【正文】 與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26． 校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 26 與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 2 第六章 機械手的 PLC 控制設(shè)計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 27 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 23 第七章 結(jié)論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 24 致謝． ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 29 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 30 專業(yè)相關(guān)的資料．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 31 3 摘 要 在設(shè)計機械手臂座的時候，用兩個電機提供動力。這樣，帶輪就以一定的速度不停的轉(zhuǎn)，以給臂關(guān)節(jié)通過同步齒型帶傳遞動力。這樣，上臂就停止在所要求的位置上了。手臂在極限位置自動停止，反向運行的條件完全是靠離合齒上的凸起部分與滑塊的接觸實現(xiàn)的。這里設(shè)計成中心軸不轉(zhuǎn)動。 關(guān)鍵詞 ：機械手臂；極限位置；嚙合； 4 第一章 前言 . 工業(yè)機械手概述 工業(yè)機器人由操作機 (機械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動系 統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。機器人應(yīng)用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆 、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。 .機械手的組成和分類 機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。而傳力機構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。 立柱 : 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降 (或俯仰 )運動均與立柱有密切的聯(lián)系。驅(qū)動滾輪運動則應(yīng)另外增設(shè)機械傳動裝置。控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機械擋塊定位 )系統(tǒng)組成。專用機械手 具有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和加工中心。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種 :簡易型以“開一關(guān)”式控制定位，只能是點位控制， 伺服型可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型 。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴格，成本高。 機械傳動機械手 即由機械傳動機構(gòu) (如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構(gòu)等 )驅(qū)動的機械手。 電力傳動機械手 即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。 8 第二章 機械手的設(shè)計方案 對氣動機械手的基本要求是能快速、準確地拾 放和搬運物件，這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。也可用于操作環(huán)境惡劣的生產(chǎn)場合。當(dāng)工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。當(dāng)機械手的動作流程改變時，只需改變 PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。該機械手最大移動速度設(shè)計為 sm/ 。機械手動作時有啟動、停止過程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因為平均速度與行程有關(guān)，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。該機械手的定位精度為 mm1? 。 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作，手指可分為一支點回轉(zhuǎn)型，二支點回轉(zhuǎn)型和移動型 (或稱直進型 )，其中以二支點回轉(zhuǎn)型為基本型式。移動型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。 (五 )考慮被抓取對象的要求 根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點 兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計成 V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示。 13 氣缸的直徑 本氣缸屬于單向作用氣缸。因此，手腕設(shè)計成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運 動的機構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。它的結(jié)構(gòu)緊湊，但回轉(zhuǎn)角度小于 ?360 ，并且要求嚴格的 密封。 偏M 參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量 (包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動片 )對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 ( cmN? )., 。 若工件中心與轉(zhuǎn)動軸線不重合，其轉(zhuǎn)動慣量 1J 為 : gGJJ c 11 ?? 21e 式中 : cJ 工件對過重心軸線的轉(zhuǎn)動慣量 )..( 2scmN : 1G 工件的重量 (N)。 手腕轉(zhuǎn)動件和工件的偏重對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩 M偏 ?偏M 11eG + 33eG ( cmN? ) 式中 : 3G 手腕轉(zhuǎn)動件的重量 (N)。 在機械手的手腕回轉(zhuǎn)運動中所采用的回轉(zhuǎn)缸是單葉片回轉(zhuǎn)氣缸，它的原理如圖 42所示，定片 1與缸體 2固連，動片 3與回轉(zhuǎn)軸 5固連。 氣壓驅(qū)動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動，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)計手臂結(jié)構(gòu)時， 20 應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。 手臂升降氣缸的尺寸設(shè)計與校核 尺寸設(shè)計 氣缸運行長度設(shè)計為 l =118mm,氣缸內(nèi)徑為 1D =110mm,半徑 R=55mm,氣缸運行速度，加速度時間 t? =,壓強 p=,則驅(qū)動力 ``20 . RpG ?? 26 ???? )(3799 N? 尺寸校核 1．測定手腕質(zhì)量為 80kg,則重力 mgG? )(8001080 N? ?? 1， 設(shè)計加速度 )/(5 sma? ，則慣性力 maG?1 )(400580 N? ?? 3. 考慮活塞等的摩擦力，設(shè)定一摩擦系數(shù) ?k ， ? )(40 N? ?? 21 ? 總受力 mq GGGG ??? 1 )(1240 40400800 N? ??? 0GGq ? 所以設(shè)計尺寸符合實際使用要求 ?？紤]到本機械手的輸入輸出點不多，工作流程較簡單，同時考慮到制造成本，因此在本次設(shè)計中選擇了 OMRON公司的 C28P型可編程序控制器。 第一階段是初始化處理。存放輸出狀態(tài)信息的存儲器叫輸出狀態(tài)暫存器。 在處理輸入信號階段， CPU對輸入狀態(tài)進行掃描，將獲得 的各個輸入端子的狀態(tài)信息送到 I/0狀態(tài)表中存放。在這個階段中，可編程序控制器對用戶程序進行依次掃描，并根據(jù)各 I/0狀態(tài)和有關(guān)指令進行運算和處理，最后將結(jié)果寫入 I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。然后， CPU又返回執(zhí)行下一個循環(huán)的掃描周期。 阻力損失和泄漏較小， 不會污染環(huán)境。可以根據(jù) 機械手的動作順序修改程序，使機械手的通用性更強。 在設(shè)計過程中，我查閱了大量的圖書資料以及網(wǎng)絡(luò)上的資料，包括機械零件、材料力學(xué)、液壓控制、幾何量公差與測量、機械制圖、機械手設(shè)計基礎(chǔ)等等，尤其是在從對各類設(shè)計手冊的查閱中，我的知識面得到 了很大的提高；通過對該課題的獨立設(shè)計，使我對機械知識有了一個更加深入的了解，對機械這門學(xué)科有了進一步的理解。在設(shè)計過程中，遇到不懂的地方，我也經(jīng)常與同事、同學(xué)進行討論，解決難題。 再次表示感謝！ 王學(xué)兵 20221029 28 專業(yè)相關(guān)的資料 數(shù)控車床主要用來對旋轉(zhuǎn)體零件進行車削、鏜削、鉆削、鉸削、攻絲等工序的加工。 立式數(shù)控車床用于回轉(zhuǎn)直徑較大的盤類零件車削加工。 (如圖 1所示 ) 經(jīng)濟型數(shù)控車床 (2)普通數(shù)控車床：根據(jù)車削加工要求在結(jié)構(gòu)上進行專門設(shè)計，配備通用數(shù)控系統(tǒng)而形成的數(shù)控車床。由于增加了 C軸和銑削動力頭，這種數(shù)控車床的加工功能大大增強，除可以進行一般車削外，還可以進行徑向和軸向銑削、曲面銑削、中心線不在零件回轉(zhuǎn)中心的孔和徑向孔的鉆削等加工。t charge you more than 35% of your pensation if you win the case. If you are thinking about signing up for a damagesbased agreement, you should make sure you39。s Premier League match at Chelsea on Sunday. I am going to be at the match tomorrow and I have asked to meet Yaya Toure, he told BBC Sport. For me it39。s actions. CSKA said they were surprised and disappointed by Toure39。總覺得 自己自己似乎應(yīng)該去做點什么，或者寫點什么。t really grow up, it seems is not so important。 Originally, this world, can produce a chemical reaction to an event, in addition to resolutely, have to do, and time. 原來，這個世界上，對某個事件能產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)的，除了非做不可的堅決， 還有，時間。也曾經(jīng)好像已經(jīng)下定了決心去做某件 事，但更多的時候是最后又打起了退堂鼓。 Those were broken into various shapes of stationery。突然想到那件藍格子襯衫；那些被折成各種各樣形狀的信紙；那段從街角深巷伊始的友誼；還有那場還沒有開始就宣告了終結(jié)的邂逅計劃 …… 那些年那些天的非做不可，終于和青春一樣，都將在我們的人生中謝幕。t. Baumgartner still will free fall at a speed that would cause you and me to pass out, and no parachute is guaranteed to work higher than 25,000 feet (7,620 meters). 32 cause there