；D氣缸內(nèi)部的直徑（m）；d氣缸內(nèi)活塞桿的直徑（m）；水平臂氣缸內(nèi)的壓縮空氣耗氣量計算過程如下：由公式（4.1）計算得： 公式（4.2）式中 t水平臂氣缸壓縮空氣的時間，t=0.6s

27、s水平臂氣缸壓縮空氣的行程，s=60mm D水平臂氣缸的缸徑，D=13mm豎直臂氣缸內(nèi)的壓縮空氣耗氣量計算過程如下10：由公式（4.1）計算得： 公式（4.3）式中 t豎直臂氣缸壓縮空氣的時間，t=0.5s s豎直臂氣缸壓縮空氣的行程，s=70mm D豎直臂氣缸的缸徑，D=35mm綜上兩部分的計算,本課題最后選用參數(shù)為：LB:0.0178; 220V50HZ; 0.80MPa；0.245kw的氣壓泵。4.2氣動系統(tǒng)中各控制和輔助元件的選用在氣動系統(tǒng)中，氣壓泵、控制閥、氣動回路和執(zhí)行氣動缸的相互配合是機(jī)械手完成指定的工作要求和任務(wù)的關(guān)鍵。氣動控制閥保證了整個氣動回路的有序運(yùn)行，氣動回路中的各類控

28、制閥控制各執(zhí)行元件的動作順序和速度的方式是通過改變壓縮空氣的方向和流量來控制的，氣壓泵的壓縮空氣進(jìn)而帶動各氣壓缸等執(zhí)行元件的工作。 4.2.1方向控制閥的選用在氣壓回路中，執(zhí)行元件的啟動、停止和方向變化是由方向控制閥來控制的。它的工作原理是通過改變壓縮氣體的方向及通斷，來控制氣動回路中的執(zhí)行元件完成指定要求的工作。方向控制閥種類較多，可以將其分為如下3類11：（1）按閥內(nèi)空氣流通方向分為：單向型控制閥；雙向控制閥。（2）按控制方式分為：電磁控制型換向閥；氣壓控制換向閥；機(jī)械換向閥；人力控制閥。（3）按照定義分為：按閥內(nèi)換氣端口的數(shù)量定義為幾通閥按閥內(nèi)閥芯有、切換工作位置的數(shù)目定義為幾位閥。 所

29、研究的機(jī)械手要滿足自動控制的要求氣缸工作時的具體要求，綜合考慮了機(jī)械手的技術(shù)要求，所以本課題選擇了先導(dǎo)性2位5通電磁換向閥。4.2.2流量控制閥的選用通過流量控制閥對機(jī)械手的各個動作元件的速度進(jìn)行有效的控制，機(jī)械手才能保證其動作過程的完整進(jìn)行。流量控制閥是通過控制流過流量控制閥的氣流流通截面積的改變來控制氣動回路中的流量，流量控制閥大體上可以分為3種：排氣節(jié)流閥節(jié)流閥單向節(jié)流閥。因?yàn)楸菊n題所選用的是雙向工作氣缸，所以需要2個單向節(jié)流閥組合的來實(shí)現(xiàn)。4.2.3壓力控制閥的選用壓力控制閥作為氣動回路中首選氣壓元件，它的功能是控制回路中氣流壓力的變化，按照功能可以將其分為：減壓閥；順序閥；溢流閥（安

30、全閥）。本課題所選用的是溢流閥，它主要用于氣壓泵的出口處，當(dāng)回路中壓力過大時，可以對整個回路起到過載保護(hù)作用。4.3液壓模塊計算4.3.1 液壓缸活塞的驅(qū)動力的計算本課題所設(shè)計機(jī)械手的手臂伸縮速度為250.0mm/s，其行程L=400.0mm，其抓重300.0N； 公式（4.4）式中 摩擦阻力； 密封裝置處的摩擦阻力；液壓缸回油腔內(nèi)的低壓油液所造成的阻力；啟動或制動時，活塞桿所受到平均慣性力。其中、的具體計算如下。（1）的計算。本課題設(shè)計導(dǎo)向桿是截面為圓柱面的雙向?qū)驐U，導(dǎo)向桿對稱均布在伸縮缸的兩側(cè)，啟動開始時，導(dǎo)向桿受到摩擦阻力較大，具體計算如下:由于導(dǎo)向桿的配置是對稱的，兩個導(dǎo)向桿的受力情

31、況是相同的，因此計算過程中只計算一個導(dǎo)向桿。 公式（4.5） 公式（4.6） 公式 （4.7） 公式（4.8） 公式（4.9）由公式（4.5）、（4.6）、（4.7）、（4.8）、（4.9）聯(lián)合得 公式（4.10） 公式（4.11）式中 參與運(yùn)動的零部件和工件所受的總重力,本設(shè)計具體值為L支承桿和手臂結(jié)構(gòu)的重量的中心的距離,；a導(dǎo)向支承桿的長度,; 當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值受導(dǎo)向支承桿的截面形狀影響。對于圓柱面來說 的計算如下: 取=1.5摩擦系數(shù)常見材料的摩擦系數(shù)如下：鋼對青銅: 取 鋼對鑄鐵: 取，取，代入已知數(shù)據(jù)得 公式（4.12）（2）的計算 液壓缸密封處的總摩擦力計算如下: 公式（4.13

32、） 公式（4.14）式中 驅(qū)動力，d伸縮油管的直徑,d=70mm；P工作壓力(Pa)；P10.0MPa,取值范圍為0.02300.050,取p=4.0Mpa,=0.050；L密封的有效長度。 公式（4.15） 公式（4.16） 公式（4.17）取=10mm,K=0.1代入公式（4.17）計算得 公式（4.18）公式(4.19)（3）的計算 由于背壓阻力較小，F(xiàn)回的計算一般?。?）的計算 公式（4.20） 公式(4.21)式中 參與運(yùn)動的零部件所受的總重力(包括工件重量)（N）g重力加速度，取10靜止加速到常速的速度變化量啟動過程的時間(s)，其取值范圍為，取=0.050s。綜上（1）、（2）、

33、（3）、（4）的計算，所求驅(qū)動力為，F(xiàn)=453.13N 公式（4.22）4.3.2液壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸（1） 液壓缸內(nèi)徑的計算油進(jìn)入無桿腔的情況如下： 公式（4.23） 油進(jìn)入有桿腔的情況如下： 公式（4.24）液壓的有效面積: 公式（4.25）由公式（4.23）、（4.24）代入數(shù)值計算得 公式(4.26) 公式(4.27)由計算結(jié)果查表4-1得，液壓缸內(nèi)徑 D取整D=40mm式中 F驅(qū)動力N)；液壓缸的工作壓力,取=4Mpa；D活塞缸內(nèi)徑m)；d活塞桿直徑(m)；液壓缸機(jī)械效率，取。表4-1 液壓缸工作壓力表表4-2液壓缸內(nèi)徑系列JB826-66（mm）（2） 液壓缸壁厚計算在實(shí)際應(yīng)用中，液壓

34、缸壁厚計算有下列三種情況11:中等壁厚，時， 公式（4.28） 公式（4.29）式中 液壓缸內(nèi)的工作壓力鋼管的強(qiáng)度系數(shù)，其中無縫鋼管=1計入管壁公差及侵蝕的附加厚度D液壓缸內(nèi)徑（m）壁薄，時， 公式（4.30） 公式（4.31）壁厚，時，由得 公式（4.32） 公式（4.33）式中 材料的抗拉強(qiáng)度（）n安全系數(shù)，n的取值范圍為3.55常用缸體材料的許用應(yīng)力常見幾種材料的許用應(yīng)力如下，鍛鋼的取值范圍為110.0120.0Mpa,本文取用=120.0Mpa；鑄鐵=60.0Mpa；無縫鋼管的取值范圍為100.0110.0Mpa。表4-3 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸徑（JB6867）（mm）4.4活塞桿的設(shè)計4.4.

35、1活塞桿的計算因?yàn)榛钊麠U直d由強(qiáng)度條件決定,故具體計算要考慮拉、壓強(qiáng)度的影響，計算過程如下12: 公式 (4.34) 公式（4.35）碳鋼,取;一般不小于1.4，取由公式（4.34）、（4.35）計算得 公式 (4.36)由公式（4.36）結(jié)果得，活塞桿直徑d取整d=10mm 4.4.2活塞桿的穩(wěn)定性校核由活塞桿長度和直徑的關(guān)系來確定是否進(jìn)行穩(wěn)定性校核。當(dāng)括塞桿長度L15d時，就必須進(jìn)行校核了，校核過程如下11： 公式（4.37）式中 臨界力（N），由材料力學(xué)中的有關(guān)公式計算可得。 安全系數(shù)，其取值范圍為活塞桿的臨界力有三種情況，具體情況如下：（1）大柔度桿當(dāng)時，臨界力為 公式(4.38)式中

36、 柔度系數(shù)，活塞桿的計算柔度i活塞桿橫截面的慣性半徑（m）,J活塞桿截面對中性軸的慣性矩（），E彈性橫量，E=210GPa長度折算系數(shù)，特定的柔度值，為比例極限。（2）中柔度桿 當(dāng)時，臨界力為 公式（4.39）式中 F活塞桿橫截面積（）a、b與材料性質(zhì)有關(guān)的常數(shù)，特定的柔度值，為屈服極限（3）短壓桿短壓桿的時候，由于，此時活塞桿L15d,因此不進(jìn)行壓桿穩(wěn)定的校核。4.5手臂旋轉(zhuǎn)設(shè)計由機(jī)械手手臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動來確定機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn)液壓缸，回轉(zhuǎn)液壓缸做回轉(zhuǎn)運(yùn)動受力情況如圖4.1所示。圖4.1 手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動受力圖機(jī)械手手臂的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩計算如下： 公式（4.40）（1）密封裝置處的摩擦力矩 公式（4.4

37、1）估計取 ,；取回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑 ,輸出軸與動片聯(lián)接處的直徑為, 公式(4.42) 公式 (4.43) 公式(4.44)(2)手臂啟動時的慣性力矩 公式 (4.45)式中動片角速度的變化量，啟動時，。啟動過程所需的時間（s）,取 公式（4.46）式中 回轉(zhuǎn)零件相對于重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量 公式（4.47）將手臂回轉(zhuǎn)零件質(zhì)量，回轉(zhuǎn)時手臂長度代入公式（4.45）、（4.46）、（4.47）中計算得 公式(4.48) 公式(4.49) 公式(4.50)（3）回轉(zhuǎn)液壓缸回油腔的背壓反力矩 公式（4.51）取, 公式 (4.52) 公式(4.53)驅(qū)動力矩的計算 公式（4.54） 圖4.2 回轉(zhuǎn)液壓缸計算圖回轉(zhuǎn)

38、缸內(nèi)徑D的計算根據(jù) 公式（4.55） 公式（4.56） 公式（4.57）式中D回轉(zhuǎn)缸內(nèi)徑（m）M驅(qū)作用在動片的外載荷力矩b動片寬度（m）p回轉(zhuǎn)液壓缸的工作壓力（Pa）d輸出軸和動片聯(lián)接處的距離（m），初步設(shè)計時按D=2d計算b動片的寬度 公式（4.58）選擇動片寬度b（即液壓缸寬度）時,考慮到動片的懸伸長度和動片與輸出軸的聯(lián)接螺釘所受的載荷的影響，可采用如下約束 公式（4.59）由公式（4.59）的約束關(guān)系結(jié)合公式（4.58）的計算，最終得出下列結(jié)果 4.6 手臂升降設(shè)計4.6.1臂部做升降運(yùn)動時油缸的相關(guān)計算機(jī)械手臂部做升降運(yùn)動的驅(qū)動力計算 公式 （4.60）式中 摩擦阻力（N），??； 臂部

39、運(yùn)動的零部件和被抓取工件的總重力，單位（N）。（注：必須加上不自鎖的條件）計算結(jié)果為驅(qū)動力為45000牛，即 。4.6.2油缸內(nèi)徑的計算手臂升降液壓缸內(nèi)徑如圖所示圖4.3 油缸內(nèi)徑圖油進(jìn)入無桿腔的情況如下： 公式（4.61）油進(jìn)入有桿腔的情況如下： 公式（4.62）油缸的有效面積： 公式（4.63） 由公式（4.61）、（4.62）、（4.63） 得 公式（4.64） 公式（4.65）式中 P活塞受到的驅(qū)動力（N）；P1油缸的工作壓力（）；D油缸的內(nèi)徑（mm）；d活塞桿的直徑（mm）；油缸的機(jī)械效率。表4-4 壓力選擇參考表查表4-4知，當(dāng)驅(qū)動力為45萬牛時，油缸工作壓力應(yīng)選取為4MPa。再由

40、公式計算得： 公式（4.66）表4-5 液壓缸缸內(nèi)徑表（GB/T2348-93） 注：括號內(nèi)的尺寸為理論尺寸，能不用盡可能不選用。由公式（4-66）計算結(jié)果選取的油缸內(nèi)徑，查表4-5可選出油缸內(nèi)徑為125mm 。4.6.3油缸壁厚的計算油缸壁厚的具體計算如下：中等壁厚（） 公式 （4.67）式中 D油缸內(nèi)徑（mm）；計算壓力，P計的取值范圍為；油缸材料的許用應(yīng)力（）；強(qiáng)度系數(shù)；C油缸的附加厚度；由公式（4.67）代入數(shù)值計算得出油缸外徑為 公式（4.68）查表4-6油缸外徑表，可知C可取17，因此壁厚mm 。表4-6 油缸外徑表注：缸體為無縫鋼管4.6.4活塞桿的計算活塞桿的尺寸設(shè)計是必須要符

41、合活塞運(yùn)動的要求及強(qiáng)度的要求。當(dāng)活塞桿的長度超過直徑的15倍時，必須要對其進(jìn)行穩(wěn)定性校核。具體計算如下：因?yàn)榛钊麠U是直桿，所以應(yīng)按拉、壓強(qiáng)度計算： 公式(4.69) 公式(4.70)式中 P活塞桿所受的總載荷（N）；活塞桿材料的許用應(yīng)力（） 。 公式(4.71)通過查活塞桿直徑系列表表4-7，選用了直徑為d=25mm的活塞桿。表4-7 活塞桿直徑系列表由活塞桿長度L=300.0mm，知，此時不需要進(jìn)行穩(wěn)定性校核，因?yàn)樵摶钊麠U滿足設(shè)計要求。4.7小結(jié)本章首先完成了氣動元件和液壓閥的選取，然后完成了液壓缸活塞的驅(qū)動力和液壓缸結(jié)構(gòu)尺寸的設(shè)計，最后完成了活塞桿的設(shè)計、校核以及手臂回轉(zhuǎn)、升降液壓缸的設(shè)計

42、和油缸壁厚的確定。 第5章 四自由度機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計5.1機(jī)械手液壓缸的受力情況5.1.1 大臂升降缸的受力情況大臂升降缸無論是否工作都會受到力的作用，具體情況分析如下10：機(jī)械手下降時，升降缸除了受活塞桿自身的重力，還受機(jī)械手組件啟動慣性力和機(jī)械手組件的重力。機(jī)械手上升過程中，升降缸除了受到各組件的重力外，還要克服運(yùn)動部件重載運(yùn)動的摩擦阻力。機(jī)械手動作完成時，升降缸停止動作，升降缸依然受到各組件的重力的影響。5.1.2 手爪夾緊缸的受力情況手爪夾緊缸的受力情況主要有三種，具體分析如下10：當(dāng)手爪夾緊工件夾緊缸豎直向下時，由于重載運(yùn)動，夾緊缸不僅受到下降的啟動慣性力和夾緊缸活塞桿自身的重力，

43、還受到手部組件的重力。夾緊缸放松工件時，夾緊缸和手部組件的位置是水平的，夾緊缸的外載荷受到連動部件的啟動慣性力和手部滑槽桿摩擦力的影響。機(jī)械手手部上下翻轉(zhuǎn)時，此時夾緊缸動作保持不變，所受外載荷是擺動產(chǎn)生的離心力。5.1.3 手臂伸縮缸的受力情況手臂伸縮缸主要動作有兩種，分別是手臂延伸動作和手臂收縮動作。手臂的動作狀態(tài)只受啟動慣性力地影響。手臂伸縮缸除了動作狀態(tài)之外，均為動作保持階段，此時手臂伸縮缸不受外部載荷。5.2液壓元件的選擇對機(jī)械手動作進(jìn)行分析，考慮到立柱工作次數(shù)較多、能量的損耗、系統(tǒng)的溫度等因素帶來的影響，本文選用了電機(jī)型號為J02-51-4，功率7.50KW，電壓380v的液壓泵；選

44、用了雙聯(lián)齒輪泵，其中一個是額定流量為18.0L/min；額定工作壓力為2.5.0MPa的高壓小流量泵，一個是額定流量為125.0L/min，額定工作壓力為2.50MPa的低壓大流量泵。5.3液壓系統(tǒng)原理圖機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理原理如圖5.1所示圖5.1 機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖1油箱；2過濾器；3高壓小流量泵；4低壓大流量泵；5單向閥；6二位二通電磁閥；7溢流閥；8三位四通電磁閥；9二位五通電磁閥；10調(diào)速閥；11單向順序閥。機(jī)械手液壓系統(tǒng)工作原理如下：油箱1里的液壓油經(jīng)過過濾器2分為兩路：經(jīng)過高壓小流量泵3流經(jīng)單向閥5，流經(jīng)三位四通電磁閥8、二位五通電磁閥9，依據(jù)系統(tǒng)油壓的大小，電磁閥8、9依次打開

45、，機(jī)械手完成相應(yīng)的動作。當(dāng)系統(tǒng)壓力超載時，溢流閥7將會打開，對整個回路進(jìn)行過載保護(hù)。經(jīng)過低壓大流量泵4流經(jīng)單向閥，流經(jīng)二位五通電磁閥9，依據(jù)系統(tǒng)油壓的大小，電磁閥9打開，機(jī)械手完成抓取動作。當(dāng)系統(tǒng)壓力過載時，卸壓回路對回路進(jìn)行卸荷，維持回路壓力穩(wěn)定。5.4小結(jié)本章完成了大臂升降液壓缸、夾緊液壓缸、手臂伸縮液壓缸的受力情況的確定，選取了合適的液壓缸，構(gòu)建了液壓原理圖。第6章結(jié)論本論文通過查閱分析四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的現(xiàn)階段的發(fā)展?fàn)顩r，對比國內(nèi)外機(jī)械手的發(fā)展情況，了解機(jī)械手的不同設(shè)計方案的優(yōu)缺點(diǎn)，總結(jié)對比了各個設(shè)計方案。從目前國內(nèi)外對機(jī)械手研制的投入可以看出，機(jī)械手是未來的工業(yè)發(fā)展必不可少的東西?？?/p>

46、結(jié)本論文，本論文的主要研究內(nèi)容有：（1）查閱機(jī)械手相關(guān)資料，對國內(nèi)外目前對四自由度搬運(yùn)機(jī)械手的發(fā)展?fàn)顩r進(jìn)行詳細(xì)闡述。(2)本文設(shè)計了機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，使用UG對四自由度搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行了三維建模，驗(yàn)證了機(jī)械手設(shè)計方案合理性。致謝時光如白駒過隙，四年時間轉(zhuǎn)眼就過去了，大學(xué)生活也要結(jié)束了，與此同時畢業(yè)設(shè)計也漸入尾聲了。在這段日子里，我為能夠按時完成畢業(yè)設(shè)計，去查閱機(jī)械手相關(guān)方面的書籍；為了解決一些專業(yè)性較強(qiáng)的問題，去咨詢我的指導(dǎo)老師。整個過程都是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下完成的。在開題報告、論文框架的確定方面，老師都給出了詳細(xì)的指導(dǎo)；在論文的細(xì)節(jié)修改方面，老師也給出了正確的建議。老師的嚴(yán)謹(jǐn)求

47、實(shí)的教學(xué)風(fēng)格、不懈于心的敬業(yè)精神、精益求精的工作作風(fēng)和勇于創(chuàng)新的精神給我留下了深刻的印象。她豐富的知識、開闊的視野和開放的思維教會了我看待問題要從多個方面去考慮，在老師的精心指導(dǎo)下，我的論文才完成的這么順利。此外，還要感謝所有給我授業(yè)的老師，沒有你們的諄諄教誨和專業(yè)知識的傳授，我的論文未必能如此順利完成。在這四年時光里，感謝那些曾給予我?guī)椭耐瑢W(xué)和老師，感謝的父母，最后感謝西安文理學(xué)院給我提供學(xué)習(xí)的平臺。作為一個文理學(xué)子，我應(yīng)該把文理的優(yōu)良傳統(tǒng)發(fā)揚(yáng)下去。最后再次感謝我的指導(dǎo)老師吳老師！參考文獻(xiàn)1 岳宗風(fēng)，陳家兌，徐玉梁.自動送料機(jī)械手的設(shè)計J.現(xiàn)代機(jī)械，2012(3):10-11.2李超.氣動

48、通用上下料機(jī)械手的研究與開發(fā)D.山西科技大學(xué)，2003.3李庭貴.氣動機(jī)械手搬運(yùn)物料精確定位控制系統(tǒng)設(shè)計J.液壓與氣動，2012(1):54-56.4 陳紅.氣動機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計D.長春理工大學(xué)，2010.5于傳浩,章滌峰.一種氣動機(jī)械手夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計J.液壓氣動與密封，2003(5):22-22.6 濮良貴.機(jī)械設(shè)計M.北京:高等教育出版社,2006.7劉鴻文.簡明材料力學(xué)，高等教育出版社，2008.8齊進(jìn)凱.氣動機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計、分析及控制的研究D.東華大學(xué)，2006.9王雄耀. 近代氣動機(jī)器人(氣動機(jī)械手)的發(fā)展及應(yīng)用J. 液壓氣動與密封, 1999(5):13-1610林梓九. 四自由度

49、氣動機(jī)械手及其控制系統(tǒng)的設(shè)計J. 2009(17):136-137.11劉延俊.液壓與氣動傳動M清華大學(xué)出版社，2010.12陸玉.機(jī)械設(shè)計課程設(shè)計，機(jī)械工業(yè)出版社，2006.12 13Ren C. Luo, Fellow, IEEE, Chih-Chen Yih, and Kuo Lan Su.Multisensor Fusion and Integration: Approaches,Applications, and Future Research DirectionsJ.IEEE SENSORS JOURNAL,2002,4(2):107-119. 14P.J.Drazan and R

50、. Kennett .An Opto-Pneumatic Manipulating ArmJ.Industrial Robot: An International Journal, 2005，2,(1):7-10. 附錄 ManipulatorRobotdevelopedinrecentdecadesashigh-techautomatedproductionequipment.Industrialrobotisanimportantbranchofindustrialrobots.Itfeaturescanbeprogrammedtoperformtasksinavarietyofexpec

51、tations,inbothstructureandperformanceadvantagesoftheirownpeopleandmachines,inparticular,reflectsthepeoplesintelligenceandadaptability.Theaccuracyofrobotoperationsandavarietyofenvironmentstheabilitytocompletetheworkinthefieldofnationaleconomyandtherearebroadprospectsfordevelopment.Withthedevelopmento

52、findustrialautomation,therehasbeenCNCmachiningcenter,itisinreducinglaborintensity,whilegreatlyimprovedlaborproductivity.However,theupperandlowercommoninCNCmachiningprocessesmaterial,usuallystillusemanualortraditionalrelay-controlledsemi-automaticdevice.Theformertime-consumingandlaborintensive,ineffi

53、cient;thelatterduetodesigncomplexity,requiremorerelays,wiringcomplexity,vulnerabilitytobodyvibrationinterference,whiletheexistenceofpoorreliability,faultmoremaintenanceproblemsandotherissues.ProgrammableLogicControllerPLC-controlledrobotcontrolsystemformaterialsupanddownmovementissimple,circuitdesignisreasonable,withastronganti-jammingcapability,ensuringthesystemsreliability,reducedmaintenancerate,andimproveworkefficiency.Robottechnologyrelatedtomechanics,mechanics,electricalhydraulictechnology,a