【正文】 作機(jī)的控制系統(tǒng)硬件己基本掌握，部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件被我國(guó)生產(chǎn)出來，汽車行業(yè)中的焊裝線上弧焊機(jī)器人已經(jīng)廣泛應(yīng)用。(4) 機(jī)械手中的傳感器減小，減小整體的空間體積，新增加視覺傳感器和壓力傳感器等。 工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)(1) 工業(yè)機(jī)械手性價(jià)比提高，也在向便于操作和批量維修中發(fā)展。工人每天8小時(shí)完成100套的組裝工作，用機(jī)械手來完成只需要4個(gè)小時(shí)，大大的提高了生產(chǎn)效率，在搬運(yùn)重物的時(shí)候，人手是很難搬運(yùn)上百斤以上的東西，而機(jī)械手輕松的就可以搬動(dòng)上千斤的重物。與自動(dòng)化控制系統(tǒng)相結(jié)合。第二代機(jī)械手它具有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，可以具有相當(dāng)于人眼睛，耳朵，手，思維等能力。于1979年，日本生產(chǎn)的機(jī)械手之類的產(chǎn)品在全球比例占最多。工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快的國(guó)家是日本。機(jī)械手最早研制的國(guó)家是美國(guó)。機(jī)械手在我國(guó)最近二十年的發(fā)展也很快。例如：在高溫的環(huán)境下，你可以設(shè)計(jì)一個(gè)機(jī)械手來幫忙，在粉塵多的環(huán)境下，也可以用機(jī)械手來幫忙等等惡劣環(huán)境下，都可以用機(jī)械手來完成任務(wù)，所以機(jī)械手應(yīng)用十分廣泛。 隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在的機(jī)械手可以用自動(dòng)化程序來控制實(shí)現(xiàn)指定的運(yùn)動(dòng)，并且可以重復(fù)不斷的工作。他們研究機(jī)械手主要是提高機(jī)械手的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，同時(shí)降低制造成本。日本就開始大力研究機(jī)械手。按照機(jī)械手的經(jīng)歷來分，第一代機(jī)械手精度低，成本高，而且需要人工來操作。第三代機(jī)械手也稱為機(jī)器人，它完全可以相當(dāng)于人，可以獨(dú)立完成一些簡(jiǎn)單的工作任務(wù)。跟著工業(yè)中的自動(dòng)化程度提高，機(jī)械手也越來越多，工人的工作都可以用機(jī)械手來完成。接下來具體說明在工業(yè)方面機(jī)械手實(shí)際應(yīng)用的能力。(3) 機(jī)械手的網(wǎng)絡(luò)化，提高器件集成度，并且將在這種控制柜中運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)化結(jié)構(gòu)，減小電器控制柜的空間大小。例如“索杰納”機(jī)器人。因此我國(guó)工業(yè)機(jī)械手行業(yè)暫時(shí)還不成熟，我們需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行全面規(guī)劃，但是機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)用方面與國(guó)外先進(jìn)水平差距明顯，還需要我國(guó)在原有基礎(chǔ)上繼續(xù)攻關(guān)，希望在“十五”后期能夠立位于世界先進(jìn)行列。本論文采用圓柱坐標(biāo)型，因?yàn)閳A柱坐標(biāo)型機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，機(jī)械手的定位精度高。 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)圖（3） 機(jī)械手功能原理圖 機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)分析機(jī)械手的動(dòng)作循環(huán)：大臂下降700mm—夾緊工件—手腕回轉(zhuǎn)90176。—大臂下降700mm。/s本機(jī)械手要在45s時(shí)間內(nèi)完成上述工作循環(huán)圖中的一次循環(huán)。當(dāng)t=19s時(shí)，大臂開始做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，回轉(zhuǎn)90176。回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，用時(shí)2s。(3) 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高。(3) 平面平移型。通過綜合考慮，選擇夾持式回轉(zhuǎn)型手抓結(jié)構(gòu)和滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)。——手指滑槽方向與回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)?？梢园凑障率剿? 可近似其中為重力方向的最大上升加速度；——運(yùn)載時(shí)工件最大上升速度——系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間，——方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件位置不同進(jìn)行選擇。機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機(jī)械手的定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件來決定），而且也與機(jī)械手夾持誤差大小有關(guān)[4]。 手指夾緊液壓缸的尺寸參數(shù)的確定；下面要確定液壓缸的長(zhǎng)度L。4 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 腕部設(shè)計(jì)的基本要求（1）力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 腕部處在手臂的最前面。（3） 必須考慮工作條件 本論文的機(jī)械手的工作條件是在工作場(chǎng)合中搬運(yùn)加工的物料，沒在其他的惡劣環(huán)境中工作，所以腕部的設(shè)計(jì)不用考慮太多的工作條件。夾取棒料 D=80mm L=100mm M=（1）當(dāng)手部回轉(zhuǎn)時(shí)，高為220mm，直徑120mm，其重力估算G= （2）擦力矩。為了和系統(tǒng)液壓泵的匹配及冗余設(shè)計(jì)，選擇2Mpa。(4) 注意簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。/s。(4) 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)緩沖裝置。 手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)(1)雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。 本論文用雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu) 手臂驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算(1) 首先確定有關(guān)機(jī)構(gòu)的主要尺寸(2) 再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)(3) 通過反復(fù)計(jì)算，繪出最終的結(jié)構(gòu)液壓缸活塞的驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算公式為：(51) 手臂摩擦力的分析與計(jì)算分析：摩擦力的計(jì)算 。對(duì)于圓柱面：——摩擦系數(shù)，對(duì)于靜摩擦且無潤(rùn)滑時(shí)：鋼對(duì)青銅：取鋼對(duì)鑄鐵：取計(jì)算：導(dǎo)向桿的材料選擇鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵 ，L==,將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進(jìn)行計(jì)算 手臂慣性力的計(jì)算本設(shè)計(jì)的手臂移動(dòng)速度是100mm/s啟動(dòng)時(shí)間，啟動(dòng)速度V=V=(53) 密封裝置的摩擦阻力密封裝置的摩擦阻力因?yàn)槊芊馊Φ貌煌煌?，本論文采用O型密封圈，需要滿足以下兩個(gè)條件：(1) 液壓缸工作壓力小于10Mpa(2) 密封處的總摩擦阻力可為：。因?yàn)楦淄驳拈L(zhǎng)度不超過內(nèi)徑的20倍，L=500++D++C=668mm液壓缸為平行缸底，所以其中 h為缸底厚度；為液壓缸內(nèi)徑；為實(shí)驗(yàn)壓力；為缸底材料的許用應(yīng)力，取。（3）可實(shí)現(xiàn)大范圍的無級(jí)調(diào)速。（7）容易實(shí)現(xiàn)機(jī)器的自動(dòng)化。（4）得不到嚴(yán)格的傳動(dòng)比。 機(jī)械手液壓系統(tǒng)的分析與計(jì)算按工作介質(zhì)是油還是水，可以將液壓機(jī)分為油壓機(jī)和水壓機(jī)兩種。大臂下降700mm。m) 作用在動(dòng)片上的外載荷力矩 M ： M = M工 +M封 + M慣 + M回 其中 M工 為工作阻力矩M封 密封裝置處的摩擦阻力矩M慣 參與回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的零部件，在啟動(dòng)時(shí)的慣性力矩M回 回轉(zhuǎn)油缸回油腔的背反力矩 M = +++= (N液壓油通過泵3流進(jìn)單向閥5，然后液壓油進(jìn)入到三位四通電磁閥的左位（從左到右第二個(gè)），調(diào)速閥由液壓油進(jìn)入節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成，液壓油直接流向大臂升降液壓缸的上腔，液壓油推動(dòng)手臂做下降運(yùn)動(dòng)。大臂上升 電磁鐵4DT收到PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的指令后通電吸合。手臂延伸 電磁鐵1DT收到PLC控制系統(tǒng)發(fā)出的指令后通電吸合。液壓油通過泵3流進(jìn)單向閥5，然后液壓油進(jìn)入到三位四通電磁閥左位（從左到右第三個(gè)），最后流向伸縮液壓缸，進(jìn)行手臂收縮運(yùn)動(dòng)。液壓油通過泵3流進(jìn)單向閥5，然后液壓油進(jìn)入到三位四通電磁閥左位（從左到右第一個(gè)），調(diào)速閥由液壓油進(jìn)入節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成，最后流向回轉(zhuǎn)液壓缸，進(jìn)行大臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。其應(yīng)用可分為以下幾個(gè)方面。(3) 編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便(4) 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣 例如：PLC不僅可以控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，而且還可以控制復(fù)雜系統(tǒng)。它具有很高的性能、串行通訊功能以及緊湊的尺寸，最重要的是性價(jià)比非常高，對(duì)于工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)降低了成本。上升到上限位時(shí)T453接通，T454閉合，大臂回轉(zhuǎn)，T454接通，手臂延伸到右限位時(shí)，T455接通，手腕翻轉(zhuǎn)，Y439接通，手臂收縮，T550接通，T552閉合，卸荷，一個(gè)工作循環(huán)完成。 機(jī)械手自動(dòng)方式狀態(tài)圖，其中S2是自動(dòng)方式的初始狀態(tài)。在本設(shè)計(jì)中，我又再一次的熟悉了課本，結(jié)合自己在工廠里面實(shí)習(xí)的內(nèi)容，加深了我對(duì)理論知識(shí)的理解，為以后的工作學(xué)習(xí)打下了一定得基礎(chǔ)。4 討論了論文所設(shè)計(jì)的機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)的概述及機(jī)械手的自動(dòng)控制程序，自動(dòng)控制系統(tǒng)圖，手動(dòng)控制系統(tǒng)圖等。本次設(shè)計(jì)論文從選題到完成，每一步都是在王老師的悉心指導(dǎo)下完成的，傾注了老師大量的心血，他在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間來審查、修改我的論文，如果沒有他的幫助我的設(shè)計(jì)論文是如何也完成不了的，在此我要對(duì)我的指導(dǎo)老師王俊飛老師表示真摯的感謝，自始自終得到了王老師的精心指導(dǎo)和親切關(guān)懷，王老師的嚴(yán)于律己和寬以待人的做人風(fēng)范是我終身學(xué)習(xí)的榜樣。 44