【正文】 和應(yīng)用范圍?！?30176。由于裝配中的一些工件比較重，而且有些裝配件的位置較高，還有有些裝配是重復(fù)性的動(dòng)作，如果由工人手動(dòng)裝配，不僅增加工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 改善裝配線機(jī)械手的工作性能，提高它工作的穩(wěn)定性和可靠性。 裝配線機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用自從1985年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)械手到現(xiàn)在已經(jīng)歷了三十幾年發(fā)展，由于機(jī)械手技術(shù)水平的不斷提高和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，裝配線機(jī)械手得到了完善，這使裝配線機(jī)械手的應(yīng)用越來越廣泛。 裝配線機(jī)械手所握持的裝配件在空間的位置是由臂部﹑腕部以至整機(jī)等各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)的合成來確定的。其中的工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，它的發(fā)展是由于其積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：它能部分地代替人工操作；能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動(dòng)條件，顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 裝配線機(jī)械手的定義及組成裝配線機(jī)械手一般可以理解為：在工業(yè)生產(chǎn)的裝配生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的一種能代替人完成裝配的﹑能自動(dòng)控制的﹑多功能的﹑多自由度的工業(yè)機(jī)器人。它的運(yùn)動(dòng)范圍是指機(jī)械手在平面或空間的運(yùn)動(dòng)圖形及其大小。裝配線機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人類的活動(dòng)，它能代替人類在危險(xiǎn)環(huán)境（有毒﹑高溫﹑高壓﹑放射性） 中完成裝配工作，減少了人類從事裝配的危險(xiǎn)性，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。 研究開發(fā)新型手部，例如開發(fā)新型微動(dòng)手部；開發(fā)類似人手指的手部等，以擴(kuò)大裝配線機(jī)械手的應(yīng)用范圍； 大力開發(fā)裝配線機(jī)械手仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)，采取計(jì)算機(jī)語言以“離線編程”方式進(jìn)行；采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)校核機(jī)械手在完成某個(gè)操作過程的可行性。此外工人長期從事裝配工作會(huì)容易產(chǎn)生疲勞，增加了生產(chǎn)的危險(xiǎn)性。30176。在本設(shè)計(jì)中用回轉(zhuǎn)油缸實(shí)現(xiàn)腕部的轉(zhuǎn)動(dòng)。通過這一章的介紹，為下一章各部分的具體設(shè)計(jì)計(jì)算打好了基礎(chǔ)。加緊力N=k1k2k3G取安全系數(shù)k1=取動(dòng)載系數(shù)k2=1+a/g=1+20/=式中： a為最大緩沖加速度，a=20m/,g為重力加速度g=取方位系數(shù)k3=sin45176。sin30176。小臂的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)為單作用油缸，并采用無縫鋼管導(dǎo)向，用鋼板作支撐板，這樣的結(jié)構(gòu)大大地提高了臂部的支撐剛度，也減輕了臂部的自重，而且空心的導(dǎo)向管還可以布置油路，這種結(jié)構(gòu)使臂部的整體結(jié)構(gòu)變得更簡(jiǎn)單緊湊。時(shí)，≈15176。在定片上由于螺釘?shù)倪B接作用，使被連接表面不能產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。4液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)由于液壓驅(qū)動(dòng)具有調(diào)速范圍較大、傳動(dòng)平穩(wěn)、液壓裝置具有防銹性和自潤滑作用等優(yōu)點(diǎn)，所以本設(shè)計(jì)裝配線機(jī)械手采用全液壓驅(qū)動(dòng)控制。5 PLC控制系統(tǒng) PLC的構(gòu)成及工作原理可編程邏輯控制器（PLC）又稱可編程控制器。例如：美國GE公司的GEIII系列，德州儀器公司的PM550，日本OMRON公司的C200H，德國西門子公司S5115U，美國AB公司的PLC5系列產(chǎn)品。 掃描過程PLC掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時(shí)間來衡量，單位ms/K。通過這次設(shè)計(jì)，我不僅綜合運(yùn)用了大學(xué)四年所學(xué)的基本理論知識(shí)，例如：機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓系統(tǒng)、工程制圖、材料力學(xué)、理論力學(xué)等課程，而且也做到了把從書本知識(shí)和實(shí)際問題結(jié)合起來考慮問題，大大提高了我在機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面分析和解決問題的能力，這對(duì)以后工作是很有幫助的。參 考 文 獻(xiàn)[1] 杜克林,1998,20(2):153160.[2] 石玉明,2007,26(5):9395.[3] 孫兵,趙斌,(PLC FA),2004(11):122124,106.[4] 劉善增 .,2004,17(7):3739,47[5] 趙碧，巴鵬，徐英鳳 .氣動(dòng)上下料機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與分析，沈陽理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2006，25(6)：58～60.[6] 周虹. 氣動(dòng)與PLC技術(shù)相結(jié)合在機(jī)械手設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 .煙臺(tái)職業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2004(3):38～39.[7] 張州，劉廣瑞,2004,17(3):25～27 [8] 張桂香,2005,21(19):81～82.[9] 孫兵，趙斌，施永康. 基于PLC的機(jī)械手混合驅(qū)動(dòng)控制，液壓與氣動(dòng). 2005, (3): 37～39[10] 羅天洪， ,重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào):自然科學(xué)版, 2009，28(6)：11261130[11] 陳文禮，姜海 .多自由度機(jī)械手“虛關(guān)節(jié)”設(shè)計(jì) ,機(jī)械工程師,2008(9)：42～44[12] 汪興科，郭新照 . 基于PLC控制機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)設(shè)計(jì)分析,裝備制造技術(shù),2008(8) ：73～74[13] Industrial Engineering,2000,38(4):467478[16] Nourredine Boubekri and Gopal Ramanujam. Design of grasping methodologies for rotational assembly ponents. International Journal of Flexible Manufacturing Systems,1995,7(4):373388致 謝在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，得到了老師和同學(xué)們的熱情幫助，他們?yōu)槲业脑O(shè)計(jì)提出了很多中肯的建議，幫助我解決很多技術(shù)上難題。在這次設(shè)計(jì)中存在的問題有：個(gè)別機(jī)構(gòu)布置不合理；沒有很好地考慮結(jié)構(gòu)工藝性；在成本上考慮欠妥等。例如：、60ms/K字?jǐn)?shù)字運(yùn)算程序； 比較快的為1ms/K字邏輯運(yùn)算程序，10ms/K字?jǐn)?shù)字運(yùn)算程序；。適合于設(shè)備自動(dòng)化控制、過程自動(dòng)化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)。它使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的程序指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種機(jī)電一體化，程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、耗電低，特別是易于、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。 調(diào)速方案的確定由于整個(gè)系統(tǒng)是壓力較小，所以采用簡(jiǎn)單的進(jìn)油路節(jié)流閥進(jìn)行調(diào)速。，由受力平衡條件有即 Q=式中： Q為每個(gè)螺釘?shù)念A(yù)緊力b為定片的寬度, b=50mmP為回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力,P=3MpaD為定片的外徑,D=180mmd為定片與軸配合處的直徑，d=90 mmZ為螺釘數(shù)目，這里取Z=4f為連接件間的摩擦系數(shù)，鋼與鋼間的摩擦系數(shù)f=帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得Q=螺釘強(qiáng)度校核由于連接處為M10螺釘，所以d=10帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得= []許=150Mpa所以此處連接螺釘滿足強(qiáng)度要求 鍵的校核由于轉(zhuǎn)軸直徑為70mm，選bh=2012的鍵，鍵長l=40mm鍵校核公式為：=式中： M為驅(qū)動(dòng)力矩d為轉(zhuǎn)軸直徑 b為鍵的寬度帶入數(shù)據(jù)計(jì)算得，= []許=60Mpa所以選擇的鍵滿足強(qiáng)度要求 定片受力簡(jiǎn)圖 大臂升降缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 大臂設(shè)計(jì)應(yīng)注意的問題 要有足夠的剛度和穩(wěn)定性。活塞桿既承受壓力又承受拉力，所以d/帶入數(shù)據(jù)，可求得D=，查活塞缸內(nèi)徑系列取50mm.所以d==50=25mm因?yàn)楣ぷ鲏毫^小，缸壁選用鑄鐵，壁厚取t=10mm 重要部分的校核 活塞桿的強(qiáng)度校核=== []許=170Mpa所以活塞桿的強(qiáng)度是足夠的. 活塞桿的穩(wěn)定性校核由于活塞桿的長度L=135 mm15d=1525=375 mm所以不需要對(duì)活塞桿進(jìn)行穩(wěn)定性校核 端蓋螺釘?shù)膹?qiáng)度校核當(dāng)缸筒與缸蓋采用法蘭連接時(shí)，要校核連接螺栓的強(qiáng)度。將腕部回轉(zhuǎn)油缸等效為一個(gè)內(nèi)徑為80mm，外徑為200mm，高度為250mm的圓筒，則其質(zhì)量=()7800=㎏導(dǎo)向桿的質(zhì)量為=2()7800=㎏活塞桿及其它附件估算約為=2㎏由前面計(jì)算知，手爪夾緊油缸和腕部轉(zhuǎn)動(dòng)件等效質(zhì)量為=㎏ 工件的質(zhì)量=5㎏所以參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量為=(++++)g =(++2++5)= 導(dǎo)向桿受力示意圖 計(jì)算得，所以 即 其中： 為參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量 L 為重心到導(dǎo)向支撐前端距離 a 為導(dǎo)向桿的長度,a=10mm 為當(dāng)量摩擦系數(shù)，這里取取，