【導(dǎo)讀】本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目為四自由度工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)。本設(shè)計(jì)是根據(jù)三年專科所學(xué)的課。術(shù)，理論力學(xué)，工程力學(xué)等。設(shè)計(jì)共分為六章，第一章緒論是說(shuō)明本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的目的，意義，研究范圍及要達(dá)到的技術(shù)要求，簡(jiǎn)述本課題在國(guó)內(nèi)外的發(fā)展概況及存在的問(wèn)題。定整個(gè)機(jī)械手的總體方案。設(shè)計(jì)，包括：回路設(shè)計(jì)，執(zhí)行元件選擇，控制元件選擇以及動(dòng)作順序表等進(jìn)行介紹。章工業(yè)機(jī)械手的電氣控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，主要介紹了PLC的程序梯形圖。第六章是設(shè)計(jì)的總。師王曉初和李克天老師的詳細(xì)耐心的解說(shuō)，教導(dǎo)。而本人也通過(guò)《畢業(yè)設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)》、《機(jī)。努力終于把此畢業(yè)設(shè)計(jì)編制而成?？勺兊?，通過(guò)調(diào)整可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。如采用電液伺服機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)連續(xù)軌跡控。液壓系統(tǒng)的密封要求嚴(yán)格，油溫對(duì)油的粘度影響較大。前使用的專用和通用的工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)是無(wú)限的，整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)

　　

【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(dá)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(dá) 耗氣量 cm3/s 工作壓力 MPa 大氣壓 MPa 自由空氣量 cm3/s 工作時(shí)間 S 計(jì)算公式 指部 夾緊缸 3 Q’=Q(p+p0)/p0 腕部 葉片馬達(dá) 3 1 臂部 伸縮缸 2 升降缸 齒輪齒條馬達(dá) 3 2091． 242 2 氣缸的理論用氣量 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 5》 得 公式 ： Qz=[∑iaQt] （ 4－ 7） Qz── 一臺(tái)設(shè)備在一個(gè)周期內(nèi)的平均用氣量 cm3/s a── 氣缸每一往復(fù)的作用次數(shù)：?jiǎn)巫饔酶?a=1 雙作用缸 a=2 T── 系統(tǒng)一次工作循環(huán)時(shí)間 (25S) Q── 某個(gè)執(zhí)行元件一個(gè)行程的用氣量 cm3/s t── 某個(gè)執(zhí)行元件一個(gè)行程的時(shí)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(jì)算 公式： Vc= 105QT/(pp1) （ 4－ 8） Qz── 使用需要的空氣消耗量 T── 儲(chǔ)備氣最小工作時(shí)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(jī) 根據(jù)《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) 5》表 38。 62 選取容積式壓縮機(jī)。 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(dòng)機(jī)功率 ， 壓氣機(jī)儲(chǔ)氣罐容積 ， 總重 160Kg， 生產(chǎn)廠： 長(zhǎng)春空氣壓縮機(jī)廠 4． 5 氣動(dòng)元件的清單 方向閥是 SMC 公司的；缸、氣源三大件和馬達(dá)是方大氣動(dòng)公司的；其他由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得： 如表 4－ 4 表 4－ 4 元件名 標(biāo)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(gè) )氣源三大件QFLJWCL8(1件 )空壓機(jī)(1臺(tái) )閥的匯流板W5FS23008103(1 個(gè) ){SMC}總氣源管直徑14mm 腕部馬達(dá) 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(dá) QGK=1RSD80T180E2 VF52205GB03 3/8 22 22 4． 6 動(dòng)作順序表 5 電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 5． 1 電氣控制方案設(shè)計(jì)和元件的選擇 可編程控制器具有通用靈活、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、易于編程、使用方便、安裝簡(jiǎn)單、便于維修等特點(diǎn) ,可見(jiàn)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(méi)有的很多優(yōu)點(diǎn)。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(jī)械手用到的端 口接點(diǎn)并不多，故本設(shè)計(jì)選用三菱 PLC 系統(tǒng) F160MR 作為機(jī)械手的氣動(dòng)控制系統(tǒng)。 5． 2 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)及 PLC 及 I/O 端口分配圖的設(shè)計(jì) PLC 端口分配圖設(shè)計(jì)輸入部分包括手動(dòng)控制、自動(dòng)控制、停止、急停保護(hù)和手動(dòng)單個(gè)動(dòng)作操作以及行程開(kāi)關(guān)輸入接點(diǎn)。輸出部分為驅(qū)動(dòng)電磁閥線圈的 12個(gè)輸出接點(diǎn)和四個(gè)表示功能方式轉(zhuǎn)換的信號(hào)輸出接點(diǎn)。 機(jī)械手 PLC 動(dòng)作流程圖：見(jiàn)《動(dòng)作流程圖》。 I/O 端口分配圖：見(jiàn)《 I/O 端口分配圖》。 5． 3 PLC 梯形圖的設(shè)計(jì) 1）考慮到雙動(dòng)電磁閥的兩側(cè)線圈不能同時(shí)帶電，故在梯形圖的設(shè)計(jì) 中將輸出驅(qū)動(dòng) 23 23 線圈回路加入互鎖功能，保證雙動(dòng)電磁閥兩側(cè)線圈不會(huì)同時(shí)通電。 2）由于手動(dòng)和自動(dòng)控制按鈕的常開(kāi)接點(diǎn)在按下啟動(dòng)后自行復(fù)歸斷開(kāi)。故在手動(dòng)和自動(dòng)啟動(dòng)回路中設(shè)計(jì)自鎖回路，以保證在啟動(dòng)按鈕復(fù)歸后仍可維持輸出輔助繼電器接點(diǎn)的接通閉合。 3）考慮到手爪的夾緊動(dòng)作適合使用延時(shí)控制防式，故在梯形圖中使用時(shí)間繼電器進(jìn)行手爪夾緊氣缸的電氣控制，同時(shí)可以節(jié)省兩個(gè)輸入接點(diǎn)。 4）自動(dòng)循環(huán)的功能由時(shí)間繼電器接點(diǎn)和行程限位共同串聯(lián)啟動(dòng)。 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(huì) 經(jīng)過(guò)本次的工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)，本人對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)，原理，液壓，氣路控制，以及 PLC的編程等知識(shí)已經(jīng)從原來(lái)的膚淺認(rèn)識(shí)到有深入的了解，能得到本次這么豐富的知識(shí)積累，也是對(duì)本人在以后的工作道路上的成功的保證。通過(guò)這設(shè)計(jì) ， 也 能趁這段寶貴時(shí)間對(duì)自己在這四年當(dāng)中所學(xué)到的知識(shí)作一次全面的檢閱和加強(qiáng)， 絕對(duì) 是一件 非常 有意義的事情。隨著設(shè)計(jì)的不斷深入，很多意想不到的問(wèn)題也隨之出現(xiàn)，這使我們感覺(jué)到自身知識(shí)的不足，明白到當(dāng)初學(xué)校為我們所設(shè)置的課程在應(yīng)用中的意義 。所以，我衷心感謝學(xué)校在這四年對(duì)本人的教育，能使我學(xué)到工作以外的文化知 識(shí)，也感受的學(xué)校里的老師對(duì)同學(xué)的熱切關(guān)懷，希望學(xué)校的所有老師的文化教育水平能隨時(shí)間的增長(zhǎng)而更進(jìn)一步！