【正文】 畢業(yè)設計（論文、作業(yè)） 畢業(yè)設計（論文、作業(yè)）題目： 基于 PLC 控制的氣動機械手的設計 分校（站 、 點）： 年級 、 專業(yè)： 教育層次： 學生姓名： 學 號： 指導教師： 完成日期： 目 錄 摘要 3 三、 機械手的 PLC控制 設計 13 四、 結(jié)論 14 致謝 明確工件的結(jié)構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結(jié)構及運行控制的要求 。 （三） 機械手的手臂結(jié)構方案設計 按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和降 (或俯仰 )運動。而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉(zhuǎn)的速度。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。其傳力結(jié)構形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。手指的開閉角應保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑 的工件考慮。 圖 31普通氣缸的結(jié)構組成 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方向運動；借助外力或重力復位 活塞式氣缸 ：壓縮空氣只能使活塞向一個方向運動；借助外力或重力復位（或借助彈簧力復位；用于行程較小場合） 薄膜式氣缸：以膜片代替活塞的氣缸。用于輸出力小，占地空間小，行程較長的場合，缸筒可適當彎曲 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，特長行程的場合 （ 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)動大活塞，小活塞便可輸出相應比例的高壓液體 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，獲得活塞桿的穩(wěn) 5 速運動 升降氣缸的尺寸設計與校核 (1) 活塞桿上輸出力和缸徑的計算 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 .活塞左行時活塞桿產(chǎn)生推力 1F ,活塞右行時產(chǎn)生拉力 2F 。且工作頻率高 ,其載荷率一般取 ,速度高時取小值 ,速度低時取大值 .若氣缸動態(tài)參數(shù)要求一般 ,且工作頻率低 ,基本是勻速運動 ,其載荷率可取 。 ② 按縱向彎曲極限力計算 氣缸承受軸向壓力以后，會產(chǎn)生軸向彎曲，當縱向力達到極限力 以后，活塞桿會產(chǎn)生永久性彎曲變形，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。 （三） 回轉(zhuǎn)氣缸的 尺寸設計 與校核 工件的轉(zhuǎn)動慣量計算 當工件為Φ 20時，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的計算取 R＞ 8L 情況下的公式，查表 35可知，按圓柱體計算： 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 ( 當工件為Φ 5時，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的計算取 R=10＞ 8L 情況下的公式，查表 35可知，按圓柱體計算： 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 ( 因為， J工件（ф 20）＞ J工件（ф 5）， 所以， J工件取 J工件（ф 20） = 10 kgm?? 計算。具體的工作過程可分為 4個階段。 第二階段是處理輸入信號階段。此時將輸入信號從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動輸出繼電器線圈，控制被控設備進行各種相應的動作。 （四） 機械手采用 PLC控制，具有可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點，無論是進 行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設定 PLC程序來實現(xiàn)。