【正文】 aracteristics, operating speed is unstable, the impact of large and low pressure gas source, focus generally 30 kg weight, weight Tiaojian arrested under the same hydraulic manipulator than the structure of large, So for highspeed, light load, high temperature and dusty work environment. Pneumatic technology has the following advantages: (1) media extraction and processing convenience. Low pressure pneumatic transmission work, the working medium extracted easily, and then discharged into the atmosphere, convenient, generally do not set the recovery pipes and containers: the media clean, easy to plug existing media pipeline deterioration and supplemented. (2) small resistance loss and leakage in the delivery of pressed air process, the resistance loss is small (generally not water plug BU only one thousandth of oil), air supply and easy to focus on longdistance transport. Hydraulic fluid leaks will not be as foreign as pressure decreased significantly and serious pollution. (3) action quickly responsive. Pneumatic systems usually require only 4 to establish the desired pressure and speed. Pneumatic system can also achieve overload protection, easy to automatic control. (4) energy can be stored. Compressed air can be stored in the tank, and therefore, the occurrence of sudden power failure occurs, Machine and its process will not be suddenly interrupted. (5) working environment and good adaptability. Flammable, explosive, and more dust, magic, strong radiation, vibration and other harsh environments, pneumatic drive and control system than the mechanical, electrical and hydraulic system is superior, and temperature changes will not affect the transmission and control performance. (6) low cost. Since the work of low pressure pneumatic system, thereby reducing aerodynamic element, accessories precision materials and processing, manufacturing is easy, low cost. The topic to be developed pneumatic material handling robot, the robot can be achieved in the X, Z direction of two coordinates the movement of rotation around the Z axis, the hand can step up the enforcement agency. Control, the use of XD diagram method designed to control the movement of the pneumatic manipulator control system. This is an open pneumatic control system platform. The design of the pneumatic manipulator is divided into three parts: the overall design, structural design calculations and ponent selection and robotic pneumatic control system design. Owing to time constraints and limited personal level, I have not had time to design, there are many problems, I hope the majority of teachers and students can be criticized and corrected and to be addressed. 目 錄 摘要????????????????????????????? 1 5 ABSTRACT??????????????????????????? 一 .緒論??????????????????????????? 1. 課題來源、目的及意義?????? ???????????? 2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀????????????????????? 3. 研究內(nèi)容、擬解決的問題及設(shè)計(jì)要求???????????? 二 .總體方案設(shè)計(jì)??????????????????????? 1. 功能分解及結(jié)構(gòu)示意圖?????????????????? 2. 氣動執(zhí)行元件簡介???????????????????? 3. 氣缸類型的選擇及總體方案的確定????????????? 三 .設(shè)計(jì)計(jì)算及元件設(shè)計(jì)選型??????????????? ??? 1. 手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì) ....????????????????? 2. 水平氣缸的計(jì)算及選型?????????????????? 3. 垂直氣缸的計(jì)算及選型?????????????????? 4. 齒輪齒條缸的設(shè)計(jì)計(jì)算?????????????????? 5. 軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、強(qiáng)度校核及軸承的壽命校核????????? 四 .機(jī)械手氣動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)????????????????? 1. 氣動機(jī)械手的動作過程 ??????????????? ?? 2. 機(jī)械手的控制要求 ??????????????????? 3..氣壓驅(qū)動系統(tǒng)設(shè)計(jì) 4. PLC 的選擇和 I/O 口的分配 控制程序設(shè)計(jì) 五 工作總結(jié)??????????????????????????? 六 致謝?????????????????????????????? 參考文獻(xiàn)????????????????????????????? 一 . 緒論 1. 課題來源、目的及意義 由于現(xiàn)在在外面實(shí)習(xí)，也去了幾家的工廠，很多工廠工作環(huán)境差，條件有限 6 對于這種惡劣環(huán)境下工人們需要人工控制或者利用其他一些方法作為工具來搬運(yùn)重物，而且都是一些機(jī)械的工作，我們完全可以利用機(jī)械手等機(jī)械來代替工人，從而高效率可靠的完成任務(wù)而且減輕工人的勞動強(qiáng)度?？刂品矫?，采用 XD圖法設(shè)計(jì)了控制該機(jī)械手動作的氣動控制系統(tǒng)。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。氣動系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動控制。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器 :介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問題 . (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小 (一般不卜澆塞僅為油路的千分之一 )，空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。 而氣壓傳動機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手。 工業(yè)機(jī)械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新的技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中 的一個(gè)重要組成部分。 1 摘 要 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動化已成為突出的主題。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過程自動化、改善勞動條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。其主要特點(diǎn)是 :介質(zhì)來源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴(yán)重污染。 (4)能源可儲存。 (6)成本低廉。這是一個(gè)開放的氣動控制系統(tǒng)平臺。 鑒于氣壓傳動系統(tǒng)使用安全、可靠，可以在高溫、震動、易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、輻射等惡劣環(huán)境下工作 [6]。 在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下： （ 1）可以高生產(chǎn)過程的自動化程度。在一些動作簡單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 機(jī)械手的發(fā)展概況與發(fā)展趨勢 7 2. 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 專用機(jī)械手經(jīng)過幾十年的發(fā)展，如今已進(jìn)入以通用機(jī)械手為標(biāo)志的時(shí)代。 早在 40年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。 60～ 70 年代，又相繼把通用機(jī)械手用于汽車車身的點(diǎn)焊和沖壓生產(chǎn)自動線上，亦即是第二代機(jī)械手這一新技術(shù)進(jìn)入了應(yīng)用階段。 總之，目前機(jī)械手的主要經(jīng)歷分為三代： 第一代機(jī)械手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制方式 為開環(huán)式，沒有識別能力；改進(jìn)的方向主要是將低成本和提高精度；第二代機(jī)械手設(shè)有電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。電氣可編程控制技術(shù)與氣動技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；氣動機(jī)械手、柔性自動生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對氣動技術(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，現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動技術(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；由于氣動脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn)，國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。從 20 世紀(jì) 80 年代中期開始，氣動元件產(chǎn)值的年遞增率達(dá) 20%以上，高于中國機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值平均年遞增率。隨著微電子技術(shù)的迅速發(fā)展和機(jī)械加工工藝水平的提高及現(xiàn)代控制理論的應(yīng)用，為研究高性能的氣動機(jī)械手奠定了堅(jiān)實(shí)的 物質(zhì)技術(shù)基礎(chǔ)。 ②設(shè)計(jì)機(jī)械手各執(zhí)行機(jī)構(gòu) 可采用模塊化的設(shè)計(jì)方式，將機(jī)械手分為若干個(gè)模塊，對各個(gè)模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)， 然后把這些模塊拼裝起來組成機(jī)械手。 (3)設(shè)計(jì)要求 ①工件的幾何形狀及尺寸如圖 ： 圖 工件的幾何形狀和尺寸 ②工件的材質(zhì)是鋼。 10 ⑥抓手與工件之間的摩擦系數(shù)為 u=。右上的升降氣缸是機(jī)械手升降缸，用以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上升與下降。 (1)氣缸 氣缸的分類及典型結(jié)構(gòu) 氣缸是將壓縮空氣的壓縮能轉(zhuǎn)換成直線運(yùn)動并做功的執(zhí)行元件。 ①普通氣缸 圖 5為普通型單活塞桿雙作用氣缸的結(jié)構(gòu)圖。為防止漏氣和外部粉塵的侵入，前缸蓋上裝有活塞桿用防塵組合密封圈。內(nèi)、外密封件都是塑料擠壓成形件，且互相夾持固定。此時(shí)，傳動舌片將防塵密封件與抗壓密封件擠開，但它們在缸筒的兩端仍然是互相夾持的。在自動化 系統(tǒng)、氣動機(jī)器人中或得大量應(yīng)用。 膜片式氣缸與活塞式氣缸相比，具有結(jié)構(gòu)緊湊、簡單