【正文】 d的 15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： ? ?24Fd????? （ ） 設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為 45 剛，故 ??? 100 120Mpa? ，活塞直徑 d=20mm,現(xiàn)在進(jìn)行校核。 所以： L=500++D++C=668mm 氣壓缸缸底厚度計(jì)算，本氣壓缸選用平行缸底，且缸底無氣孔時(shí) ? ??? ypDh ?，其中 h 為缸底厚度； D? 為氣壓缸內(nèi)徑； yp 為實(shí)驗(yàn)壓力； ??? 為缸底材料的許用應(yīng)力，氣壓缸選用缸體材料為 45 號(hào)鋼， ? ? MPa100?? 。機(jī)身重量不大， 選取輸入功率為 ，轉(zhuǎn)速為 12r/min。這是我們都希望看到的也正是我們進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的所在。液壓與氣壓傳動(dòng)，武漢：華中科技大學(xué)出版社 [4] 李愛華等 主編。機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)。 工業(yè)機(jī)器人常用手部典型結(jié)構(gòu)分析 [J]. 機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用 ,2021(2). [19] 氣動(dòng)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展前 景 . [20] 王雄耀 。 機(jī)械手理論及應(yīng)用 [M].中國(guó)鐵道出版社， 1985. [15] 蔡春源主編 ?；Q性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [8] 趙程、楊建民主編。 由于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)水平、時(shí)間的局限，設(shè)計(jì)難免有不到之處。 （ 5）設(shè)計(jì)計(jì)算 3322 2 . 4 1 2 4 . 0 9 1 0 0 . 8 8 0 . 0 1 6 4 2 2 . 2 9 71 2 0 1 . 6 7? ? ? ? ? ? ??? 對(duì)比計(jì)算結(jié)果，由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù) nm 大于由齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)，去 nm =，已可滿足彎曲強(qiáng)度。齒輪傳動(dòng)用來傳遞任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，其圓周速度可達(dá)到 300m/s，傳遞功率可達(dá) 105KW，齒輪直徑可從不到 1mm 到 150m以上，是現(xiàn)代機(jī)械中應(yīng)用最廣的一種機(jī)械傳動(dòng)。A 為活塞桿導(dǎo)向長(zhǎng)度，取 ()D。 ????????? ?? ? —— 摩擦系數(shù)，對(duì)于靜摩擦且無潤(rùn)滑時(shí)： 鋼對(duì)青銅：取 u=～ 鋼對(duì)鑄鐵：取 u=～ 計(jì)算： 導(dǎo)向桿的材料選擇 鋼，導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵 39。 24 由于導(dǎo)向桿對(duì)稱配置，兩導(dǎo)向桿受力均衡，可按一個(gè)導(dǎo)向桿計(jì)算。 （ 4） 活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的辦法，因此，機(jī)械手臂部要 盡可能的輕。手臂的各種運(yùn)動(dòng)通常用驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和各種傳動(dòng)機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)，從臂部的受力情況分析，它在工作中即直接承受腕部、手部、和工件的靜、動(dòng)載荷，而且自身運(yùn)動(dòng)較多。氣體經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第二個(gè)三位四通電磁閥左位，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂升降氣壓缸的上腔，從而推動(dòng)機(jī)械手做下降運(yùn)動(dòng)。泵 3供油經(jīng)單向閥 5，流經(jīng)圖 所示從左到右第一個(gè)三位四通電磁閥左位，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)氣壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手大臂做左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。 手臂延伸 300mm放下工件 手臂收縮 300mm大臂反轉(zhuǎn) 180176。 14 （二）機(jī)械手電氣控制程序 表 步序號(hào) 指令 數(shù)據(jù) 步序號(hào) 指令 數(shù)據(jù) 步序號(hào) 指令 數(shù)據(jù) 1 LD X400 17 AND T453 2 ANI X401 18 ANI T454 31 OUT Y439 3 ANI T450 19 OUT Y435 32 OUT T550 4 OUT Y430 20 OUT T454 K2 5 OUT T450 33 AND T550 K2 21 AND T454 34 ANI T551 6 AND T450 22 ANI T455 35 OUT Y530 7 ANI T451 23 OUT Y436 36 OUT T551 8 OUT Y432 24 OUT T455 9 OUT T451 K2 37 AND X500 25 AND T455 38 ANI T552 10 AND T451 26 ANI T456 39 OUT Y531 11 ANI T452 27 OUT Y437 40 OUT Y532 13 OUT Y433 28 OUT T456 41 OUT T552 14 OUT T452 K3 27 AND T456 15 OUT Y434 28 ANI T457 16 OUT T453 29 OUT Y438 K2 30 OUT T457 15 （三）機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)圖 1 自動(dòng)控制系統(tǒng)圖 圖 機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)圖 上圖為機(jī)械手自控控制系統(tǒng)圖，他的指令采用 FX1S的專用 PLC控制器控制，他的工作順序是按照上圖中大臂下降開始直至最后一次大臂回轉(zhuǎn)為完成一個(gè)完整的工作周期，每個(gè)工作段所用的時(shí)間在上圖均已標(biāo)明，從系統(tǒng)啟動(dòng)到結(jié)束程序，除非系統(tǒng)受到X500停車指令，否則系統(tǒng)均通過各個(gè)時(shí)間控制器來完成精確的控制。 機(jī)械手的定位系統(tǒng)采取定位塊定位，在設(shè)定位置裝置定位塊。 供給閥設(shè)置在壓力管路中，選擇一般的換 向閥 AB3 AB41 系列多流體二位二通直動(dòng)截止電磁換向閥，型號(hào)： AB31016，公稱通徑 5mm， AB 接管螺紋 ZG1/8，有效截面面積 ,有效截面面積大于真空發(fā)生器噴嘴兒面積的 4倍，供氣口得連接管內(nèi)徑大于噴嘴直徑的 4倍，減少供給回路的壓力損失。同意噴嘴直徑， 其耗氣量隨供氣壓力的增加而增加，如圖 。縮小后的面積即稱為有效吸附面積，此時(shí)的吸盤直徑即稱為有效吸盤直徑。如圖 。而吸持力靠真空系統(tǒng)維持 ,真空的產(chǎn)生可以是由電動(dòng)機(jī)、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。 （ 3） 本機(jī)械手的執(zhí)行系統(tǒng)是手部機(jī)構(gòu)。 （三）真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手工藝方案 設(shè)計(jì)一套真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手，它采用圓柱坐標(biāo)型的運(yùn)動(dòng)形式，氣壓傳動(dòng)，PLC 系統(tǒng)控制。功能原理先進(jìn)，動(dòng)作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟(jì)，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(dòng)機(jī)械手工作原理分析 真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手功能原理如圖 所示 吸盤吸持力 2kg 運(yùn)動(dòng)形式 圓柱坐標(biāo) 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。功能原理先進(jìn)，動(dòng)作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟(jì)，滿足生產(chǎn)要求。 （ 4）行走機(jī)構(gòu) 有的工業(yè)機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu)，我國(guó)的正處于仿真階段。因此在要求較大回轉(zhuǎn)角的情況下，采用齒條傳動(dòng)或鏈輪以及輪系結(jié)構(gòu)。 1 執(zhí)行機(jī)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(dòng)型（多為回轉(zhuǎn)型，因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單）。 輕工食品包裝業(yè)，其中包括各種半自動(dòng)或全自動(dòng)包裝生產(chǎn)線，例如：酒類、油類、煤氣罐裝，各種食品的包裝等。 1 一 緒論 （一 ）氣 壓傳動(dòng)技術(shù)的研究發(fā)展動(dòng)向 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)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。 機(jī)器人，例如裝配機(jī)器人，噴漆機(jī)器人，搬運(yùn)機(jī)器人以及爬墻、焊接機(jī)器人等。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(fù)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。 （ 3）臂部 手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。 驅(qū)動(dòng) 機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。 性能特點(diǎn)：機(jī)械手的動(dòng)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。 定位方式 定位塊 控制方式 點(diǎn)位式、 PLC 控制 驅(qū)動(dòng)方式 氣壓傳動(dòng)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(dòng)機(jī)、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。功能原理先進(jìn)，動(dòng)作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟(jì)，滿足生產(chǎn)要求。手部機(jī)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。前者需要配置獨(dú)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)。在圖 ,除了要吸持住工件負(fù)載外 ,還應(yīng)該考慮吸盤移動(dòng)時(shí)因工件的慣性力對(duì)吸力的影響。 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(huì)有差異，一般情況可預(yù)估會(huì)縮小 10%。噴嘴直徑是選擇真空發(fā)生器的主要依據(jù)。 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(dǎo)膜片式結(jié)構(gòu)比較理想，選擇 09270、