【導讀】本次畢業(yè)設計的題目為四自由度工業(yè)機械手的設計。本設計是根據(jù)三年專科所學的課。術(shù)，理論力學，工程力學等。設計共分為六章，第一章緒論是說明本次畢業(yè)設計的目的，意義，研究范圍及要達到的技術(shù)要求，簡述本課題在國內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問題。定整個機械手的總體方案。設計，包括：回路設計，執(zhí)行元件選擇，控制元件選擇以及動作順序表等進行介紹。章工業(yè)機械手的電氣控制系統(tǒng)的設計，主要介紹了PLC的程序梯形圖。第六章是設計的總。師王曉初和李克天老師的詳細耐心的解說，教導。而本人也通過《畢業(yè)設計指導書》、《機。努力終于把此畢業(yè)設計編制而成。可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。如采用電液伺服機構(gòu)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控。液壓系統(tǒng)的密封要求嚴格，油溫對油的粘度影響較大。前使用的專用和通用的工業(yè)機械手均屬于此類。特點是設定點是無限的，整個運動過

　　

【正文】 （ 4－ 6） Qa = Q(p+p0)/p0 =(10 6+10 6)/(10 6) = 同理可得 ： 伸縮缸和馬達的壓縮空氣用氣量 ： Qb= cm3/s 升降缸的壓縮空氣用氣量 ： Qb= cm3/s 結(jié)果記入下表 43： 表 4－ 3 部件 缸或馬達 耗氣量 cm3/s 工作壓力 MPa 大氣壓 MPa 自由空氣量 cm3/s 工作時間 S 計算公式 指部 夾緊缸 3 Q’=Q(p+p0)/p0 腕部 葉片馬達 3 1 臂部 伸縮缸 2 升降缸 齒輪齒條馬達 3 2091． 242 2 氣缸的理論用氣量 查《機械設計手冊 5》 得 公式 ： Qz=[∑iaQt] （ 4－ 7） Qz── 一臺設備在一個周期內(nèi)的平均用氣量 cm3/s a── 氣缸每一往復的作用次數(shù)：單作用缸 a=1 雙作用缸 a=2 T── 系統(tǒng)一次工作循環(huán)時間 (25S) Q── 某個執(zhí)行元件一個行程的用氣量 cm3/s t── 某個執(zhí)行元件一個行程的時間 S 由公式 4－ 6可知，氣缸理論用氣量為： Qz=[∑iaQt] =1+22+2+21+22091.2422 ） /25 =1056cm3/s 考慮系統(tǒng)泄漏，取泄漏量為用氣量的 15%，及其總系數(shù)為 ，則系統(tǒng)工作用氣量為： Qg= Q z= 1056 = cm3/s=10 3cm3/s 21 21 = m3/min 氣罐容積計算 公式： Vc= 105QT/(pp1) （ 4－ 8） Qz── 使用需要的空氣消耗量 T── 儲備氣最小工作時間 P── 貯氣罐的空氣壓力 P1── 用氣需要的工作壓力 由 公式 4－ 7，得 Vc= 105QT/(pp1) = 105 (10 6 25)/( 106) ≈ m 3 選擇空壓機 根據(jù)《機械設計手冊 5》表 38。 62 選取容積式壓縮機。 由：系統(tǒng)用氣量 Qg=, Vc= 可選得 其額定排氣量 m3/min， 額定排氣壓力 ， 電動機功率 ， 壓氣機儲氣罐容積 ， 總重 160Kg， 生產(chǎn)廠： 長春空氣壓縮機廠 4． 5 氣動元件的清單 方向閥是 SMC 公司的；缸、氣源三大件和馬達是方大氣動公司的；其他由《機械設計手冊》查得： 如表 4－ 4 表 4－ 4 元件名 標記 (數(shù)量 ) 電磁換向閥 (數(shù)量 ) 配合官道 其它元件及其數(shù)量 夾緊缸 MDBB5035 SY313D5GC8 φ 6mm 單向節(jié)流閥LAL8(9 個 )氣源三大件QFLJWCL8(1件 )空壓機(1臺 )閥的匯流板W5FS23008103(1 個 ){SMC}總氣源管直徑14mm 腕部馬達 CDRB1BW50180S(1) VF52205GB03 3/8 手臂伸縮缸 CDA1BN40500 VF52205GB03 3/8 手臂升降缸 MDBB50300 VF52205GB03 3/8 手臂馬達 QGK=1RSD80T180E2 VF52205GB03 3/8 22 22 4． 6 動作順序表 5 電氣控制系統(tǒng)設計 5． 1 電氣控制方案設計和元件的選擇 可編程控制器具有通用靈活、抗干擾能力強、可靠性高、易于編程、使用方便、安裝簡單、便于維修等特點 ,可見可編程系統(tǒng) PLC 作為電氣控制系統(tǒng)具有一般繼電器系統(tǒng)所沒有的很多優(yōu)點。考慮到三菱 PLC 系統(tǒng)是世界上知名和成熟的系統(tǒng) ，而且由于機械手用到的端 口接點并不多，故本設計選用三菱 PLC 系統(tǒng) F160MR 作為機械手的氣動控制系統(tǒng)。 5． 2 PLC 控制系統(tǒng)設計及 PLC 及 I/O 端口分配圖的設計 PLC 端口分配圖設計輸入部分包括手動控制、自動控制、停止、急停保護和手動單個動作操作以及行程開關(guān)輸入接點。輸出部分為驅(qū)動電磁閥線圈的 12個輸出接點和四個表示功能方式轉(zhuǎn)換的信號輸出接點。 機械手 PLC 動作流程圖：見《動作流程圖》。 I/O 端口分配圖：見《 I/O 端口分配圖》。 5． 3 PLC 梯形圖的設計 1）考慮到雙動電磁閥的兩側(cè)線圈不能同時帶電，故在梯形圖的設計 中將輸出驅(qū)動 23 23 線圈回路加入互鎖功能，保證雙動電磁閥兩側(cè)線圈不會同時通電。 2）由于手動和自動控制按鈕的常開接點在按下啟動后自行復歸斷開。故在手動和自動啟動回路中設計自鎖回路，以保證在啟動按鈕復歸后仍可維持輸出輔助繼電器接點的接通閉合。 3）考慮到手爪的夾緊動作適合使用延時控制防式，故在梯形圖中使用時間繼電器進行手爪夾緊氣缸的電氣控制，同時可以節(jié)省兩個輸入接點。 4）自動循環(huán)的功能由時間繼電器接點和行程限位共同串聯(lián)啟動。 5． 4 PLC 的控制程序 PLC 的控制程序如下： 000 LD X001 001 OR Y014 002 ANI X002 003 ANI X023 004 ANI M101 005 OUT Y014 006 OUT M101 007 LD M100 008 MPS 009 AND X022 010 ANI X017 011 OR Y006 012 OR X021 013 ANI Y007 014 OUT Y006 015 MRD 016 AND X015 017 OUT C 16 K2 018 MRD 019 AND X015 020 OR Y012 021 ANI C16 022 OUT Y012 023 OUT T201 24 24 K50 024 MRD 025 AND T201 026 OR Y007 027 OR T202 028 ANI X016 029 OUT Y007 030 MRD 031 AND X016 032 OUT C17 K2 033 MRD 034 AND X016 035 OR Y003 036 ANI X020 037 ANI C17 038 OUT Y007 039 OUT Y011 040 MRD 041 AND X202 042 OR Y004 043 ANI X021 044 OUT Y004 045 MRD 046 AND C16 047 OUT Y013 048 OUT T202 K50 049 MRD 050 AND C17 051 ANI X022 052 OUT Y005 053 MPP 25 25 054 AND X022 055 RST C16 056 RST C17 057 LD X023 058 OR X002 059 OR Y016 060 OUT Y016 061 END 26 26 心得體會 經(jīng)過本次的工業(yè)機械手設計，本人對機械設計，原理，液壓，氣路控制，以及 PLC的編程等知識已經(jīng)從原來的膚淺認識到有深入的了解，能得到本次這么豐富的知識積累，也是對本人在以后的工作道路上的成功的保證。通過這設計 ， 也 能趁這段寶貴時間對自己在這四年當中所學到的知識作一次全面的檢閱和加強， 絕對 是一件 非常 有意義的事情。隨著設計的不斷深入，很多意想不到的問題也隨之出現(xiàn)，這使我們感覺到自身知識的不足，明白到當初學校為我們所設置的課程在應用中的意義 。所以，我衷心感謝學校在這四年對本人的教育，能使我學到工作以外的文化知 識，也感受的學校里的老師對同學的熱切關(guān)懷，希望學校的所有老師的文化教育水平能隨時間的增長而更進一步！