【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 Y53111ANIT45227OUTY43740OUTY53213OUTY43328OUTT45641OUTT55214OUTT452K327ANDT45615OUTY43428ANIT45716OUTT45329OUTY438K230OUTT457 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)圖 自動(dòng)控制系統(tǒng)圖 機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)圖 上圖為機(jī)械手自控控制系統(tǒng)圖，他的指令采用FX1S的專用PLC控制器控制，他的工作順序是按照上圖中大臂下降開(kāi)始直至最后一次大臂回轉(zhuǎn)為完成一個(gè)完整的工作周期，每個(gè)工作段所用的時(shí)間在上圖均已標(biāo)明，從系統(tǒng)啟動(dòng)到結(jié)束程序，除非系統(tǒng)受到X500停車指令，否則系統(tǒng)均通過(guò)各個(gè)時(shí)間控制器來(lái)完成精確的控制。 手動(dòng)控制系統(tǒng)圖 機(jī)械手手動(dòng)控制系統(tǒng)圖 上圖為本機(jī)械手在進(jìn)行試運(yùn)行和系統(tǒng)檢查以及手動(dòng)控制完成所需動(dòng)作而設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制系統(tǒng)，工作流程在上圖已經(jīng)清晰標(biāo)明。 機(jī)械手自動(dòng)方式狀態(tài)圖 ，其中S2是自動(dòng)方式的初始狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移開(kāi)始輔助繼電器M8041，原點(diǎn)位置條件輔助繼電器M8044的狀態(tài)都是在初始化程序中設(shè)定的，在自動(dòng)系統(tǒng)程序運(yùn)行中不再改變。 機(jī)械手自動(dòng)方式狀態(tài)圖 機(jī)械手獨(dú)立控制面板設(shè)計(jì)圖 機(jī)械手控制面板面板中的啟動(dòng)和急停按鈕與PLC的運(yùn)行程序無(wú)關(guān)，這兩個(gè)按鈕是用來(lái)接通或斷開(kāi)PLC外部負(fù)載的電源。本機(jī)械手食用油手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應(yīng)能根據(jù)所設(shè)置的運(yùn)行方式自動(dòng)進(jìn)入，這就要求系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)設(shè)定與各個(gè)運(yùn)行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)。 本章小結(jié) 在本章中主要討論了本文所設(shè)計(jì)的機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)的概述及機(jī)械手的自動(dòng)控制程序，自動(dòng)控制系統(tǒng)圖，手動(dòng)控制系統(tǒng)圖，自動(dòng)方式狀態(tài)圖和機(jī)械手控制面板等。第4章 機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)液壓自動(dòng)上下料機(jī)械手是自動(dòng)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。按其工作介質(zhì)是油還是水（乳化液），液壓機(jī)可分為油壓機(jī)和水壓機(jī)兩種，以油為介質(zhì)的液壓機(jī)械手。液壓機(jī)械手要求液壓系統(tǒng)完成的主要?jiǎng)幼魇牵üぜ椒牛捍蟊巯陆?00mm—夾緊工件—手腕上翻90176?！蟊凵仙?00mm—大臂回轉(zhuǎn)90176?！直垩由?00mm—放松工件—手臂收縮500mm—手腕下翻90176?！蟊刍剞D(zhuǎn)90176?！蟊巯陆?00mm。整個(gè)周期要完成所有動(dòng)作必須由五個(gè)液壓缸協(xié)調(diào)動(dòng)作才能做到，其中兩個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸和3各活塞式液壓缸。 機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理圖1液壓系統(tǒng)油箱 2過(guò)濾器 4雙聯(lián)齒輪液壓泵 5單向閥 21兩位二通電磁閥 7先導(dǎo)型溢流閥 8三位四通電磁閥 9二位四通電磁閥 10節(jié)流閥 11調(diào)速閥（帶阻尼孔）其余元件已在上圖說(shuō)明。 各缸運(yùn)動(dòng)過(guò)程分析機(jī)械手大臂下降 按下啟動(dòng)按鈕。PLC指令控制電磁鐵5DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂升降液壓缸的上腔，從而推動(dòng)機(jī)械手做下降運(yùn)動(dòng)。夾緊工件 在整機(jī)啟動(dòng)的情況下，泵4供油流經(jīng)單向閥，然后PLC控制程序指令控制電磁鐵3DT通電吸合，此時(shí)此二位四通電磁閥處于右位，液壓油直接流進(jìn)機(jī)械手手指夾緊液壓缸的右腔，從而拉動(dòng)滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)夾緊工件。此時(shí)電磁換向閥通電不變，直到接到放松工件指令才斷電，此時(shí)因液壓缸保持不動(dòng)，回路壓力升高，到達(dá)先導(dǎo)型溢流閥的設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥開(kāi)啟，然回路壓力保持不變，仍然能夠保持夾緊需要。手腕上翻 PLC指令控制電磁鐵8DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手腕翻轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手腕做上下擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。大臂上升 PLC指令控制電磁鐵4DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，接著流向減壓閥和單向閥構(gòu)成的復(fù)合閥，然后直接流向大臂升降液壓缸的下腔，從而推動(dòng)機(jī)械手做上升運(yùn)動(dòng)。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵6DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手大臂做左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。手臂延伸 PLC指令控制電磁鐵1DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手臂伸縮液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手臂做伸縮運(yùn)動(dòng)。放松工件 在整機(jī)啟動(dòng)的情況下，泵4供油流經(jīng)單向閥，然后PLC控制程序指令控制電磁鐵3DT斷電跳開(kāi)，此時(shí)此二位四通電磁閥處于左位，液壓油直接流進(jìn)機(jī)械手手指夾緊液壓缸的左腔，從而拉動(dòng)滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)放松工件。此時(shí)PLC指令不變，直到接到夾緊工件指令時(shí)3DT才通電，當(dāng)工件放到A傳送帶上時(shí)，因液壓缸保持不動(dòng)，回路壓力升高，到達(dá)先導(dǎo)型溢流閥的設(shè)定壓力時(shí)，溢流閥開(kāi)啟，然回路壓力保持不變，仍然保持夾手指張開(kāi)。手臂收縮 PLC指令控制電磁鐵2DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后直接流向手臂伸縮液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手臂做收縮運(yùn)動(dòng)。手腕下翻 PLC指令控制電磁鐵9DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，接著液壓油流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手腕翻轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手手腕做下翻動(dòng)運(yùn)動(dòng)。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵7DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，接著液壓油流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)液壓缸，從而推動(dòng)機(jī)械手大臂做左右擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。至此就完成整個(gè)機(jī)械手的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，如果此時(shí)接到停止的指令，則10DT和11DT同時(shí)通電，電磁鐵將電磁換向閥到上位，此時(shí)液壓系統(tǒng)卸壓，同時(shí)上面的各個(gè)電磁鐵同時(shí)斷電回到默認(rèn)位置，完成卸荷。電磁鐵動(dòng)作順序表如下： 機(jī)械手液壓系統(tǒng)電磁鐵通電順序表動(dòng)作順序1DT2DT3DT4DT5DT6DT7DT8DT9DT10DT11DT大臂下降 ++ + +夾緊 +++ + +手腕上翻 ++ + ++大臂上升 + ++ + +大臂回轉(zhuǎn) + + ++ +手臂延伸 + + + + +放松工件 + + + +手臂收縮 + + + +手腕下翻 + + + +大臂回轉(zhuǎn) + + + +停止 + + 各液壓缸的載荷力的分析1 大臂升降液壓缸的載荷力 升降缸在機(jī)械手下降過(guò)程中受活塞桿自身的重力和在他的上面的一系列機(jī)械手組件的重力，以及啟動(dòng)慣性力。液壓缸做上升運(yùn)動(dòng)時(shí)，除上述各組件的重力外，還克服運(yùn)動(dòng)部件的摩擦阻力，而且是重載運(yùn)動(dòng)。液壓缸在上升或者下降動(dòng)作完成時(shí)，液壓缸停止動(dòng)作，但依然要克服各組件重力的影響。2 夾緊液壓缸的載荷力 在夾緊工件時(shí)，液壓缸處于豎直向下?tīng)顟B(tài)，此狀態(tài)是重載運(yùn)動(dòng)，他所受的外載荷有機(jī)械手手部組件的重力和液壓缸活塞桿自身的重力，以及在下降過(guò)程中的啟動(dòng)慣性力。液壓缸做放松工件時(shí)，此時(shí)液壓缸及手部組件處于水平位置，其外載荷主要是其連動(dòng)部件的啟動(dòng)慣性力和手部滑槽桿的摩擦力。機(jī)械手手部在手腕上下翻轉(zhuǎn)時(shí)，夾緊液壓缸此時(shí)處于動(dòng)作的保持狀態(tài)，其所受外載荷主要是由于擺動(dòng)所產(chǎn)生的離心力。3 手臂伸縮液壓缸的載荷力 在手臂延伸動(dòng)作時(shí)，其所受的外載荷主要是啟動(dòng)慣性力。 在手臂收縮時(shí)，其所受的外載荷主要也是啟動(dòng)慣性力。在上述兩個(gè)動(dòng)作完成的情況之外，都是保持動(dòng)作階段，外載荷基本沒(méi)有。在機(jī)械手的工作過(guò)程中，立柱升降頻繁，為了節(jié)省能量，減少系統(tǒng)發(fā)熱，故選用雙聯(lián)齒輪泵，其中一個(gè)為小流量泵，另一個(gè)為大流量泵。選擇CBZ 型液壓泵：大泵的額定流量為125L/min。，額定工作壓力)；小泵的額定流量為18L/min。，轉(zhuǎn)速為1450r/min；電機(jī)型號(hào)J02514，電壓380V。 本章小結(jié)主要對(duì)機(jī)械手液壓系統(tǒng)的原理進(jìn)行設(shè)計(jì)，并對(duì)機(jī)械手液壓系統(tǒng)的電磁閥電磁鐵電的通斷控制順序進(jìn)行詳細(xì)的分析，以及各個(gè)活塞液壓缸的主要受力進(jìn)行分析。另外由于設(shè)計(jì)液壓機(jī)械手的工作載荷只有5N，非常的小，所以液壓系統(tǒng)的工作壓力也不大，在系統(tǒng)工作中所產(chǎn)生的發(fā)熱量也不會(huì)太大，所以在液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中按照慣常思維就省略液壓系統(tǒng)性能的一系列驗(yàn)算。第5章 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算 手部設(shè)計(jì)基本要求（1） 應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力。應(yīng)當(dāng)考慮到在一定的夾緊力下，不同的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)力大小是不同的。（2） 手指應(yīng)具有一定的張開(kāi)范圍，手指應(yīng)該具有足夠的開(kāi)閉角度（手指從張開(kāi)到閉合繞支點(diǎn)所轉(zhuǎn)過(guò)的角度），以便于抓取工件。（3） 要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高，在保證本身剛度、強(qiáng)度的前提下，盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕，以利于減輕手臂的負(fù)載。（4） 應(yīng)保證手抓的夾持精度。 典型的手部結(jié)構(gòu)（1） 回轉(zhuǎn)型 包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。（2） 移動(dòng)型 移動(dòng)型即兩手指相對(duì)支座作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。（3）平面平移型。本設(shè)計(jì)平動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角=。常用的工業(yè)機(jī)械手手部,按握持工件的原理,分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設(shè)計(jì)機(jī)械手采用夾持式手指,夾持式機(jī)械手按運(yùn)動(dòng)形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開(kāi)閉合靠手指的平行移動(dòng),這種手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單, 適于夾持平板方料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差零。若采用典型的平移型手指, 驅(qū)動(dòng)力需加在手指移動(dòng)方向上,這樣會(huì)使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。通過(guò)綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。夾緊裝置選擇常開(kāi)式夾緊裝置。 　　　　　　　　　　　　　XXXX大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　 手抓的力學(xué)分析下面對(duì)其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿 （a）為常見(jiàn)的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。(a) (b) 滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析1——手指 2——銷軸 3——杠桿在杠桿3的作用下，銷軸[GB/T8822000]2向上的拉力為F，并通過(guò)銷軸中心O點(diǎn)，兩手指1的滑槽對(duì)銷軸的反作用力為F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心線和并指向點(diǎn)，交和的延長(zhǎng)線于A及B。由=0 得 =0 得 由=0 得 （）式中 a——手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱中心的距離（mm）. ——工件被夾緊時(shí)手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。由分析可知，當(dāng)驅(qū)動(dòng)力一定時(shí)，角增大，則握力也隨之增大，但角過(guò)大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過(guò)大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好=。 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù)。必須對(duì)大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。一般來(lái)說(shuō)，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn)動(dòng)狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。手指對(duì)工件的夾緊力可按公式計(jì)算 （）式中 ——安全系數(shù)，； ——工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響?？山瓢聪率焦榔渲衋，重力方向的最大上升加速度； ——運(yùn)載時(shí)工件最大上升速度 ——系統(tǒng)達(dá)到最高速度的時(shí)間， ——方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件位置不同進(jìn)行選擇。 G——被抓取工件所受重力（N）。表31 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa小于5000 50000以上計(jì)算：設(shè)a=100mm,b=50mm,。，求夾緊力和驅(qū)動(dòng)力和 驅(qū)動(dòng)液壓缸的尺寸。(1) 設(shè) == 根據(jù)公式，將已知條件帶入： （2）根據(jù)驅(qū)動(dòng)力公式得： （3）取 （4）確定液壓缸的直徑D 選取活塞桿直徑d=,選擇液壓缸壓力油工作壓力P=, （JB82666），選取液壓缸內(nèi)徑為：D=10mm,但為了擴(kuò)大機(jī)械手的工作范圍，選取液壓缸內(nèi)徑D=16mm則活塞桿內(nèi)徑為:D==8mm，選取d=8mm 手爪夾持范圍計(jì)算為了保證手抓張開(kāi)角為，活塞桿運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)度為34m