基于plc控制的氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 的結(jié)構(gòu)組成 1— 組合防塵圈； — 前端蓋； 3— 軸用 YX密封圈； 4— 活塞桿； 5— 缸筒； 6— 活塞； 7— 孔用 YX密封圈； 8— 緩沖調(diào)節(jié)閥； 9— 后端蓋 4 （ 1）單作用氣缸 柱塞式氣缸：壓縮空氣只能使柱塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；借助外力或重力復(fù)位 活塞式氣缸 ：壓縮空氣只能使活塞向一個(gè)方向運(yùn)動(dòng)；借助外力或重力復(fù)位（或借助彈簧力復(fù)位；用于行程較小場(chǎng)合） 薄膜式氣缸：以膜片代替活塞的氣缸。 （ 2）雙作用氣缸 普通氣缸：利用壓縮空氣使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，活塞行程可根據(jù)實(shí)際需要選定，雙向作用的力和速度不同 雙活塞桿氣缸：壓縮空氣可使活塞向兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，且其速度和行程都相等 不可調(diào)緩 沖氣缸：設(shè)有緩沖裝置以使活塞臨近行程終點(diǎn)時(shí)減速，防止沖擊，緩沖效果不可調(diào)整 可調(diào)緩沖氣缸：緩沖裝置的減速和緩沖效果可根據(jù)需要調(diào)整 （ 3）特殊氣缸 差動(dòng)氣缸：氣缸活塞兩端有效面積差較大，利用壓力差原理使活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)，工作時(shí)活塞桿側(cè)始終通以壓縮空氣 雙活塞氣缸：兩個(gè)活塞同時(shí)向相反方向運(yùn)動(dòng) 多位氣缸：活塞桿沿行程長(zhǎng)度方向可在多個(gè)位置停留，圖示結(jié)構(gòu)有四個(gè)位置 串聯(lián)氣缸：在一根活塞桿上串聯(lián)多個(gè)活塞，可獲得和各活塞有效面積總和成正比的輸出力 沖擊氣缸：利用突然大量供氣和快速排氣相結(jié)合的方法得到活塞桿的快速?zèng)_擊運(yùn)動(dòng)，用于 切斷、沖孔、打入工件等 數(shù)字氣缸：將若干個(gè)活塞沿軸向依次裝在一起，每個(gè)活塞的行程由小到大，按幾何級(jí)數(shù)增加 回轉(zhuǎn)氣缸：進(jìn)排氣導(dǎo)管和導(dǎo)氣頭固定而氣缸本體可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。用于輸出力小，占地空間小，行程較長(zhǎng)的場(chǎng)合，缸筒可適當(dāng)彎曲 鋼索式氣缸：以鋼絲繩代替剛性活塞桿的一種氣缸，用于小直徑，特長(zhǎng)行程的場(chǎng)合 （ 4）組合氣缸 增壓氣缸：活塞桿面積不相等，根據(jù)力平衡原理 ，可由小活塞端輸出高壓氣體 氣 液增壓缸：液體是不可壓縮的，根據(jù)力的平衡原理，利用兩兩相連活塞面積的不等，壓縮空氣驅(qū)動(dòng)大活塞，小活塞便可輸出相應(yīng)比例的高壓液體 氣 液阻尼缸：利用液體不可壓縮的性能及液體流量易于控制的優(yōu)點(diǎn)，獲得活塞桿的穩(wěn) 5 速運(yùn)動(dòng) 升降氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核 (1) 活塞桿上輸出力和缸徑的計(jì)算 本課題中采用的是雙作用氣缸 ,單活塞桿雙作用氣缸是使用最為廣泛的一種普通氣缸 ,因其只在活塞一側(cè)有活塞桿 ,所以壓縮空氣作用在活塞兩側(cè)的有效面積不等 .活塞左行時(shí)活塞桿產(chǎn)生推力 1F ,活塞右行時(shí)產(chǎn)生拉力 2F 。 活塞桿直徑 (m)。且工作頻率高 ,其載荷率一般取 ,速度高時(shí)取小值 ,速度低時(shí)取大值 .若氣缸動(dòng)態(tài)參數(shù)要求一般 ,且工作頻率低 ,基本是勻速運(yùn)動(dòng) ,其載荷率可取 。估定活塞桿直徑可按 計(jì)算（必要時(shí)也可取 ）。 ② 按縱向彎曲極限力計(jì)算 氣缸承受軸向壓力以后，會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲，當(dāng)縱向力達(dá)到極限力 以后，活塞桿會(huì)產(chǎn)生永久性彎曲變形，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 表 活塞桿計(jì)算長(zhǎng)度 L及系數(shù) n n 安裝方式 9 (3)缸筒壁厚的計(jì)算 缸筒直接承受壓力，需有一定的厚度。 （三） 回轉(zhuǎn)氣缸的 尺寸設(shè)計(jì) 與校核 工件的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量計(jì)算 當(dāng)工件為Φ 20時(shí)，6220 . 5 1 0 0 . 5 27 8 0 0 9 . 8 7 8 0 0 9 . 8 2 0mL m mR?? ?? ? ?? ? ? ? R=10＞ 8L J的計(jì)算取 R＞ 8L 情況下的公式，查表 35可知，按圓柱體計(jì)算： 2 2 2 2 5 22 0 ) 0 . 5( 3 ) [ ( 0 . 0 0 5 2 ) 3 ( 0 . 0 1 ) ] 1 . 3 6 1 01 2 1 2mJ l R k g m? ?? ? ? ? ? ? ? ?工 件 ( 當(dāng)工件為Φ 5時(shí)，3220 . 5 1 0 8 . 3 27 8 0 0 9 . 8 7 8 0 0 9 . 8 (0 . 0 0 5 )mL m mR?? ?? ? ?? ? ? ? J的計(jì)算取 R=10＞ 8L 情況下的公式，查表 35可知，按圓柱體計(jì)算： 11 2 2 2 2 5 25) 0 . 5( 3 ) [ (0 . 0 0 8 3 ) 3 (0 . 0 0 5 ) ] 0 . 6 1 01 2 1 2mJ l R k g m? ?? ? ? ? ? ? ? ?工 件 ( 因?yàn)椋?J工件（ф 20）＞ J工件（ф 5）， 所以， J工件取 J工件（ф 20） = 10 kgm?? 計(jì)算。 三 、 機(jī)械手的 PLC控制設(shè)計(jì) （一） 可編程序控制器的選擇及工作過(guò)程 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(mén)子公司的 SIMATIC N5系列 PC、日本 OMRON(立石 )公司的 C型、 P型 PC等。具體的工作過(guò)程可分為 4個(gè)階段。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 。 第二階段是處理輸入信號(hào)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。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。 工作環(huán)境適應(yīng)性好，不會(huì)因環(huán)境變化影響傳動(dòng)及控制性能。 （四） 機(jī)械手采用 PLC控制，具有可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點(diǎn)，無(wú)論是進(jìn) 行時(shí)間控制還是行程控制或混合控制，都可通過(guò)設(shè)定 PLC程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。在此向各位老師表示深深的感謝和崇高的敬意。
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