【正文】 圖61 可編程器硬件接線圖（三）機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)圖機(jī)械手自動方式狀態(tài)圖如圖72所示，其中S2是自動方式的初始狀態(tài)。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵5YA通電吸合。五 機(jī)械手氣動系統(tǒng)設(shè)計 （一）機(jī)械手的工作原理分析氣動機(jī)械手是自動化流水生產(chǎn)線中廣泛應(yīng)用的工件搬運(yùn)機(jī)械設(shè)備，它是流水線作業(yè)中不可或缺的運(yùn)輸單元。密封處的摩擦阻力矩可以粗略估算下=，由于回油背差一般非常的小，故在這里忽略不計。因此，臂部的運(yùn)動越多，機(jī)身的機(jī)構(gòu)和受力情況就越復(fù)雜。對于桿長 L大于直徑d的15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計算： （）設(shè)計中活塞桿取材料為45剛，故，活塞直徑d=20mm,現(xiàn)在進(jìn)行校核。 4 活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu)。手臂的各種運(yùn)動通常用驅(qū)動機(jī)構(gòu)和各種傳動機(jī)構(gòu)來實現(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、動載荷，而且自身運(yùn)動較多。毫米/米），它與工作溫度的大小有關(guān)，其值可查下表： 電阻系數(shù)表工作溫度（゜C）電阻系數(shù)歐在交流電磁鐵中磁場是交變的，電磁吸力也是波動的，一般按平均值來計算，其平均吸力的大小為最大值的一般即，其中，式中是磁感應(yīng)最大值，單位為高斯。在機(jī)械手手臂上連接著螺釘12，螺釘12的端部與殼體6上的鍵槽相配合，使殼體在手臂的孔內(nèi)可做軸向微量的移動但不能轉(zhuǎn)動。4 總體動作分析確定了總體結(jié)構(gòu)，現(xiàn)在做下總體動作分析。在機(jī)械工業(yè)中，鑄、焊、鉚、沖、壓、熱處理、機(jī)械加工、裝配、檢驗、噴漆、電鍍等工種都有應(yīng)用的實理。由于空氣的可壓縮性大，很難實現(xiàn)中間位置的停止，只能用于點(diǎn)位控制，而且潤滑性較差，氣壓系統(tǒng)容易生銹。本次設(shè)計的方案就是用采用電磁吸盤?！　∫曈X功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測距儀（即距離傳感器）以及微型計算機(jī)?！　鴥?nèi)機(jī)械手工業(yè)、鐵路工業(yè)中首先在單機(jī)、專機(jī)上采用機(jī)械手上下料，減輕工人的勞動強(qiáng)度?！　∪毡臼枪I(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。本課題所做的機(jī)械手是屬于第三類機(jī)械手。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。各行各業(yè)的自動化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間常配有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率，或者完成工人難以完成的工作。 Casting industry used to extract hightemperature solution, can achieve this kind of job of carrying manipulator as the research object, familiar with the kinematic principle of carrying this basis, it determines the basic system structure carrying manipulator of the manipulator, pleted the design, including the automatic control system, pneumatic systems, hand and wrist, arm and fuselage etc., the main ponents of the structure design.Keywords：carrying manipulator, control system, pneumatic目錄一 緒論 ……………………………………………………………………… 1 （一） 機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向………………………………………1 （二） 機(jī)械手的分類…………………………………………………………1 1 簡史 …………………………………………………………………2 2 應(yīng)用簡況 ……………………………………………………………3 3 發(fā)展趨勢…………………………………………………………… 3 （三）在機(jī)械工業(yè)中應(yīng)用機(jī)械手的意義 ……………………………………6二 機(jī)械手的總體方案設(shè)計 ………………………………………………8 （一）主要技術(shù)參數(shù) …………………………………………………………8 （二）工作要求……………………………………………………………… 8 （三）系統(tǒng)組成 ………………………………………………………………8 （四）總體技術(shù)方案 …………………………………………………………9 1 回轉(zhuǎn)缸…………………………………………………………………9 2 升降缸和伸縮缸………………………………………………………9 3 執(zhí)行部件………………………………………………………………9 4 總體動作分析…………………………………………………………9三 機(jī)械手的執(zhí)行部件的設(shè)計 ……………………………………………10 （一）電磁吸盤的類型選擇 …………………………………………………10 （二）電磁吸盤的選用要素 …………………………………………………11 1 足夠的電磁吸力 …………………………………………………… 11 2 根據(jù)被吸附的對象來確定電磁吸盤的形狀 ……………………… 11 （三）電磁吸力的計算 ………………………………………………………12 1 確定電磁吸盤的吸力 ……………………………………………… 14 2 計算磁感應(yīng)強(qiáng)度或磁通量 ………………………………………… 15 3 初算總安匝數(shù) ……………………………………………………… 16 4 線圈尺寸的計算 …………………………………………………… 17 5 核算線圈的溫升 ……………………………………………………18四 傳動系統(tǒng)設(shè)計 ……………………………………………………………20 （一）臂部的設(shè)計及有關(guān)計算 ………………………………………………20 1臂部設(shè)計的基本要求…………………………………………………20 2手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇……………………………………21 3手臂直線運(yùn)動的驅(qū)動力計算…………………………………………21 4氣壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的設(shè)計………………………………………23 5氣壓缸的尺寸參數(shù)的確定……………………………………………25 （二）機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 ……………………………………………26 1手臂偏重力矩的計算…………………………………………………26 2升降不自鎖條件分析計算……………………………………………28 3升降運(yùn)動氣缸驅(qū)動力的計算…………………………………………29 （三）機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計計算 ……………………………………………30 1 回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動力的計算…………………………………………………30 2 回轉(zhuǎn)缸尺寸的初步確定………………………………………………31 3 汽缸蓋螺釘?shù)挠嬎恪?1 4 動片和輸出軸螺釘計算………………………………………………32 5 軸承的選擇分析………………………………………………………33 6 機(jī)身與手臂連接處的螺栓直徑的確定………………………………33五 機(jī)械手氣動系統(tǒng)設(shè)計 …………………………………………………36 （一）機(jī)械手的工作原理分析 ………………………………………………36 （二）液壓系統(tǒng)控制原理圖設(shè)計 ……………………………………………36 1氣動傳動系統(tǒng)原理圖 …………………………………………………36 2各缸運(yùn)動過程分析 ……………………………………………………37六 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)的分析設(shè)計 ……………………………………38 （一）機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)的概述 …………………………………………38 1可編程序控制器的選擇 ………………………………………………38 2 輸入輸出點(diǎn)地址編號及硬件接線……………………………………38 （二）機(jī)械手電氣控制程序 …………………………………………………38 （三）機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)圖……………………………………………… 39七 結(jié) 論…………………………………………………………………………42參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………… 43致 謝 ……………………………………………………………………………44圖紙清單…………………………………………………………………………45一 緒論 (一)機(jī)械手的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展方向　 機(jī)械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。它的特點(diǎn)是具備普通機(jī)械的性能之外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械?！　?962年美國機(jī)械制造公司也實驗成功一種叫Vewrsatran機(jī)械手。2 應(yīng)用簡況　　現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動化已成為突出的主題?！　〈送膺€應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機(jī)械手，并考慮與計算機(jī)連用，逐步成為整個機(jī)械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。手臂的內(nèi)孔裝有轉(zhuǎn)動軸，可把動作傳給手腕，以轉(zhuǎn)動、伸屈手腕，開閉手指。它利用油缸、馬達(dá)加上齒輪、齒條實現(xiàn)直線運(yùn)動；利用擺動油缸、馬達(dá)與減速器、油缸與齒條、齒輪或鏈條、鏈輪等實現(xiàn)回轉(zhuǎn)運(yùn)動。它的優(yōu)點(diǎn)是動作確實可靠，速度高，成本低；缺點(diǎn)是不易調(diào)整。能完成這個過程的循環(huán)，功能原理先進(jìn)，動作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟(jì)，滿足生產(chǎn)要求。如帶有電磁鐵的擠壓氣吸式吸盤即屬于此類型。線圈的工作溫度應(yīng)該控制在額定范圍內(nèi)。有了磁感應(yīng)強(qiáng)度和導(dǎo)磁體的材料，可根據(jù)磁化曲線來確定結(jié)構(gòu)各部分單位長度所需的匝數(shù)，這必須在線圈尺寸確定以后才能計算，因此，常采用近似方法先求總安匝數(shù)，根據(jù)此書求求線圈尺寸和確定磁路，然后求近似的總安匝數(shù)值。 電磁鐵線圈尺寸表工作外徑（mm）線 圈 （mm）外徑內(nèi)徑高度線徑60～100100502470～140125552080～160135612590～1801658530100～1201858030最終選擇線圈外徑100，內(nèi)徑50，高度24。 (2) 手臂動作應(yīng)該靈活為減少手臂運(yùn)動之間的摩擦阻力，盡可能用滾動摩擦代替滑動摩擦。 （） （） 得 （） （） （） 得 （） （） （） 式中 參與運(yùn)動的零部件所受的總重力（含工件）（N）； L——手臂與運(yùn)動的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐的前端的距離（mm）,參考上一節(jié)的計算。 一般取=(p為氣缸工作壓力)；=/S(S為安全系數(shù)，S68)=根據(jù)根據(jù)液壓氣動技術(shù)速查手冊表127，選取厚度b=7mm。 近似估算為120Kg。5 軸承的選擇分析對于升降缸的運(yùn)動，對于機(jī)身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個問題。氣經(jīng)單向閥6，流經(jīng)圖51所示從左到右第二個三位四通電磁閥右位，然后流經(jīng)節(jié)