【正文】 ，動作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟，滿足生產(chǎn)要求，主要技術(shù)參數(shù)見表 ： 表 主要技術(shù)參數(shù) （二）真空吸盤式氣動機械手工作原理分析 真空吸盤式氣動機械手功能原理如圖 所示 吸盤吸持力 2kg 運動形式 圓柱坐標 手臂伸縮行程范圍 0300mm 手臂升降行程范圍 0200mm 手臂回轉(zhuǎn)行程范圍 0180176。 （六）設(shè)計的基本思路、方案 分析、理解設(shè)計任務(wù)書的要求→查閱相關(guān)資料→初步擬訂設(shè)計方案→設(shè)計方案對比并確定最佳方案→參數(shù)的設(shè)計計算→裝配圖草圖→零件設(shè)計→零件草圖→繪制裝配圖→繪制零件圖→編寫設(shè)計說明書 4 （七）設(shè)計原則 這次畢業(yè)設(shè)計的設(shè)計原則是：以任務(wù)書所要求的具體設(shè)計要求為根本設(shè)計目標，充分考慮機械手工作的環(huán)境和工藝流程的具體要求。功能原理先進，動作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟，滿足生產(chǎn)要求。 3 控制系統(tǒng)分類 在機械手的控制上，有點動控制和連續(xù)控制兩種方式。 （ 4）行走機構(gòu) 有的工業(yè)機械手帶有行走機構(gòu)，我國的正處于仿真階段。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)。因此在要求較大回轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條傳動或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。手腕有獨立的自由度。 1 執(zhí)行機構(gòu) （ 1） 手部 即直接與工件接觸的部分，一般是回轉(zhuǎn)型或平動型（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡單）。 （三）氣壓傳動的特點 氣壓傳動的優(yōu)點 ：以空氣為工作介質(zhì)，工作介質(zhì)獲得比較容易，用后的空氣排到大氣中，處理方便，與液壓傳動相比不必設(shè)置回收的油箱和管道；因空氣的粘度很?。s為液壓油動力粘度的萬分之一），其損失也很小，所以便于集中供氣、遠距離輸送。 輕工食品包裝業(yè)，其中包括各種半自動或全自動包裝生產(chǎn)線，例如：酒類、油類、煤氣罐裝，各種食品的包裝等。 （二）氣壓傳動技術(shù)的應(yīng)用 機械制造業(yè)，其中包括機械加工生產(chǎn)線上工件的裝夾及搬送，鑄造生產(chǎn)線上的造型、搗固、合箱等。 1 一 緒論 （一 ）氣 壓傳動技術(shù)的研究發(fā)展動向 隨著科學技術(shù)的不斷進步，目前氣壓技術(shù)正向著高壓、高速、大功率、高效、高度集成化的方向發(fā)展。在汽車制造中，汽車自動化生產(chǎn)線、車體部件自動搬運與固定、自動焊接等。 機器人，例如裝配機器人，噴漆機器人，搬運機器人以及爬墻、焊接機器人等。外泄漏不會像液壓傳動那樣嚴重污染環(huán)境；與液壓傳動相比，氣壓傳動動作迅速、反應(yīng)快、維護簡單、工作介質(zhì)清潔，不存在介質(zhì)變質(zhì)等問題；工作環(huán)境適應(yīng)性好，特別在易燃、易爆、多塵埃、強磁、輻射、振動等 惡劣工作環(huán)境中，比液壓、電子、電 2 氣控制優(yōu)越；成本低，過載能自動保護。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負壓式或真空式的空氣吸盤（主要用于吸冷的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤。有回轉(zhuǎn)運動、上下擺動 、左右擺動。 （ 3）臂部 手臂部件是機械手的重要握持部件。因此，一般來說臂部具有三個自由度才能滿足基本要求，即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降（或俯仰）運動。 驅(qū)動 機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分。大多數(shù)用插銷板進行點位控制，也有采用可編程序控制器控制、微型計算機控制，采用凸輪、磁盤磁帶、穿孔卡等記錄程序。 性能特點：機械手的動作循環(huán)（工件平放）：真空吸盤吸取工件 大臂上升 大臂回轉(zhuǎn) 手臂延伸 真空吸盤放下工件 手臂收縮 大臂反轉(zhuǎn) 大臂下降。在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上，盡可能的使結(jié)構(gòu)簡練，盡可能采用標準化、模塊化的通用元配件，以降低成本，同時提高可靠性。 定位方式 定位塊 控制方式 點位式、 PLC 控制 驅(qū)動方式 氣壓傳動系統(tǒng) 自由度數(shù) 3 6 圖 功能原理圖 真空吸盤工作原理： 真空的產(chǎn)生可以是由電動機、真空泵以及各種真空器件所組成的真空系統(tǒng)來提供，也可以由壓縮空氣通過真空發(fā)生器所產(chǎn)生的二次真空來提供。這樣的真空系統(tǒng)，尤其對于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。功能原理先進，動作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟，滿足生產(chǎn)要求。 （四）真空吸盤式氣動機械手方案設(shè)計 （ 1） 對于真空吸盤式氣動的機械手，其工件的運動只需較少的自由度就能完成。手部機構(gòu)形式多樣，但綜合其總體構(gòu)型，可分為：氣吸式、電磁式和鉗爪式 3種。因此方案確定機械手采用氣壓傳動方式， PLC控制，真空吸盤式手部結(jié)構(gòu)，圓柱坐標形式。前者需要配置獨力的真空系統(tǒng) ,而后者可以利用一般生產(chǎn)過程中已有的空氣壓縮系統(tǒng)。真空發(fā)生器的結(jié)構(gòu)及參數(shù)設(shè)計 ,可以根據(jù)需的真空度設(shè)計出所需的真空發(fā) 生器。在圖 ,除了要吸持住工件負載外 ,還應(yīng)該考慮吸盤移動時因工件的慣性力對吸力的影響。變形度根據(jù)吸盤的材質(zhì)，形狀，橡膠的硬度而有區(qū)別，因此，在計算得出吸盤直徑時需留出余量。 根據(jù)真空壓力，吸盤橡膠的厚度以及與吸附物的摩擦系數(shù)等不同，有效吸盤直徑也會有差異，一般情況可預(yù)估會縮小 10%。由于氣體的粘性，高速射流卷吸走負壓腔內(nèi)的氣體，使該腔形成很低的真空度，在真空口 A處接上真空吸盤，靠真空壓力和吸盤吸取物體。噴嘴直徑是選擇真空發(fā)生器的主要依據(jù)。實際使用時，建議真空度選為（ 63%95%） Pzmax。 真空換向閥設(shè)置在真空回路中，必須選擇能用在真空條件下的換向閥，真空換向閥要求不泄露，故選擇用截止式和導膜片式結(jié)構(gòu)比較理想，選擇 09270、 09550系列多種流體二位二通先導膜片式電磁閥，型號： 0927000，接管螺紋 1/4in,通徑 8mm,換向頻率大 于 。其控制要求為：按下啟動按鈕，檢測氣動機械手是否處于原位，如果不是，按下復位按鈕回到原位，如果是，則檢測氣動機械手處于何種工作狀態(tài)下，單步意味著每按下一次啟動按鈕，機械手執(zhí)行一步動作；單周期指執(zhí)行一次 動作循環(huán)，最后回到初始位置；周期循環(huán)是機械手重復不斷的執(zhí)行動作，直到按下復位或停止按鈕為止。并為了達到緩沖的目的，在滿足工作要求的前提下，設(shè)計盡量輕的零 部件。 自動生產(chǎn)線機械手的主要參數(shù) :吸持力 2kg；自由度數(shù)為 3；運動形式為圓柱坐標；手臂伸縮最大行程 300mm；手臂升降最大行程為 200mm；手臂回轉(zhuǎn)最大行程 180度，手臂升降速度為 150mm/s；大臂回轉(zhuǎn)角度范圍 090176。 16 2 手動控制系統(tǒng)圖 圖 機械手手動控制系統(tǒng)圖 上圖為本機械手在進行試運行和系統(tǒng)檢查以及手動控制完成所需動作而設(shè)計的手動控制系統(tǒng)，工作流程在上圖已經(jīng)清晰標明 。本機械手由手動和自動兩種運行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應(yīng)能根據(jù)所設(shè)置的運行方式自動進入，這就要求系統(tǒng)應(yīng)能自動設(shè)定與各個運行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)，其相應(yīng)的輸入設(shè)定按鈕在圖 已經(jīng)標定。 大臂下降 200mm。 大臂上升 PLC 指令控制電磁鐵 4DT 通電吸合。 手臂延伸 PLC 指令控制電磁鐵 1DT 通電吸合。 大臂回轉(zhuǎn) PLC 指令控制電磁鐵 7DT 通電吸合。 至此就完成整個機械手的循環(huán)運動，如果此時接到停止的指令，則 10DT 和 11DT同時通電，電磁鐵將電磁換向閥到上位，此時氣壓系統(tǒng)卸壓，同時上面的各個電磁鐵同時斷電回到默認位置，完成卸荷。 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機械手的工作性能。對于高速度運動的機械手，其最大移動速度設(shè)計在 1000～1500mm/s,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計在 180176。 手臂動作應(yīng)該靈活：為減少手臂運動之間的摩擦阻力，盡可能用滾動摩擦代替滑動摩擦。 （二）手臂的典型機構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 23 1 手臂的典型運動機構(gòu) 常見的手臂伸縮機構(gòu)有以下幾種： （ 1） 雙導桿手臂伸縮機構(gòu)。 2 手臂運動機構(gòu)的選擇 通過以上，綜合考慮，本設(shè)計選擇雙導桿伸縮機構(gòu)，使用氣壓驅(qū)動 ,氣壓缸選取雙作用氣壓缸。氣壓壓缸活塞的驅(qū)動力的計算。 0?? BM bG L aF?總 得 b GLF a? 總 0??YF baG F F??總 得 a LaFG a???? ????總 （ ） 39。 39。 ? ? ? ? ， 400N?總G ，L==,導向支撐 a設(shè)計為 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進行計算 156 ??????? ??????????? ‘總摩 ? 25 手臂慣性力的計算 本設(shè)計要求手臂平動是 min/15m?? ,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 ???? 不同的密封圈其