送料機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)

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1、 學(xué) 號(hào) 000000000 畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 送料機(jī)械手 學(xué) 院： 0000 000 專 業(yè)：000000000 班 級(jí) 0000 姓 名： 0000000 指導(dǎo)教師： 00000000 日 期： 年 月 日 誠(chéng)信聲明 本論文是我個(gè)人在老師指導(dǎo)下，

2、按任務(wù)書要求，自己撰寫的論文。該論文凡引用他人的文章或成果之處都在論文中注明，并表示了謝意。除此之外都是自己的工作成果。 若本論文及資料與以上聲明不符，本人承擔(dān)一切責(zé)任。 本人簽名： 日 期： 年 月 日 設(shè)計(jì)任務(wù)書 班級(jí)：0000000000 學(xué)生：000000000 學(xué)號(hào)：0000000000 設(shè)計(jì)題目：送料機(jī)械手 摘要：設(shè)計(jì)一個(gè)送料機(jī)械手，應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生

3、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(dòng)化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動(dòng)，同時(shí)又可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求： 1. 采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式 2. 選取至少3個(gè)-4個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，設(shè)計(jì)出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括:手部、手腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。 3．設(shè)計(jì)出機(jī)械手的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元器件的選取，氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，并繪出氣動(dòng)原理圖 4．采用可編程序控制器(PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，本課題將要選取PLC型號(hào)，根據(jù)機(jī)械手的工作流程編制出PLC程序，并畫出梯形圖 5.技術(shù)參數(shù) (1) 抓重：8kg (2) 自由度數(shù)：4個(gè)自由度 (3) 最大工作半徑：150

4、0mm (4) 工件直徑尺寸： (5) 氣動(dòng)原理圖 1張（A2） 氣缸裝配圖 1張（A0） 夾持機(jī)械手零件圖 3張（A3、A4） 指導(dǎo)老師（簽字）： 年 月 日 前 言 近20年來(lái)，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。電氣可編程控制技術(shù)與氣動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，控制方式更靈

5、活，性能更加可靠；氣動(dòng)機(jī)械手、柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對(duì)氣動(dòng)技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進(jìn)了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展?，F(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動(dòng)技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動(dòng)脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。 從各國(guó)的行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，近30多年來(lái)，氣動(dòng)行業(yè)發(fā)展很快。20世紀(jì)70年代，液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比約為9:1，而30多年后的今天，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美、日本國(guó)家，該比例已達(dá)到6:4，甚至接近5:5。我國(guó)的氣動(dòng)行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較快。從20世紀(jì)80年代中期開始,氣動(dòng)元件產(chǎn)值的年遞增率達(dá)20％

6、以上，高于中國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值平均年遞增率。隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動(dòng)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一。 學(xué)生簽名： 年 月 日 摘 要 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機(jī)械手可在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動(dòng)作靈活多樣，

7、適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱為工業(yè)機(jī)器人。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。可編程控制器是繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制出上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動(dòng)化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。本文應(yīng)用三菱公司生產(chǎn)的可編程控制器FX系列PLC，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（PLC

8、）控制功能。使該系統(tǒng)可靠穩(wěn)定，時(shí)期功能范圍得到廣泛應(yīng)用。 關(guān)鍵詞： 機(jī)械手 PLC 氣動(dòng)控制 自動(dòng)化 第一章 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 1.1 手部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式(或內(nèi)漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動(dòng)作，手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型(或稱直進(jìn)型)，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的兩個(gè)回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的距離縮小到無(wú)窮小時(shí)，就變成了一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指;同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長(zhǎng)度變成無(wú)窮長(zhǎng)時(shí)，

9、就成為移動(dòng)型?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，應(yīng)用廣泛。移動(dòng)型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。 1.1.1設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問題 (一)具有足夠的握力(即夾緊力) 在確定手指的握力時(shí)，除考慮工件重量外，還應(yīng)考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)，以保證工件不致產(chǎn)生松動(dòng)或脫落。 (二)手指間應(yīng)具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應(yīng)保證工件能順利進(jìn)入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應(yīng)按最大直徑的工件考慮。對(duì)于移動(dòng)型手指只有開閉幅度的要求。 (三)

10、保證工件準(zhǔn)確定位 為使手指和被夾持工件保持準(zhǔn)確的相對(duì)位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應(yīng)的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。 (四)具有足夠的強(qiáng)度和剛度 手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的 慣性力和振動(dòng)的影響，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量 使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭 轉(zhuǎn)力矩最小為佳。 (五)考慮被抓取對(duì)象的要求 根據(jù)機(jī)械手的工作需要，通過比較，我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點(diǎn) 兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計(jì)成V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示

11、. 1.1.2手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 1、手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 本課題氣動(dòng)機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)如圖1-1所示，其工件重量G=8公斤，“V”形手指的角度2=120，b=120mm， R=24mm,摩擦系數(shù)為f=0.10 。 圖1-1 齒輪齒條式手部 (1) 根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖，其驅(qū)動(dòng)力為: (2) 根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計(jì)算公式: 所以： =490（N） (3) 實(shí)際驅(qū)動(dòng)力: 因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取=0.94 ，并取=

12、1.5. 若被抓取工件的最大加速度取a=g 時(shí)，則: 所以： 所以?shī)A持工件時(shí)所需夾緊氣缸的驅(qū)動(dòng)力為1563N。 2、氣缸的直徑 本氣缸屬于單向作用氣缸。根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時(shí)的總阻力，其公式為: 式中: ——活塞桿上的推力，N ——彈簧反作用力，N ——?dú)飧坠ぷ鲿r(shí)的總阻力，N P——?dú)飧坠ぷ?壓力，Pa 彈簧反作用按下式計(jì)算:

13、 式中: —— 彈簧剛度，N/m L—— 彈簧預(yù)壓縮量，m S——活塞行程，m d——彈簧鋼絲直徑，m D——彈簧平均直徑，m D——彈 簧外徑，m n —— 彈 簧 有效 圈數(shù) G—— 彈簧 材料剪切模量，一般取G=79.4X 1 護(hù)Pa 在設(shè)計(jì)中，必須考慮負(fù)載率幾的影響，則: 由以上分析得單向作用氣缸的直徑: 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得：

14、 所以： 查有關(guān)手冊(cè)圓整，得D=65 mm 由d/D=O.2～0.3， 可得活塞桿直徑:d=(0.2～0.3)D=13～19.5 mm 圓整后，取活塞桿直徑d=18 mm 校核，按公式 有: 其中=120MPa, F=750N 則:d (4490/120) =2.28 18 滿足設(shè)計(jì)要求。 3、缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有

15、一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算: 式中: 6—— 缸筒壁厚 mm D——?dú)飧變?nèi) 徑 ，咖 P——實(shí)驗(yàn)壓力，取P=1.5PPa 材料為 : ZL3,[] =3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: = =6.5 mm 取=7.5 mm，則缸筒外徑為:D=65+7.52 =80 mm。 1.2手腕的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)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(dòng)才可滿足工作的要

16、求。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。 1.2.1手腕的自由度 手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位，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(dòng)作要求。 手腕自由度的選用與機(jī)械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)。由于本機(jī)械手抓取的工件是水平放置，同時(shí)考慮到通用性，因此給手腕設(shè)一繞x軸轉(zhuǎn)動(dòng)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)才可滿足工作的要求。 目前實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)油(氣)缸，因此我們選用回轉(zhuǎn)氣缸。它的結(jié)構(gòu)緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小于3600，并且要求嚴(yán)格的密封。 1.2.2 手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算 手

17、腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動(dòng)均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克服手腕起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動(dòng)件的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩。圖1-2所示為手腕受力的示意圖。 1.工件 2.手部 3.手腕 圖1-2 手碗回轉(zhuǎn)時(shí)受力狀態(tài) 手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩可按下式計(jì)算: M= M+ M+ M+Mcm (4-1) 式中 : M——驅(qū)動(dòng)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩(Kg﹒cm); M—— 慣性力矩(Kg﹒cm); M—— 參與轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片)對(duì)轉(zhuǎn)

18、動(dòng) 軸 線 所 產(chǎn)生 的 偏 重 力 矩 (Kg﹒cm),. M—— 手 腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩(Kg﹒cm); M—— 手 腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩 (Kg﹒cm ); 下面以圖1-2所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計(jì)算: 1、手腕加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩M 若手腕起動(dòng)過程按等加速運(yùn)動(dòng)，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為，起動(dòng)過程所用的 時(shí)間為△t，則: M= (N.cm) 若手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為，起動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度為△，則: M= (N.cm)

19、 式中: J——參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Ncms); J——工件對(duì)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Ncms);。 若工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J,為: J——工件對(duì)過重心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Ncms); G——工件的重量(N); ——工件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm)-, ——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度(弧度/s); ——起動(dòng)過程所需的時(shí)間(S); ——起動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度(弧度)。 2、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件和工件的偏重對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M M= 式中 : G——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重量(

20、N); e——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm). 當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí)，則=0 . 3、手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩M M= 式中: d、d——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸頸直徑(cm); f——軸承摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承f=0.01 ，對(duì)于滑動(dòng)軸承f=0.1; R、R——軸頸處的支承反力(N)，可按手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力分析求解，根據(jù)得: Rl+Gl=Gl+ Gl 同理，根據(jù)得: R= 式中: G——手部的重量(N) 1、1、l、l——如圖4-1所示的長(zhǎng)度尺寸(cm).

21、4、回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M，與選用 的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。 1.2.3回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 在機(jī)械手的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中所采用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片回轉(zhuǎn)氣缸，它的二理如圖4-2所示，定片1與缸體2固連，動(dòng)片3與回轉(zhuǎn)軸5固連。動(dòng)片封圈4把氣腔分隔成兩個(gè).當(dāng)壓縮氣體從孔a進(jìn)入時(shí)，推動(dòng)輸出軸作逆時(shí)4回轉(zhuǎn)，則低壓腔的氣從b孔排出。反之，輸出軸作順時(shí)針方向回轉(zhuǎn)。單葉J氣缸的壓力p和驅(qū)動(dòng)力矩M的關(guān)系為: 或： 圖1-3回

22、轉(zhuǎn)氣缸簡(jiǎn)圖 式中: M- 回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩(N﹒cm); P- 回 轉(zhuǎn)氣缸的工作壓力(N﹒cm); R- 缸 體 內(nèi)壁 半徑(cm); r- 輸 出 軸半 徑(cm); b— 動(dòng) 片 寬度 (cm). 上述驅(qū)動(dòng)力矩和壓力的關(guān)系式是對(duì)于低壓腔背壓為零的情況下而言的。若低壓腔有一定的背壓，則上式中的P應(yīng)代以工作壓力P1與背壓P2之差。 1.3手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來(lái)實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。 1.3.1手

23、臂伸縮與手腕回轉(zhuǎn)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手臂的伸縮是直線運(yùn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)采用的是氣壓驅(qū)動(dòng)的活塞氣缸。由于活塞氣缸的體積小、重量輕，因而在機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較多。同時(shí) ， 氣 壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手手臂在進(jìn)行伸縮(或升降)運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)，必須采用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向裝置。它應(yīng)根據(jù)手臂的安裝形式，具體的結(jié)構(gòu)和抓取重量等因素加以確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少手臂對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。在本機(jī)械手中，采用的是單導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向裝置，它可以增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。 該機(jī) 械 手

24、 的手臂結(jié)構(gòu)如附圖所示，現(xiàn)將其工作過程描述如下: 手臂主要由雙作用式氣缸1、導(dǎo)向桿2、定位拉桿3和兩個(gè)可調(diào)定位塊4等組成。雙作用式氣缸1的缸體固定，當(dāng)壓縮空氣分別從進(jìn)出氣孔c, e進(jìn)入雙作 用式氣缸1的兩腔時(shí)，空心活塞套桿6帶動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)缸5和手部一同往復(fù)移動(dòng)。 在空心活塞套桿6中通有三根伸縮氣管，其中兩根把壓縮空氣通往手腕回轉(zhuǎn)氣缸 5，一根把壓縮空氣通往手部的夾緊氣缸。在雙作用式氣缸1缸體上方裝置著導(dǎo) 向桿2，用它防止活塞套桿6在做伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手部的手指按正確 的方向運(yùn)動(dòng)。為了保證手嘴伸縮的快速運(yùn)動(dòng)。在雙作用式氣缸1的兩個(gè)接氣管口 c, e出分別串聯(lián)了快速排氣閥.手臂

25、伸縮運(yùn)動(dòng)的行程大小，通過調(diào)整兩塊可調(diào)定位塊4的位置而達(dá)到。手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的緩沖采用液壓緩沖器實(shí)現(xiàn). 手腕回轉(zhuǎn)是由回轉(zhuǎn)氣缸5實(shí)現(xiàn)，并采用氣缸端部節(jié)流緩沖，其結(jié)構(gòu)見A-A 剖面; 在附圖中所示的接氣管口a、b是接到手腕回轉(zhuǎn)氣缸的;d是接到手部夾緊氣 缸的。直線氣缸1內(nèi)的三根氣管采用了伸縮氣管結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是機(jī)械手外觀清晰、 整齊，并可避免氣管的損傷，但加工工藝性較差。另外活塞套桿6做成筒狀零件 可增大活塞套桿的剛性，并能減少充氣容積，提高氣缸活塞套桿的運(yùn)動(dòng)速度。 5.導(dǎo)向裝置 氣壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手手臂在進(jìn)行伸縮(或升降)運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不

26、受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)，必須采用適當(dāng)?shù)膶?dǎo)向裝置。它應(yīng)根據(jù)手臂的安裝形式，具體的結(jié)構(gòu)和抓取重量等因素加以確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少手臂對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。 目前常采用的導(dǎo)向裝置有單導(dǎo)向桿、雙導(dǎo)向桿、四導(dǎo)向桿等，在本機(jī)械手中采用單導(dǎo)向桿來(lái)增加手臂的剛性和導(dǎo)向性。 1.3.2手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 手臂作水平伸縮時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力: 圖1-4 手嘴伸出時(shí)的受力狀態(tài) 圖1-4 所示為活塞氣缸驅(qū)動(dòng)手臂前伸時(shí)的示意圖。在單桿活塞氣缸中，由于氣缸的兩腔有效工作面積不相等，所以左右兩邊的驅(qū)動(dòng)力和壓力之間的關(guān)系式不一樣。當(dāng)

27、壓力油(或壓縮空氣)輸入工作腔時(shí)，驅(qū)使手臂前伸(或縮回)，其驅(qū)動(dòng)力應(yīng)克服手臂在前伸(或縮回)起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力，手臂運(yùn)動(dòng)件表面之間的密封裝置處的摩擦阻力，以及回油腔壓力(即背壓)所造成的阻力，因此，驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式為: P驅(qū) = P慣 + P摩 + P密  + P背 N 式中:P慣——手伶在起動(dòng)過程中的慣性力(N); P摩——摩擦阻力(包括導(dǎo)向裝置和活塞與缸壁之間的摩擦阻力)(N); P密——密封裝置處的摩擦阻力(N)，用不同形狀的密封圈密封，其摩擦阻力不同 。 P背——?dú)飧追枪ぷ髑粔毫?即背壓)所造成的阻力(N)，若非工作腔與油箱或大氣相連時(shí)，則 P背 =0 。

28、 1.3.3手臂升降和回轉(zhuǎn)部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 其結(jié)構(gòu)如附圖所示。手臂升降裝置由轉(zhuǎn)柱1、升降缸活塞軸2、升降缸體3, 碰鐵4、可調(diào)定位塊5、定位拉桿6、緩沖撞鐵7、定位塊聯(lián)接盤13和導(dǎo)向桿14 等組成。轉(zhuǎn)柱1上鉆有a, b, c, d, e和f六條氣路，在轉(zhuǎn)柱上端用管接頭和氣 管分別將壓縮空氣引到手腕回轉(zhuǎn)氣缸(用a, b氣路)，手部夾緊氣缸(用d氣路) 和手臂伸縮氣缸(用c, e氣路)，轉(zhuǎn)柱下端的f氣路，將壓縮空氣引到升降缸上 腔，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入上腔后，推動(dòng)升降缸體3上升，并由兩個(gè)導(dǎo)向桿14進(jìn)行導(dǎo) 向，同時(shí)碰鐵4隨升降缸體3一同上移，當(dāng)碰觸上邊的可調(diào)定位塊5后，即帶動(dòng) 定位拉桿6,

29、緩沖撞鐵7向上移動(dòng)碰觸升降用液壓緩沖器進(jìn)行緩沖。當(dāng)J, K兩 面接觸時(shí)而定位。上升行程大小通過調(diào)整可調(diào)定位塊5來(lái)實(shí)現(xiàn)。最大可調(diào)行程為 170mm,緩沖行程根據(jù)抓重和手臂移動(dòng)速度的要求亦可調(diào)整，其范圍為15-30mm, 故上升行程最大值為200mm。手臂下降靠自重實(shí)現(xiàn)。 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)形式是多種多樣的，常用的有葉片式回轉(zhuǎn)缸、齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、鏈輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)等。在本機(jī)械手中，手臂回轉(zhuǎn)裝置由回轉(zhuǎn)缸體10、轉(zhuǎn)軸11(它與動(dòng)片焊接成一體，見E-E剖面)、定片12、回轉(zhuǎn)定位塊8、回轉(zhuǎn)中間定位塊9和回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器(此部件位置參見附圖)等組成。當(dāng)壓縮空氣通過管路分別進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)氣缸

30、的兩腔時(shí)，推動(dòng)動(dòng)片連同轉(zhuǎn)軸一同回轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)軸通過平鍵而帶動(dòng)升降氣缸活塞軸、定位塊聯(lián)接盤、導(dǎo)向桿、定位拉桿、升降缸體和轉(zhuǎn)柱等同步回轉(zhuǎn)。因轉(zhuǎn)柱和手臂用螺栓連接，故手胃亦作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 手臂回轉(zhuǎn)氣缸采用矩形密封圈來(lái)密封，密封性能較好，對(duì)氣缸孔的機(jī)械加工 精度也易于保證。 手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用多點(diǎn)定位緩沖裝置，其工作原理見回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器部分。手臂回轉(zhuǎn)角度的大小，通過調(diào)整兩塊回轉(zhuǎn)定位塊8和回轉(zhuǎn)中間定位塊9的位置而定。 1.3.4手臂升降氣缸的設(shè)計(jì) 1．驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 根據(jù)手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力公式:F=Ff + 其中，由于手臂運(yùn)動(dòng)從靜止開始，所以△v=v, 摩攘系數(shù):設(shè)計(jì)氣缸材料為ZL3

31、，活塞材料為45鋼，查有關(guān)手冊(cè)可知f=0.17.質(zhì)量計(jì)算:手臂伸縮部分主要由手臂伸縮氣缸、手臂回轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸、手臂伸縮用液壓緩沖器、手爪及相關(guān)的固定元件組成。氣缸為標(biāo)準(zhǔn)氣缸，根據(jù)中國(guó)煙臺(tái)氣動(dòng)元件廠的《產(chǎn)品樣本》可估其質(zhì)量，同時(shí)測(cè)量設(shè)計(jì)的有關(guān)尺寸，得知伸縮部分夾緊物體時(shí)其質(zhì)量為70kg，放松物件后其質(zhì)量為55kg.接觸面積:S=O.5m2 則上料時(shí)： F=F + = =1540（N） 下料時(shí)： F=

32、F + = =935(N) 考慮安全因素，應(yīng)乘以安全系數(shù)K=1.2 則上料時(shí): F=15401.2=1850 (N) 下料時(shí): F=9351.2=1120 (N) 2、氣缸的直徑 根據(jù)雙作用氣缸的計(jì)算公式: 其中: F——活塞桿伸出時(shí)的推力，N F——活塞桿縮入時(shí)的拉力 d——活塞直徑，mm P——?dú)飧坠ぷ鲏毫?，Pa 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得: 當(dāng)推力做功時(shí):

33、 = =108.5(mm) 當(dāng)拉力做功時(shí): D=(1.01～1.09)(4F/ =(1.01～1.09) =92.12(mm) 圓整后，取D=100mm 3、活塞桿直徑的計(jì)算 根據(jù)設(shè)計(jì)要求,此活塞桿為空心活塞桿，目的是桿內(nèi)將裝有3根伸縮氣管。因此，活塞桿內(nèi)徑要盡可能大，假設(shè)取d=70mm, d=56mm. 校核如下:(按縱向彎

34、曲極限力計(jì)算) 氣缸承受縱向推力達(dá)到極限力F以后，活塞桿會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。因此，必須使推力負(fù)載(氣缸工作負(fù)載F與工作總阻力F之和)小于極限力F。 該極限力與氣缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。有關(guān)公式為: 式中: L——活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度，m K——活塞桿橫截面回轉(zhuǎn)半徑，空心桿，m d——空心活塞桿內(nèi)孔直徑，m A——活塞桿橫截面面積，空心桿，m f——材料強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)值，對(duì)鋼取f=2.110Pa a——系數(shù)，對(duì)鋼a=1/5000 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得:

35、 = =573(KN) 推力負(fù)載為: 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，得: = =3142(N) << 所以，安全。設(shè)計(jì)符合要求。 4,缸筒壁厚計(jì)算 根據(jù)公式： 式中P為實(shí)驗(yàn)壓力，取P=1.5P=0.610Pa 材料為ZL3，則[]=3MPa，則： = =10 mm 取12 mm. 第二章 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

36、2.1氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖 圖2- 1所示為該機(jī)械手的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖。它的氣源是由空氣壓縮機(jī)(排氣壓力大于0.4～0.6M Pa) 通過快換接頭進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)分水過濾器、調(diào)壓閥、油霧器，進(jìn)入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，以控制氣缸和手部動(dòng)作。 圖2-1 機(jī)械手氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的調(diào)速，凡是能采用排氣口節(jié)流方式的，都在電磁閥的排氣口安 裝節(jié)流阻尼螺釘進(jìn)行調(diào)速，這種方法的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效果尚好。如手臂伸縮 氣缸在接近氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快起動(dòng)速度，也可調(diào)節(jié)全程上的速 度。升降氣缸采用進(jìn)氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)手臂的上升速度，由于手臂靠自 重下

37、降，其速度調(diào)節(jié)仍采用在電磁閥排氣口安裝節(jié)流阻尼螺釘來(lái)完成。氣液傳送 器氣缸側(cè)的排氣節(jié)流，可用來(lái)調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器的背壓大小。 為簡(jiǎn)化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸的緩沖均采用液壓緩沖器，這 樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸的尺寸、行程、速度計(jì)算出所需壓縮空氣 流量，與所選用電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來(lái)確定的。 第三章 機(jī)械手的PLC控制設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采用可編程序控制器 (PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制.當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程改變時(shí)，只需改變PLC程序即 可

38、實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。 3.1 可編程序控制器的選擇及工作過程 3.1.1 可編程序控制器的選擇 目前 ，國(guó)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(guó)西門子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型 PC等?？紤]到本機(jī)械手的輸入輸出點(diǎn)不多，工作流程較簡(jiǎn)單，同時(shí)考慮到制造 成本，因此在本次設(shè)計(jì)中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器。 3.1.2 可編程序控制器的工作過程 可編程序控制器是通過執(zhí)行用戶程序來(lái)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(gè)階段。 第一

39、階段是初始化處理。 可編程序控制器的輸入端子不是直接與主機(jī)相連，CPU對(duì)輸入輸出狀態(tài)的詢 問是針對(duì)輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱為I/0狀態(tài)表. 該表是一個(gè)專門存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)區(qū)。其中存放輸入狀態(tài)信息的存儲(chǔ) 器叫輸入狀態(tài)暫存器;存放輸出狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器叫輸出狀態(tài)暫存器。開機(jī)時(shí)， CPU首先使I/0狀態(tài)表清零，然后進(jìn)行自診斷。當(dāng)確認(rèn)其硬件工作正常后，進(jìn)入 下一階段。 第二階段是處理輸入信號(hào)階段。 在處理輸入信號(hào)階段，CPU對(duì)輸入狀態(tài)進(jìn)行掃描，將獲得的各個(gè)輸入端子的 狀態(tài)信息送到I/0狀態(tài)表中存放。在同一掃描周期內(nèi)，各個(gè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)在I/0 狀態(tài)表中一

40、直保持不變，不會(huì)受到各個(gè)輸入端子信號(hào)變化的影響，因此不能造成 運(yùn)算結(jié)果混亂，保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。 第三階段是程序處理階段。 當(dāng)輸入狀態(tài)信息全部進(jìn)入I/0狀態(tài)表后，CPU工作進(jìn)入到第三個(gè)階段。在這 個(gè)階段中，可編程序控制器對(duì)用戶程序進(jìn)行依次掃描，并根據(jù)各I/0狀態(tài)和有關(guān) 指令進(jìn)行運(yùn)算和處理，最后將結(jié)果寫入I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。 第四階段是輸出處理階段。 CPU對(duì)用戶程序已掃描處理完畢，并將運(yùn)算結(jié)果寫入到I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。此時(shí)將輸入信號(hào)從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈，控制被控設(shè)備進(jìn)行各種相應(yīng)的動(dòng)作。然后，CPU又返回執(zhí)行下

41、一個(gè)循環(huán)的掃描周期。 3.2可編程控制器的使用步驟 在可編程序控制器與被控對(duì)象(機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程)構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)控制系 統(tǒng)時(shí)，通常以七個(gè)步驟進(jìn)行: (1)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 即確定被控對(duì)象的動(dòng)作及動(dòng)作順序。 (2) I/0分配 即確定哪些信號(hào)是送到可編程序控制器的，并分配給相應(yīng)的輸入端號(hào);哪些信號(hào)是由可編程序控制器送到被控對(duì)象的，并分配相應(yīng)的輸出端號(hào).此外，對(duì)用到的可編程序控制器內(nèi)部的計(jì)數(shù)器、定時(shí)器等也要進(jìn)行分配。可編程序控制器是通過編號(hào)來(lái)識(shí)別信號(hào)的。 (3)畫梯形圖 它與繼電器控制邏輯的梯形圖概念相同，表達(dá)了系統(tǒng)中全部動(dòng)作的相互關(guān)系。如果使用圖形編程器(LC

42、D或CRT)，則畫出梯形圖相當(dāng)于編制出了程序，可將梯形圖直接送入可編程序控制器。對(duì)簡(jiǎn)易編程器，則往往要經(jīng)過下一步的助記符程序轉(zhuǎn)換過程。 (4)助記符機(jī)器程序 相當(dāng)于微機(jī)的助記符程序，是面向機(jī)器的(即不同廠家的可編程序控制器，助記符指令形式不同)，用簡(jiǎn)易編程器時(shí)，應(yīng)將梯形圖轉(zhuǎn)化成助記符程序，才能將其輸入到可編程序控制器中。 (5)編制程序 即檢查程序中每條語(yǔ)法錯(cuò)誤，若有則修改。這項(xiàng)工作在編程器上進(jìn)行。 (6)調(diào)試程序 即檢查程序是否能正確完成邏輯要求，不合要求，可以在編程器上修改。程序設(shè)計(jì)(包括畫梯形圖、助記符程序、編輯、甚至調(diào)試)也可在別的工具上進(jìn)行。如IBM-PC機(jī)，只

43、要這個(gè)機(jī)器配有相應(yīng)的軟件。 (7)保存程序 調(diào)試通過的程序，可以固化在EPROM中或保存在磁盤上備用。 3.3機(jī)械手可編程序控制器控制方案 1、系統(tǒng)簡(jiǎn)介 控制對(duì)象為圓柱座標(biāo)氣動(dòng)機(jī)械手。它的手臂具有三個(gè)自由度，即水平方向的伸、縮;豎直方向的上、下;繞豎直軸的順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)及逆時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。另外，其末端執(zhí)行裝置—機(jī)械手，還可完成抓、放功能。 以上動(dòng)作均采用氣動(dòng)方式驅(qū)動(dòng)，即用五個(gè)二位五通電磁閥(每個(gè)閥有兩個(gè)線圈，對(duì)應(yīng)兩個(gè)相反動(dòng)作)分別控制五個(gè)氣缸，使機(jī)械手完成伸、縮、上、下、旋轉(zhuǎn)及機(jī)械手抓放動(dòng)作。其中旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)用一組齒輪齒條，使氣缸的直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化 為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 這樣 ，可用PL

44、C的8個(gè)輸出端與電磁閥的8個(gè)線圈相連，通過編程，使電磁閥各線圈按一定序列激勵(lì)，從而使機(jī)械手按預(yù)先安排的動(dòng)作序列工作.如果欲改變機(jī)械手的動(dòng)作，不需改變接線，只需將程序中動(dòng)作代碼及順序稍加修改即可。 另外 ，除抓放外，其余六個(gè)動(dòng)作末端均放置一限位開關(guān)，以檢測(cè)動(dòng)作是否到位，如果某動(dòng)作沒有到位，則出錯(cuò)指示燈亮。 2、工業(yè)機(jī)械手的工作流程 此機(jī)械手用于沖床的上下料。 當(dāng)按下機(jī)械手啟動(dòng)按鈕之后，機(jī)械手有如下動(dòng)作: 先右轉(zhuǎn)至右限位開關(guān)動(dòng)作(1DT通電) →下降至下限位開關(guān)(5DT通電) → 手腕逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90(7DT通電) →手臂伸長(zhǎng)至限位開關(guān)(3DT通電) →檢查有無(wú)物品，若有物品，手爪抓緊(9

45、DT通電) →手臂收縮至限位開關(guān)(4DT通電) →上升至上限位開關(guān)(6DT通電) →左轉(zhuǎn)至左限位開關(guān)動(dòng)作(2DT通電) →手腕順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)90 (8DT通電) →手臂伸長(zhǎng)至最長(zhǎng)(3DT通電) →手爪松開(IODT通電) →延時(shí)T →手臂收縮最短(4DT通電)。至此，一個(gè)工作循環(huán)完畢。 3、機(jī)械手工作時(shí)序圖如附圖所示。 4, I/0分配 根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的數(shù)目，選用OMRONC 28P型PC，它有16個(gè)輸入點(diǎn)， 標(biāo)號(hào)為0000^0015; 12個(gè)輸出點(diǎn)，標(biāo)號(hào)為0500-0511. 輸入 輸出 啟動(dòng)0000 手臂左轉(zhuǎn)0500 停止0001 手臂右轉(zhuǎn)0501 手爪抓緊00

46、02 手臂伸長(zhǎng)0502 左轉(zhuǎn)限位開關(guān)0003 手臂收縮0503 右轉(zhuǎn)限位開關(guān)0004 手臂上升0504 伸長(zhǎng)限位開關(guān)0005 手臂下降0505 收縮限位開關(guān)0006 手腕逆轉(zhuǎn)0506 上升限位開關(guān)0007 手腕順轉(zhuǎn)0507 下降限位開關(guān)0008 手爪抓緊0508 逆轉(zhuǎn)限位開關(guān)0009 手爪放松0509 順轉(zhuǎn)限位開關(guān)0010 物品檢測(cè)0011 5、梯形圖設(shè)計(jì)(如附圖所示) 根據(jù)機(jī)械手的邏輯時(shí)序圖及1/0分配，畫出控制梯形圖，如附圖所示。由梯 形圖可以看出: (1)手臂左轉(zhuǎn)的條件:左轉(zhuǎn)不到位(0003為OFF)，收縮到位(0006為ON),上升

47、到位(0007為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位(0009為ON)，手爪抓緊(0002為ON),無(wú)右轉(zhuǎn)命令(0501為OFF). (2)手臂右轉(zhuǎn)的條件:右轉(zhuǎn)不到位(0004為OFF)，上升到位(0007為ON),收縮到位(0006為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON)，手爪放松(0002為OFF),無(wú)左轉(zhuǎn)命令(0500為OFF). (3)手臂伸長(zhǎng)的條件:伸長(zhǎng)不到位(0005為OFF)，無(wú)收縮命令(0503為OFF)，并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，下降到位(0008為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位(0009為ON)，手爪放松(0002為OFF); 2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)，上升到位

48、(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON)，手爪抓緊(0002為ON). (4)手臂收縮的條件:收縮不到位(0006為OFF)，無(wú)伸長(zhǎng)命令(0502為OFF)，并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，下降到位(0008為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位(0009為ON)，手爪抓緊(0002為ON); 2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)，上升到位(0007為ON)，手爪抓緊(0002為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON). (5)手臂上升的條件:上升不到位(0007為OFF)，無(wú)下降命令(0505為OFF)，收縮到位(0006為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位(0009為ON)，手爪抓緊(000

49、2為ON)，右轉(zhuǎn)到位(0004為ON). (6)手臂下降的條件:下降不到位(0008為OFF)，無(wú)上升命令(0504為OFF)，右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，收縮到位(0006為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON)，手爪放松(0002為OFF). (7)手腕逆轉(zhuǎn)的條件:逆轉(zhuǎn)不到位(0009為OFF)，無(wú)順轉(zhuǎn)命令(0507為OFF)，右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，收縮到位(0006為ON)，下降到位(0008為ON),手爪放松(0002為OFF). (8)手腕順轉(zhuǎn)的條件:順轉(zhuǎn)不到位(0010為OFF)，無(wú)逆轉(zhuǎn)命令(0506為OFF)，左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)，收縮到位(0006為ON

50、)，上升到位(0007為ON),手爪抓緊(0002為ON). (9)手爪抓緊的條件:手爪未抓到物品(0002為OFF)，無(wú)放松命令(0509為OFF)，并且滿足下列條件之一:1)右轉(zhuǎn)到位(0004為ON)，伸長(zhǎng)到位(0005為ON)，下降到位(0008為ON)，手腕逆轉(zhuǎn)到位(0009為ON)，檢測(cè)到有物品(0011為ON), 2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)，伸長(zhǎng)到位(0005為ON)，上升到位(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON) (9)手爪放松的條件:手爪抓緊(0002為ON)，無(wú)抓緊命令(0508為OFF),并且滿足下列條件之一:1)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON)，伸長(zhǎng)到位(0

51、005為ON),上升到位(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON). 2)左轉(zhuǎn)到位(0003為ON),上升到位(0007為ON)，手腕順轉(zhuǎn)到位(0010為ON)，收縮到位(0006為ON).另外，當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，手臂停止動(dòng)作，即手臂停止在不定的位置。 6、機(jī)械手控制程序 地址 指令 數(shù)據(jù) 19 AND NOT 0500 38 LD 0003 1 LD 0000 20 OUT 0501 39 AND 0007 2 OR 1000 21 LD 0004 40 AND 0010 3 AND NOT 0001 22 AND

52、 0008 41 AND 0002 4 OUT 1000 23 AND 0009 42 AND NOT 0006 5 LD 1000 24 AND NOT 0002 43 OR LD 6 IL(02) 25 LD 0003 44 AND NOT 0502 7 LD NOT 0003 26 AND 0007 45 OUT 0503 8 AND 0006 27 AND 0010 46 LD 0006 9 AND 0007 28 AND 0002 47 AND 0009 10

53、AND 0009 29 OR LD 48 AND 0002 11 AND 0002 30 AND NOT 0005 49 AND 0004 12 AND NOT 0501 31 AND NOT 0503 50 AND NOT 0007 13 OUT 0500 32 OUT 0502 51 AND NOT 0505 14 LD NOT 0004 33 LD 0004 52 OUT 0504 15 AND 0007 34 AND 0008 53 LD 0004 16 AND 0006

54、 35 AND 0009 54 AND 0006 17 AND 0010 36 AND 0002 55 AND 0010 18 AND NOT 0002 37 AND NOT 0006 56 AND NOT 0002 57 AND NOT 0008 76 AND 0008 95 OUT 1001 58 AND NOT 0504 77 AND 0009 96 LD 1001 59 OUT 0505 78 AND 0011 97 TIM00 60 LD 0004 79 LD 0003

55、 98 LD 0003 61 AND 0006 80 AND 0005 99 AND 0005 62 AND 0008 81 AND 0007 100 AND 0007 63 AND NOT 0003 82 AND 0010 101 AND 0010 64 AND NOT 0009 83 OR LD 102 LD 0003 65 AND NOT 0507 84 AND NOT 0002 103 AND 0007 66 OUT 0506 85 AND NOT 0509 104 AND

56、 0010 67 LD 0003 86 OUT 0508 105 OR LD 68 AND 0006 87 LD 0003 106 AND 0002 69 AND 0007 88 AND 0007 107 AND NOT 0508 70 AND NOT 0002 89 AND 0010 108 OUT 0509 71 AND NOT 0010 90 AND 0002 109 LD NOT TIM00 72 AND NOT 0506 91 AND 0005 110 AND 1001 7

57、3 OUT 0507 92 LD 1001 111 OR LD 74 LD 0004 93 OR LD 112 ILC(03) 75 AND 0005 94 AND NOT TIM(01) 113 END(01) 感想 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)我們這兩年來(lái)學(xué)習(xí)成果的考驗(yàn)，要求我們能夠?qū)⑺鶎W(xué)到的知識(shí)融會(huì)貫通、熟練應(yīng)用，并且能夠理論聯(lián)系實(shí)際，培養(yǎng)我們的綜合運(yùn)用能力以及解決實(shí)際問題的能力。一開始選過設(shè)計(jì)題目后，我就考慮機(jī)械手大致運(yùn)動(dòng)軌跡，確定它的自由度......通過各種方式去了解機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和控制方

58、式；在這個(gè)過程中我曾多次想過要更換設(shè)計(jì)題目，因?yàn)槠鸪鯇?duì)這個(gè)題目比較感興趣并沒有認(rèn)識(shí)到它對(duì)于我來(lái)說是有一定難度的，剛接到設(shè)計(jì)任務(wù)書的時(shí)候，我是一頭霧水，不知道該如何下手；后來(lái)通過吳老師的講解，使我對(duì)這個(gè)設(shè)計(jì)題目有了一個(gè)大體的理解。最終通過從圖書館找的一些相關(guān)的設(shè)計(jì)資料，在網(wǎng)上找的一些設(shè)計(jì)案例以及自己這兩年學(xué)到的知識(shí)完成了這份設(shè)計(jì)。 一個(gè)人要只有不斷否定自己，不斷戰(zhàn)勝自己，才能不斷完善自己?？傊?，通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，我學(xué)到了很多東西，意外收獲也很大。不僅進(jìn)一步學(xué)習(xí)了電氣控制的一些重要知識(shí)，增強(qiáng)了自己動(dòng)手的能力，而且，還讓自己學(xué)到了平時(shí)所學(xué)不到的東西，那就是——只要自己有信心，肯努力，一切皆有可能。 參考文獻(xiàn) 1 鄭堤,唐可洪.機(jī)電一體化設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1997. 2 張建民.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:北京理工大學(xué)出版社,1996. 3 魏俊民,周硯江.機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì).北京:中國(guó)紡織出版社,1998. 4 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，氣壓傳動(dòng)與控制.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.2. 5 鄭洪生.氣壓傳動(dòng)及控制，第2版[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992. 6 鄭洪生.實(shí)用氣動(dòng)系統(tǒng)及裝置[M].沈陽(yáng):東北大學(xué)出版社,1993. - ３１ -