【正文】 ? 65mm? 手指長 100l mm? ,取 V型夾角 02 120?? 偏轉(zhuǎn)角 ? 按最佳偏轉(zhuǎn)角確定： 1 1 0060c o s c o s 4 6s in 1 0 0 s in 6 0CPRl? ???? ? ?? 計算 0 si n c os 100Rl ??? ? ?00sin60 cos46 ? 當(dāng) 0R MAX MINRR??S時帶入有： 2 22 2 2m a x m in2 c os 2 c os 782 si n si n si n si nM A X M A XR R R Rl l l l? ? ?? ? ? ??? ??? ? ? ? ? ? ? ????? ???? 夾持誤差滿足設(shè)計要求。 MAXF KCd?? （ ） ? ?39。 (8).疲勞強度和應(yīng)力強度的驗算。 腕部設(shè)計的基本要求 （ 1） 力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 腕部處于手臂的最前端，它連同手部的靜、動載荷均由臂部承擔(dān)。 （ 3） 必須考慮工作條件 對于本設(shè)計，機械手的工作條件是在工作場合中搬運加工的棒料，因此不太受環(huán)境影響，沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中，所以對機械手的腕部沒有太多不利因素。 (2) 齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。它使腕部具有水平和垂直轉(zhuǎn)動的兩個自由度。 2. 腕部的驅(qū)動力矩計算 （ 1） 腕部的驅(qū)動力矩 需要的力矩 M慣 。 ? ?22M J J ????慣 工 件 啟 （ ） 查取轉(zhuǎn)動慣量公式有： 2 2 2 21 1 1 9 0 0 . 0 6 0 . 0 3 4 22 2 9 . 8 NJ M R N m s N m sN K g? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 2 2 2 21 1 60 1 3 12 l R N m sg ?? ? ? ? ? ? ? ?工 件 代入： ? ? . 03 42 5. 01 25 552 0. 31 4M N m? ? ? ??慣 0 .1M M M M M? ? ? ?慣 摩 慣； 55 6 1 .1 10 .9M N m? ? ? 3. 腕部驅(qū)動力的計算 表 41 液壓缸的內(nèi)徑系列（ JB82666） （ mm） 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 設(shè)定腕部的部分尺寸：根據(jù)表 41設(shè)缸體內(nèi)空半徑 R=110mm，外徑根據(jù)表 32選擇 121mm,這個是液壓缸壁最小厚度，考慮到 實際裝配問題后，其外徑為 226mm；動片寬度 b=66mm,輸出軸 r=. 基 本 尺 寸 示 如 圖 所 示 。連接螺釘一般為偶數(shù)， 對稱安裝，并用兩個定位銷 定 位 。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。如果改變手部的姿態(tài)（方位），則用腕部的自由度加以實現(xiàn)。 臂部設(shè)計的基本要求 一、 臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕 （ 1） 根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸。 （ 5） 提高配合精度。 /s。 （ 3） 減少回轉(zhuǎn)半徑 ? ， 再安排機械手動作順序時，先縮后回轉(zhuǎn)（或先回轉(zhuǎn)后伸縮），盡可能在較小的前伸位置下進行回轉(zhuǎn)動作。為此，必須計算使之滿足不自鎖的條件。 （ 3） 雙活塞桿液壓崗結(jié)構(gòu)。如此反復(fù)，繪出最終的結(jié)構(gòu)。上圖是機械手的手臂示 意圖，本設(shè)計是雙導(dǎo)向桿，導(dǎo)向桿對稱配置在伸縮崗兩側(cè)。a b a bF F F F F??? ? ? ?摩 摩摩 39。? —— 當(dāng)量摩擦系數(shù)，其值與導(dǎo)向支撐的截面有關(guān)。 2 2 1 . 4 1 0 . 1 61 0 7 0 0 . 3 5 9 7 8 . 60 . 1 6LF G Na? ??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?總摩 本設(shè)計要求手臂平動是 V=5 minm ,在計算慣性力的時候 ,設(shè)置啟動時間 ?? ，啟動速度 ? V=V= , GvFgt?? ?總慣 () GvF gt?? ?總慣 1 0 7 0 0 .0 8 3 4 5 .59 .8 0 .0 2NS NN K g S???? 6. 密封裝置的摩擦阻力 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂設(shè)計中，采用 O 型密封，當(dāng)液壓缸工作壓力小于10Mpa。66226210 1 9 .8 1 0 1 0 0 1 00 .0 244F M p ad? ??? ? ? ? ? ?? 結(jié)論： 活塞桿的強度足夠。機身是可以固定的，也可以是行走的，既可以沿地面 或架空軌道運動。常用的機身結(jié)構(gòu)有以下幾種： （ 1） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。 分析： 經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。 機身回轉(zhuǎn)機構(gòu)的設(shè)計計算 （ 1） 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動力矩的計算 手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)驅(qū)動力矩 M驅(qū) ，應(yīng)該與手臂運動時所產(chǎn)生的慣 性力矩 M慣 及各密封裝置處的摩擦阻力矩 M阻 相平衡。 ? ?223 1 2zcJ m l R?? () 回轉(zhuǎn)部件可以等效為一個長 1800mm，直徑為 60mm 的圓柱體，質(zhì) 量為 角度 ? =180，則起動角速度 ? ? = ，起動時間設(shè)計為 。 （ 3） 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎? 根據(jù)表 ，因為回轉(zhuǎn)缸的工作壓力為 8Mpa,所以螺釘間距 t小于 80mm,根據(jù)初步估算， 3 .1 4 1 5 0 4 7 1L D m m?? ? ? ?， 39。連接螺釘?shù)淖饔茫菏箘悠洼敵鲚S之間的配合緊密。 ?工 件 =1920mm ?手 和 腕 = ?臂 = G G GG? ? ?? ??? 手 腕 手 腕工 件 工 件 臂 臂總 () G G GG? ? ?? ??? 手 腕 手 腕工 件 工 件 臂 臂總1650mm? 所以，回轉(zhuǎn)半徑 ?? 1650mm (3) 計算偏重力矩 MG?? 總偏 () MG?? 總偏 1 0 9 . 2 9 . 8 1 . 6 5 0 1 7 6 5K g m N m? ? ? ? ? 2 .升降不自鎖條件分析計算 手臂在 G總 的作用下有向下的趨勢，而里柱導(dǎo)套有防止這種趨勢。G總 近似估算為 。其結(jié)構(gòu)參看本章開始的 —— 機身結(jié)構(gòu)示意圖。 1969 年，美國數(shù)字設(shè)備公司 (DEC) 研制出第一臺 PLC，在美國通用汽車自動裝配線上試用，獲得了成功。 1971 年，日本 從美國引進了這項新技術(shù)，很快研制出了日本第一臺PLC。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、 I/O 以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。如果沒有一個良好的、可靠得電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此 PLC 的制造商對電源的設(shè)計和制造也十分重視。它能執(zhí)行包括邏輯運算、計時、計數(shù)、算術(shù)運算、數(shù)據(jù)處理和傳送、通訊聯(lián)網(wǎng)以及各種應(yīng)用指令。 (三 ) 大型 PLC 一般 I/O 點數(shù)在 1024 點以上的稱為大型 PLC。大型 PLC 還可以采用三 CPU構(gòu)成表決式系統(tǒng)，使機器的可靠性更高。 高速運算 基本指令： s/指令 應(yīng)用指令 :～數(shù) 100μ s/指令 安心、寬裕的存儲器規(guī)格 內(nèi)置 8000步 RAM存貯器 安裝存儲盒后，最大可以擴展到 16000步。 對每一個 FX2n主單元可配置總計達(dá) 8個特殊功能模塊。通常把這個距離叫“檢出距離”。 （ 2）當(dāng)檢測體為非金屬材料時，如；木材、紙張、塑料、玻璃和水等，應(yīng)選用電容型接近傳感器。存儲器通常在 CPU的同步控制下工作，接口電路比較簡單；而 I/O設(shè)備品種繁多，其相應(yīng)的接口電路也各不相同，因此，習(xí)慣上說到接口只是指 I/O接口。 行程開關(guān)的介紹 行程開關(guān)的概念 行程開關(guān) 就是一種由 物體的位移來決定電路通斷的開關(guān) 。 行程開關(guān)的作用及原理 行程開關(guān)用于控制機械設(shè)備的行程及限位保護。在電梯的控制電路中，還利用行程開關(guān)來控制開關(guān)轎門的速度、自動開關(guān)門的限位，轎廂的上、下限位保護。 對程序的要求如下： (1)首先啟動機械手時 機械手自動復(fù)位處于初始位置； (2)在機械手工作前還要對其進行設(shè)備的檢測即機械手空運行一次而且機械手的每一個動作都有相應(yīng)的定時器進行監(jiān)控若超出規(guī) 定的運行時間則認(rèn)為是設(shè)備出現(xiàn)故障。 四 、 參 考 文 獻(xiàn) [1] 濮良貴 .記名剛 .機械設(shè)計 [M].北京 :高等教育出版社 ,2020 [2] 張立勛 .孟慶鑫 ,張今瑜 .機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 [M].哈爾濱 :哈爾濱工程大學(xué)出版社 ,2020 [3] 房小翠 .單片微型計算機與機電接口技術(shù) .國防 工業(yè)出版社 ,2020 [4] 王小明 . 電動機的單片機控制 . 北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020 [5] 李建勇 .機電一體化技術(shù) .科學(xué)出版社 .2020 [6] 李廣弟 .朱月秀，王秀山 .單片機 基礎(chǔ) .北京航空航天大學(xué)出版社 ,2020 [7] 徐灝 .機械設(shè)計手冊（ 3） .機械工業(yè) 出版社 ,2020 [8] 張建民 .機電一體化系統(tǒng)設(shè)計 .北京理工出版社 ,2020 [9] 徐灝等 .機械設(shè)計手冊 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,2020 [10] 鄭學(xué)堅 .周斌 .微型計算機原理及應(yīng)用 .清 華大學(xué)出版社 ,2020 [11] 吳振彪 .機電綜合設(shè)計指導(dǎo) [M].湛江 :湛江海洋大學(xué) ,1999 [12].楊入清 .現(xiàn)代機械設(shè)計 — 系統(tǒng)與結(jié)構(gòu) [M].上海 :上海科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社 ,2020 。 步進電機的運行控制 由于傳送帶的 速度要求不高且精度也不是太高所以本設(shè)計選擇三相步進電機通電方式為三相雙三拍，利用 PLC 中的 M8014 特殊功能繼電器向環(huán)形脈沖分配器中發(fā)送脈沖然后經(jīng)光電轉(zhuǎn)換和功放電路驅(qū)動步進電機。其工作的過程是 ： 機械手首先處于初始位置 ， 然后經(jīng)過一系列的動作將斷續(xù)傳送帶上的工件拿走，此時傳送帶上的光電檢測檢測開關(guān)檢測到工件被取走。因此，行程開關(guān)是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器，它的作用原理與按鈕類似。當(dāng) 物體 接近靜物時，開關(guān)的連桿驅(qū)動開關(guān)的接點引起閉合的接點分?jǐn)嗷蛘邤嚅_的接點閉合。 2） I/O接口控制卡 有若干個集成電路按一定的邏輯組成為一個部件，或者直接與 CPU同在主板上，或是一個插件插在系統(tǒng)總線插槽上。 （ 4）對于檢測體為金屬時，若檢測靈敏度要求不高時，可選用價格低廉的磁性接近 式 傳感器或霍爾式接近傳感器。 2 接近傳感器的選型和檢測對于不同的材質(zhì)的檢測體和不同的檢測距離，應(yīng)選用不同類型的接近傳感器，以使其在系統(tǒng)中具有高的性能價格比，為此在選型中應(yīng)遵循以下原則： （ 1）當(dāng)檢測體為金屬材料時，應(yīng)選用高頻振蕩型接近傳感器，該類型接近傳感器對鐵鎳、 A3鋼類檢測體檢測最靈敏。利用位移傳感器對接近物體 的敏感特性達(dá)到控制開關(guān)通或斷的目的，這就是接近開關(guān)。 面向海外的產(chǎn)品適合各種安全規(guī)格 為大量實際應(yīng)用而開發(fā)的特殊功能： 開發(fā)了各個范圍的特殊功能模塊以滿足不同的需要 模擬 I/O，高速計數(shù)器。 CPU、電源、輸入輸出三為一體。具有極強的自診斷功能。 I/O 的處理方式除了采用一般 PLC 通用的掃描處理方式外，還能采用直接處理方式，即在掃描用戶程序的過程中，直接讀輸入，刷新輸出。 常見的 PLC的類型挺多的，有三菱的 FX系列、西門子的 S7系列、臺灣的豐煒 等等。 存放應(yīng)用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。我國從 1974 年開始研制 ,于 1977 年開始工業(yè)應(yīng)用。到 1971 年，已經(jīng)成功地應(yīng)用于食品，飲料，冶金，造紙等