【正文】 功率放大電路是就將單片機(jī)并行口輸出的控制脈沖信號(hào)進(jìn)行電流和電壓放大，驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使電機(jī)隨著不同的控制脈沖信號(hào)做各種運(yùn)轉(zhuǎn)。導(dǎo)軌采用表面硬化處理，使導(dǎo)軌具有良好的可校性；心部保持良好的機(jī)械性能。結(jié)合上邊求得的 0L ＝ 12mm 以及 額定動(dòng)載荷 ??C 43027(N)查 “ FDG 法蘭式雙螺母 表 ” 得 到絲桿的型號(hào)為： FDG4012R–2200 (8)預(yù)緊載荷的 計(jì)算： aoF 的確定 ?32 8 1 63FF m a xao ＝＝939(N) C 和拉伸力 tF 的確定 C＝ 3u0 10Lt －????? 336 ????? －＝ ? m? 式中： C 行程補(bǔ)償值（ m? ）； t? 溫度變化值 C3C2 00 ～ ； uL 最大行程； 0? 膨脹系數(shù) 0? ＝ －? /度 E4dtF 22t ???? ??＝＝ ??? ＝ 4482(N) 式中： tF 行程內(nèi)預(yù)拉伸力； E 彈性模量 E＝ ? (N/ 2mm )； 2d 為絲桿底徑。 2. 預(yù)加載荷而產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩 fM 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 38 fM = iL????2 kF p0ao =i??? ?2 = 式中： pk 為 預(yù)緊螺母內(nèi)的摩擦系數(shù)（ ～ ） 在此 取 3. 由負(fù)載產(chǎn)生 的轉(zhuǎn)矩 ZM ZM ＝ i?????2 LF 02a ＝ i??? ? ＝ 式中： ； η為電機(jī) 傳遞效率 為 等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mM mM = aM + fM ZM = 電機(jī)接線(xiàn)圖與外形圖 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 39 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 40 根據(jù)等效轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 tJ 以及等效負(fù)載轉(zhuǎn)矩 mM 的值，初選電機(jī)型號(hào)為 110BYG2502 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的校核 根據(jù)已選出的電機(jī) 110BYG2502，查出其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 23m ?? －＝ 以及最大靜轉(zhuǎn)矩Nm6t＝M 。當(dāng)導(dǎo)軌與滑塊作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，鋼球就沿著導(dǎo)軌上的經(jīng)過(guò)淬硬和精密磨削加工而成的四條滾道滾動(dòng)，在滑塊端部鋼球又通過(guò)返向裝置（返向器）進(jìn)入返向孔后再進(jìn)入滾道，鋼球就這樣周而復(fù)始地進(jìn)行滾動(dòng)。 機(jī)械手重量 2M 機(jī)械手材料為 45 號(hào)鋼， 質(zhì)量 為 45kg。安全系數(shù) K = 1K 2K 3K 式中： 1K 為基本安全系數(shù)，取 1K =； 2K 為運(yùn)動(dòng)沖擊系數(shù)，取 2K =； 3K 為夾持器誤差系數(shù)，取 3K =； 所以 F? = TFK? =? ? ? 304=652(N) 在夾緊狀態(tài)下夾持器體與工件接觸的平面與水平面夾角 ? =45176。 參數(shù) ： 長(zhǎng)度： 500mm 重量： 30kg 一般選 45 號(hào) 鋼，材料密度 310?? （ kg/cm179。 在機(jī)械工業(yè)中，應(yīng)用機(jī)械手的意義可以概括如下： 可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度 應(yīng)用機(jī)械手，有利于實(shí)現(xiàn)材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自 動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低生產(chǎn)成本。 、小臂， 手腕部結(jié)構(gòu)密度大，很少有多余空隙。 按傳送的運(yùn)動(dòng)軌跡不同分為： ⑴ 直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)傳送機(jī)構(gòu) 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 12 ⑵ 回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳送機(jī)構(gòu) ⑶ 擺動(dòng)（或轉(zhuǎn)動(dòng)）運(yùn)動(dòng)傳送機(jī)構(gòu)。 隨著社會(huì)發(fā)展，這種技術(shù)逐漸發(fā)展并得到完善，形成了一門(mén)具有良好發(fā)展前景的學(xué)科！ 機(jī)械手的組成 機(jī)械手的組成及其相互間的關(guān)系如圖 1－ 1所示。 （ 4）可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。并可很方便地與數(shù)控機(jī)床組成車(chē)削柔性制造單元（ FMC） 夾持工件：圓軸類(lèi) 長(zhǎng)度： 500mm 重量： 30KG 上下料時(shí)間：小于 15s 要做如下工作： 了解機(jī)械手工作場(chǎng)所的要 求和分析機(jī)械手應(yīng)具備的功能。 參考文獻(xiàn) 圖紙內(nèi)容及紙張 非 標(biāo)零件圖 3張（機(jī)械手、龍門(mén)架、控制電路圖） 畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度計(jì)劃 指導(dǎo)教師簽字： 20xx 年 12月 15 日 目 錄 中文摘要 ???????????????????????????? 第一章 緒論 ????????????????????????? 機(jī)械手的概述 ………………………………………………………………… 機(jī)械手的組成 ??????????????????????? 機(jī)械手的分類(lèi) ??????????????????????? 械手的意義與作用 ? ??????????????????????? 第二章 總體設(shè)計(jì) ???? ???????????????? 設(shè)計(jì)方案 ?????????????????????? 機(jī)械手工作場(chǎng)所時(shí)的要求 ????????????????????? 夾持工件 ????????????????????? 總體方案設(shè)計(jì) ???????????????? 立柱設(shè)計(jì) ?????????? ?????? 第三章 上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) ? ??????????????? ???????????????? ?????????? 工件設(shè)計(jì)分析 ? ??????????????? 機(jī)械手 夾緊力計(jì)算 ? ??????????????? 氣缸設(shè)計(jì) ? ??????????????? 第四章 懸臂（ Z軸）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ????????????????? 傳動(dòng)比的選定 ? ??????????????? 工作臺(tái)，機(jī)械手的質(zhì)量 ? ??????????????? 工作臺(tái)的型號(hào)及重量 ? ??????????????? 機(jī)械手重量 2M ? ??????????????? 滾珠絲桿的選定 ? ??????????????? 選取的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng) ? ??????????????? 選取的滾珠絲杠 型號(hào)和計(jì)算 ? ??????????????? 滾珠絲杠 的校核 ? ??????????????? 型號(hào)的選擇及額定壽命的計(jì)算 ? ?????????????? 直線(xiàn)導(dǎo)軌副 型號(hào) 結(jié)構(gòu) ? ??????????????? 直線(xiàn)導(dǎo)軌副 型號(hào) 特點(diǎn) ? ??????????????? 額定壽命及壽命時(shí)間的計(jì)算 ? ??????????????? 電機(jī)的選型及計(jì)算 ? ??????????????? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的選擇 ? ??????????????? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的校核 ? ??????????????? 第五章 橫梁（ X軸）傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ????????????????? 傳動(dòng)比的選定 ? ??????????????? 滾珠絲桿的選定 ? ??????????????? 選取的滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng) ? ??????????????? 選取的滾珠絲杠 型號(hào)和計(jì)算 ? ??????????????? 滾珠絲杠 的校核 ? ??????????????? ? ????????????? 直線(xiàn)導(dǎo)軌副型號(hào) 結(jié)構(gòu) ? ??????????????? 直線(xiàn)導(dǎo)軌副型號(hào) 特點(diǎn) ? ??????????????? 額定壽命及壽命時(shí)間的計(jì)算 ? ??????????????? 電機(jī)的選型及計(jì)算 ? ??????????????? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的型號(hào)的選擇 ? ??????????????? 步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的校核 ? ??????????????? 第六章 控制方案設(shè)計(jì) ?????????????????? 控制系統(tǒng)的功能要求 ? ??????????????? 控制電機(jī)及控制原理框圖 ? ??????????????? 系統(tǒng)運(yùn)行原理 ? ??????????????? 控制電路 ? ??????????????? 參考文獻(xiàn) ???????????????????????????? 致謝 ????????????????????????????? ?廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 7 摘要 工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)涉及：機(jī)械設(shè)計(jì)原理、液壓、氣壓、電氣傳動(dòng)及單片機(jī)、PLC、可編程控制器等控制系統(tǒng)與基本理論知識(shí)。 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項(xiàng)規(guī)定操作。內(nèi)部鋁鑄件形狀復(fù)雜，既用作內(nèi)部齒輪安裝殼體與軸的支承座，又兼作承力骨架，傳遞集中載荷。工作時(shí)位姿的適應(yīng)性很強(qiáng)。 可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng) 。 傳動(dòng)方案 ： 由于電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式的控制性能好， 控制靈活性強(qiáng)，可實(shí)現(xiàn)速度 、位置的精確控制，并且考慮經(jīng)濟(jì)和結(jié)構(gòu)的要求，建議采用步進(jìn)電機(jī)和絲桿配合的驅(qū)動(dòng)方式。由于已知鉸鏈杠桿機(jī)構(gòu)的擴(kuò)力比為 i =， 因?yàn)樵?實(shí)際選用中應(yīng)根據(jù)不同情況對(duì)表中數(shù)值乘以 ， 再 選取 。得絲杠螺紋長(zhǎng)度 ≥ 864m。適應(yīng)高速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。 )/脈沖 ]后，則可用下式來(lái)計(jì)算該軸伺服傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)比 ?? PbLi 360 0? = 123 ???? =1 (41) 其中， b? 為步進(jìn)電機(jī)的步距角 b? ＝ ?3 ， 0L 為滾珠絲杠導(dǎo)程 0L ＝ 12mm， p? 為系統(tǒng)的脈沖當(dāng)量 p? ＝ 。 直線(xiàn)導(dǎo)軌副 型號(hào)的選擇及額定壽命的計(jì)算 直線(xiàn)導(dǎo)軌副型號(hào) 結(jié)構(gòu) 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 46 滾動(dòng)直線(xiàn)導(dǎo)軌副是由導(dǎo)軌、滑塊、鋼球、返向器、保持架、密封端蓋及擋板等組成。n電機(jī)所需達(dá)到的轉(zhuǎn)速（ r/min） ， T電機(jī)升速時(shí)間 為 1（ s） 。正是有了他們的悉心幫助和支持，才使我的畢業(yè)論文工作順利完成，在此向 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 ， 機(jī)械系 的全體 老師表示由衷的謝意。 控制 電 機(jī)及控制原理框圖 ： 電機(jī) 1 和電機(jī) 2 的驅(qū)動(dòng)器 電機(jī) 1 的驅(qū)動(dòng)器 ： 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 53 電機(jī) 2 的驅(qū)動(dòng)器 系統(tǒng)運(yùn)行原理 電機(jī)控制系統(tǒng)的工作原理如下圖所示 ： IPC（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)）是電機(jī)控制系統(tǒng)的主機(jī)，負(fù)責(zé)從鍵盤(pán)接收外部命令，通過(guò)串行口發(fā)送到單片機(jī)，然后接收單片機(jī)回送的相同數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，根據(jù)數(shù)據(jù)的情況控制電路。適應(yīng)高速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，其瞬時(shí)速度比滑動(dòng)導(dǎo)軌提高約 10 倍。得絲杠螺紋長(zhǎng)度 ≥ 2090m。簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和制造。 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 28 廣東水利電力職業(yè)技術(shù)學(xué)院 29 龍門(mén)式上下料機(jī)械手設(shè)計(jì) 30 滾珠絲杠 的校核 (1)絲桿剛度及其 彈性變形量 2kw0s )L (165 －??R 2)8 0 0 4 . 7 67 0 (1 6 5 ??? － ＝ 211N/ m? s1RF ??? 2111332? ? m? 21? 定位精度（即 ） 式中： sR 為絲桿剛度， wD 為球徑， ? 為彈性變形量。