【正文】 可很容易地整體拆卸。 作業(yè)流程機械手工作流程如圖 41 所示： 從原點開始，按下啟動鍵，且有上下料命令，則水平液壓缸開始前伸并進行伺服定位，前伸到位后，停止前伸；→ 下降電磁閥通電，同時手爪柱塞缸電磁閥也通電，機械手下降，同時張開手爪，下降到位后碰到下限行程開關，下降電磁閥斷電，下降停止，同時手爪夾緊，抓住工件；→ 上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC 開始輸出高速脈沖，驅動機械手逆時針轉動，當轉過 90 度到位后，PLC 停止輸出脈沖，機械手停止轉動；→ 接著下降電磁閥通電，機械手下降，下降到位后，碰到下限行程開關，下降電磁閥斷電，下降停止，機械手到達卡盤中心高度；→ 機械手開始水平定位后縮，將工件裝入機床卡盤；→ 當工件裝入到位后，卡盤收緊；→ 機械手松開手爪，準備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC 啟動高速脈沖驅動機械手作順時針轉動，當轉過 90 度到位后，PLC 停止輸出脈沖，機械手停止轉動，機械手回到原點待命；→ 機床進行加工。在工作中若按下停止按鈕，機械手將繼續(xù)完成一個周期動作后，回到原點位置。這里同樣采用了導向桿機構，圍繞垂直升降缸設置四根導桿，較好的解決了這一問題。經(jīng)過仔細分析，綜合考慮各方面的因素，初步確定各液壓缸的基本參數(shù)如下； 因為伸縮缸的作用主要是實現(xiàn)直線運動，在其軸向上并不承受顯性的工作載荷（因為手爪夾持工件，受力方向為垂直方向），軸向主要是克服摩擦力矩，其所受的載荷主要是徑向載荷，載荷性質為彎矩，使其產(chǎn)生彎曲變形。 考慮到手爪的工作要求輕緩抓取、迅速松開，系統(tǒng)采用了節(jié)流效果不等的兩個單向節(jié)流閥。油液的凈化裝置是液壓源中不可缺的元件。速度控制通過改變液壓執(zhí)行元件輸入或輸出的流量或者利用密封空間的容積變化來實現(xiàn)。 因為腰部回轉運動只存在摩擦力矩，在回轉圓周方向上不存在其他的轉矩，則在回轉軸上有； 電機型號的選擇根據(jù)以上計算結果，并綜合考慮各方面因素，決定選擇北京和利時電機技術有限公司（原北京四通電機公司）的步進電機，具體型號為：110BYG550BSAKRMA0301 或 110BYG550BSAKRMT0301 或 110BYG550BBAKRMT0301，該步進電機高轉矩，低振動，綜合性能很好，各項參數(shù)如表 32?；钊狡胶庀到y(tǒng)分為兩種，一是液壓平衡系統(tǒng)，二是氣動平衡系統(tǒng)。由于手臂采用液壓缸，故用液壓驅動。具有動力大、力（或力矩）與慣量比大、快速響應高、易于實現(xiàn)直接驅動、精度高等特點。其特點是傳動比準確、傳動效率高（可達 98%）、節(jié)能效果好；能吸振、噪聲低、不需要潤滑；傳動平穩(wěn)，能高速傳動（可達 40m/s）、傳動比可達 10，結構緊湊、維護方便等優(yōu)點，故在機械手中使用很多。齒輪傳動部件是轉矩、轉速和轉向的變換器，用于伺服系統(tǒng)的齒輪減速器是一個力矩變換器。５、適當?shù)淖枘岜?。因為電動方式控制的精度高，結構緊湊，不用額外設計液壓系統(tǒng)及其輔助元件。２、腰部結構要便于安裝、調整。由于液壓系統(tǒng)能提供很大的驅動力，因此驅動力和結構的強度都較容易實現(xiàn)，其關鍵在于機械手運動的穩(wěn)定性和剛度的設計。具體的手腕（手臂手爪聯(lián)結梁）結構見圖 24。一般情況下，自由度數(shù)目愈多，腕部的靈活性愈高，對對作業(yè)的適應能力也愈強。采用平行四邊形機構，因此不需要導軌就可以保證手爪的兩手指保持平行運動，且比帶有導軌的平行移動手爪的摩擦力要小得多。但是，這種驅動方式不能用于有防爆要求的條件下，因為電機有可能產(chǎn)生火花和發(fā)熱。 驅動方式一般工業(yè)機械手手爪，多為雙指手爪。搬運用手爪是指各種夾持裝置，用來抓取或吸附被搬運的物體；加工用手爪是帶有噴槍、焊槍、砂輪、銑刀等加工工具的機械手附加裝置，用來進行相應的加工作業(yè)；測量用手爪是裝有測量頭或傳感器的附加裝置，用來進行測量及檢驗作業(yè)。其工作空間是一個類球形的空間。各結構形式及其相應的特點，分別介紹如下：直角坐標機械手的空間運動是用三個相互垂直的直線運動來實現(xiàn)的，如圖。為了提高工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應現(xiàn)代機械行業(yè)自動化生產(chǎn)的要求,針對具體生產(chǎn)工藝,結合機床的實際結構，利用機械手技術，設計用一臺上下料機械手代替人工工作，以提高勞動生產(chǎn)率。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動化的要求，因此，必須利用先進設備生產(chǎn)自動化機械以取代人的勞動，滿足工業(yè)自動化的需求。重點針對機械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分機械結構以及機械手控制系統(tǒng)（傳動系統(tǒng)、驅動系統(tǒng)）進行了詳細的設計。設計達到了預期目標。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS 和柔性制造單元 FMC中一個重要組成部分。二．工業(yè)機械手控制系統(tǒng)向基于 PC 機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡化；器件集成度提高，結構小巧，且采用模塊化結構；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性，而且維修方便。直角坐標機械手有懸臂式，龍門式，天車式三種結構。相對機械手本體尺寸，其工作空間比較大，動作靈活，結構緊湊，占地面積小。２、機械手手爪的萬能性與專用性是矛盾的。由于氣動驅動系統(tǒng)價格較低，所以氣動夾持器在工業(yè)中應用較為普遍。當活塞向前運動時，滑槽通過銷子推動手爪合并，產(chǎn)生夾緊動作和夾緊力，當活塞向后運動時，手爪松開。手指的最小開度由加工工件的直徑來調定。３、為實現(xiàn)腕部的通用性，要求有標準的連接法蘭，以便于和不同的機械手手爪進行連接。３、應盡可能使機械手手臂各關節(jié)軸相互平行；相互垂直的軸應盡可能相交于一點，這樣可以使機械手運動學正逆運算簡化，有利于機械手的控制。因此，在設計時另外增設了導桿機構，小臂增設了兩個導桿，與活塞桿一起構成等邊三角形的截面形式，盡量增加其剛度；大臂增設了四個導桿，成正四邊形布置，為減小質量，各個導桿均采用空心結構。３、腰部的回轉運動要有相應的驅動裝置，它包括驅動器及減速器。腰座具體結構如圖 25 所示： 機械手的機械傳動機構設計 傳動機構設計應注意的問題由于傳動部件直接影響著機械手的精度、穩(wěn)定性和快速響應能力，因此，在設計機械手的傳動機構時要注意以下問題：１、機械手的傳動機構要力求結構緊湊，重量輕，體積小，以提高機械手的運動速度及控制精度。故應采取合適的阻尼比。為使系統(tǒng)穩(wěn)定，不產(chǎn)生傳動死區(qū)，要盡量采用齒側間隙小，精度高的齒輪，并采用調整齒側間隙的方法來消除或減小嚙合間隙，從而提高傳動精度和系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低成本。為了保證比較高的精度，盡量減小因齒輪傳動造成的誤差；同時大大增大扭矩，以較大的降低電機轉速，使機械手的運動平穩(wěn)，動態(tài)性能好。適用于中、小負荷的機械手中采用。 機械手手臂的平衡機構設計直角坐標型、圓柱坐標型和球坐標型機械手可以通過合理布局，優(yōu)化設計結構，使得手臂本身可能達到平衡。用于配重平衡、彈簧平衡滿足不了工作要求的場合。同時因為腰部齒輪傳動比為1：120，步進電機經(jīng)過減速后傳遞到回轉軸，回轉軸實際的步距角將為電機實際步距角的 1/120（理論上），雖然實際上存在著間隙和齒輪傳動非線性誤差，實際回轉軸的最小步距角也仍然是很小的，故其精度相當高，完全滿足機械手的定位精度要求。對高壓大流量的系統(tǒng)，多采用插裝閥與先導控制閥的邏輯組合來實現(xiàn)。根據(jù)液壓設備所處的環(huán)境及對溫升的要求，還要考慮加熱、冷卻等措施。 確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù) 液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)是壓力和流量，他們是設計液壓系統(tǒng)，選擇液壓元件的主要依據(jù)。因此，在水平伸縮缸的設計上，一是增大其抗彎能力，二是通過合理的結構布局設計，使其具有盡量大的剛度。：就是用按鈕作機械手的每一步運動進行單獨的控制。其中，液壓缸由相應的電磁閥控制，升降分別由雙線圈的兩位電磁閥控制，當下降電磁閥通電時，機械手下降；斷電時，機械手下降停止；當上升電磁閥通電時，機械手上升；斷電時，機械手上升停止。 控制器的選型機械手控制系統(tǒng)的硬件設計上考慮到機械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元件連接的靈活性和方便性，控制器應選擇有極高可靠性、專門面向惡劣的工業(yè)環(huán)境設計開發(fā)的工業(yè)控制器PLC，故選擇在國內(nèi)應用較多的西門子 S7200 型 PLC。為了減少 PLC 的 I/O 點數(shù)，以伺服放大器作為閉環(huán)的比較點。PLC 有較高的靈活性，當機械手工藝流程改變時，只要對 I/O 點的接線稍作修改，或對 I/O 重新分配，在控制程序中作簡單修改，補充擴展即可。還有在大學里所有的任課老師和圖書館的管理老師，也謝謝你們，是你們給我知識，謝謝！此外，由于個人知識能力水平有限，論文中難免有紕漏錯誤指出，懇請各位老師批評指正，謝謝！ 參考文獻1．付永領, 王巖, 裴忠才. 基于 CAN 總線液壓噴漆機器人控制系統(tǒng)設計與實現(xiàn). 機床與液壓. 2022, (6): 90~922．劉劍雄, 韓建華 . 物流自動化搬運機械手機電系統(tǒng)研究. 機床與液壓. 2022, (1): 126~1283．徐軼, 楊征瑞 , 朱敏華, 溫齊全. PLC 在電液比例與伺服控制系統(tǒng)中的應用 . 機床與液壓. 2022, (5): 143~1444．胡學林. 可編程控制器(基礎篇). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2022.5．胡學林. 可編程控制器(實訓篇). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2022.6．孫兵, 趙斌, 施永康. 基于 PLC 的機械手混合驅動控制. 液壓與氣動. 2022, (3): 37~397．孫兵, 趙斌, 施永康. 物料搬運機械手的研制. 機電一體化. 2022, (2): 43~458．王田苗, 丑武勝. 機電控制基礎理論及應用. 北京: 清華大學出版社, 2022.9．陳鐵鳴, 王連明, 王黎欽. 機械設計(修訂版). 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學出版社, 2022.10．李建勇. 機電一體化技術. 北京: 科學出版社, 2022.11．王孫安, 杜海峰, 任華. 機械電子工程. 北京: 科學出版社,2022.12．張啟玲, 何玉安. PLC 在氣動控制稱量包裝裝置中的應用. 液壓與氣動. 2022, (1): 31~3313．趙文. 數(shù)字控制技術在龍門刨床電控系統(tǒng)中的應用. 電氣傳動. 2022. 35 卷(3): 55~5714．徐灝等. 機械設計手冊. 第 5 卷. 北京: 機械工業(yè)出版社, 2022.