【導(dǎo)讀】[1]張利平.液壓氣動(dòng)技術(shù)實(shí)用問(wèn)答[J].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[3]劉延俊，關(guān)浩，周德繁.液壓與氣壓傳動(dòng)[J].高等教育出版社,[11]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本、北京、機(jī)械工業(yè)出版社，設(shè)計(jì)一臺(tái)鋸片磨床上下料機(jī)械手。2．設(shè)計(jì)圖樣全部用CAD繪制，重要零件圖若干。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。具體包括機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)，腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，基于PLC對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，通過(guò)對(duì)機(jī)械手作業(yè)的工藝過(guò)程和控制要求的分析，1．熟悉課題，調(diào)查研究，收集資料。及設(shè)計(jì)方案，然后在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新改進(jìn)以實(shí)現(xiàn)其功能。計(jì)方案，可提出多個(gè)設(shè)計(jì)方案，通過(guò)比較擬訂最后方案和工作原理。方案，最終確定方案。提出齒輪、蝸輪、鏈輪等傳動(dòng)系統(tǒng)方案，確定最合適的。手預(yù)期要實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)編寫(xiě)程序，并設(shè)計(jì)電子線路。動(dòng)強(qiáng)度，提高加工精度和生產(chǎn)效率。

　　

【正文】 氣缸 1的選擇 密閉氣缸是通過(guò)管路與真空吸盤(pán)相連，為使真空吸盤(pán)吸起 物料的重量，真空吸盤(pán)腔內(nèi)真空度要求達(dá) 10 aP? 。密閉氣缸的選擇必須考慮到連接管路泄露損失及氣缸抽氣時(shí)所需克服的摩擦損失給定一個(gè)安全系數(shù) k=。則密閉氣缸所需達(dá)到的真空度為 65 10 10aaPP? ? ? ? ? ?即密閉氣缸腔內(nèi)氣缸為： 真空度 =腔內(nèi)絕對(duì)壓力 — 大氣壓力 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 腔內(nèi)絕對(duì)壓力 =真空度 +大氣壓力 = 5 5 50. 4 10 1. 01 10 0. 64 10a a aP P P? ? ? ? ? ? 溫度不變時(shí)，氣體壓力與比容成反比 即 0101pvvp? 設(shè) 0p 為大氣壓力， 0v 為密封氣缸內(nèi)初始的氣體量， 1p 為密閉氣缸抽氣后所達(dá)到的腔內(nèi)絕對(duì)壓力， 1v 為抽氣后所達(dá)到的體積： 0V V V??管 路 真 空 吸 盤(pán) 三個(gè)真空吸盤(pán)內(nèi)腔體積約為 3 3cm ，導(dǎo)管內(nèi)徑約為 5mm，長(zhǎng)為 900mm左右，導(dǎo)管內(nèi)腔體積約為 18 3cm 即 3 3 30V = 9c m 18 c m 27 c m??，考慮管路泄露及連接處的密封不良等問(wèn)題。 0V 取50 3cm ， 1V =80 3cm 。 5 33010 51 1 .0 1 1 0 5 0 c m 7 8 .9 c m0 .6 4 1 0PVVP ?? ? ? ?? 為使吸盤(pán)快速吸取物料，抽氣行程則需取的小些，由公式 21s4D V? ?，氣缸內(nèi)徑則需取的大些，內(nèi)徑取 40mm 31224 4 8 0 1 0 4 0 .74 0 3 .1 4VS D ? ??? ? ?? 則氣缸行程 S取 42mm 選擇國(guó)產(chǎn)氣缸 QGBⅡ系列氣缸，安裝方式選擇腳架式 選擇型號(hào)為 QGBⅡ 40? 50MS，查得活塞桿直徑為 16mm 活塞桿上所需的拉力為 2 2 201 2 6 .244D d DF P P N???? ? ? 氣缸 2的選擇 氣缸 2 是帶動(dòng)密封氣缸抽氣的驅(qū)動(dòng)氣缸，抽氣時(shí)密封氣缸 1 活塞桿上所需要的拉 力為2 2 201 2 6 .244D d DF P P N???? ? ?，氣缸 2選擇雙向作用氣缸，根據(jù)力平衡原理 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 對(duì)有桿缸的腔內(nèi)通入氣體，活塞桿右行，活塞桿產(chǎn)生拉力 F，拉力 F還需考慮氣缸工作時(shí)的總阻力，氣源的工作壓力 P為 aMP ， ? 取 ， d/D取 222 ( ) ( )4F D d p N? ??? pFD ??? 則氣缸 2內(nèi)徑64 3 01 . 0 4 0 . 0 1 6 6 1 6 . 60 . 5 1 0 0 . 3D m m m? ?? ? ?? ? ? 氣缸內(nèi)徑取 32，活塞桿行程取 42 選擇國(guó)產(chǎn)氣缸 QGAⅡ系列氣缸，安裝方式選擇腳架式 選擇型號(hào)為 QGAⅡ 32? 63MS，活塞桿直徑為 12mm 3的選擇 伸縮氣缸 3是實(shí)現(xiàn)機(jī)械手末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)上下移動(dòng)的功能，主要是由氣體對(duì)活塞桿腔通入氣體，使活塞帶動(dòng)重物向上做功，而下降時(shí)，主要是靠重物自身重力和氣體通入無(wú)桿腔共同作用做功。 活塞桿上受到的負(fù)載為鋸片真空吸盤(pán)與真空吸盤(pán)架、管路等的重力，活塞桿向上運(yùn)動(dòng)時(shí)需要克服負(fù)載的重力，還需克服活塞 桿自身重力及摩擦力，活塞桿上的拉力約為 70N，確定氣缸內(nèi)徑。 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 活塞向上運(yùn)動(dòng)時(shí)： 22()4Dd pG??? ? 其中 G：載荷為 70N P：氣缸工作壓力選 ? :載荷率取 估定活塞桿直徑可取 d/D= 641 . 0 5 0 . 0 1 9 8 1 9 . 80 . 5 1 0 0 . 5GD m m m?? ? ?? ? ? 所以選擇氣缸內(nèi)徑 mm? 由于伸縮氣缸的活塞桿移動(dòng)范圍受機(jī)床空間限制，活塞桿的移動(dòng)量在 30mm 左右。所以選擇行程時(shí)，多加 1020mm的行程余量，即氣缸行程為 50mm。 由于伸縮氣缸要安裝在機(jī)械手手臂上，氣缸的活塞起到使重物上升、下降的作用，氣缸只能倒置安裝在角鐵上，角鐵通過(guò)焊接與機(jī)械手手臂相連。所以氣缸只能采用固定式的后法蘭（ MF2）式，倒懸掛安裝在角鐵上。 綜上述因素的考慮，需選擇小型的氣型、短行程、氣缸內(nèi)徑 mm? ，后法蘭安裝式，與普通氣缸相比薄型氣缸，缸徑選為Ф 40mm，行程為 50mm 氣缸 4的選擇 氣缸 4是擺動(dòng)氣缸是實(shí)現(xiàn)機(jī)械手腰座的左右擺動(dòng)， 從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手手臂擺動(dòng)，擺動(dòng)氣缸4主要是提供轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動(dòng)手臂的擺動(dòng)。 機(jī)械手手臂是總長(zhǎng)為 800mm，除角鐵部分長(zhǎng)為 760mm，厚為 5mm的無(wú)縫鋼管，可視為均質(zhì)細(xì)桿，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為 20113J ml?，機(jī)械手手臂質(zhì)量為 。 機(jī)械手手臂末端的負(fù)載由氣缸 3的重力和鋸片、真空吸盤(pán)、真空吸盤(pán)架、管路連接件的重量，手臂末端的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量可以視為質(zhì)量為 1m 的剛體對(duì)軸 Z 的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 ZJ ， 22ZJ mr? 2 10m kg? 其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量原理圖為： 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 機(jī)械手手臂平均轉(zhuǎn)速ω =30176。 /s，在 ，則加速度 20 3 0 9 0 / s0 .3t?? ?? ? ? ? M ?? 210轉(zhuǎn) 矩 （ m r +J ） 20213J ml? 1 1 . 4 mMN ?? ? ? ? ?22轉(zhuǎn) 矩 1= （ 1 0 0 . 8 + 4 . 5 0 . 7 6 ）32 所以擺動(dòng)氣缸選型時(shí)， mM ?轉(zhuǎn) 矩 ，選擇 QGB1系列葉片擺動(dòng)氣 馬達(dá) QGB275 轉(zhuǎn)矩為 33Nm 5 基于 PLC 對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 隨著微處理器、計(jì)算機(jī)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制的各個(gè)方面。作為工業(yè)應(yīng)該的微處理器 PLC，與傳統(tǒng)的電氣控制相比，有著無(wú)比的優(yōu)越性：①靈活，控制條件的改變，可以和輕松地通過(guò)程序而進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，在工程改造中可以節(jié)約大量的時(shí)間和硬件成本；②可靠性非常高，抗干擾能力強(qiáng)，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中繼和時(shí)繼，由于觸點(diǎn)接觸不良而容易引發(fā)事故， PLC用軟觸點(diǎn)代替了硬觸點(diǎn)，完全消除了由于 中間觸點(diǎn)所引發(fā)的事故；③接線簡(jiǎn)單，由于 PLC的中間控制環(huán)節(jié)完全有軟件實(shí)現(xiàn)，接線工作主要正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 是輸入和輸出部分；④體積大大減小， PLC省出了大量的控制繼電器，因此許多控制柜的體積由于使用 PLC而使體積比原來(lái)小很多。 為使鋸片磨床機(jī)械手實(shí)現(xiàn)柔性化制造，采用兩塊可編程控制器分別控制上料機(jī)械手和下料機(jī)械手。其流程圖為： 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 上料機(jī)械手限位開(kāi)關(guān)的設(shè)置如圖所示： 上料機(jī)械手：輸入繼電器有 X X X X X X6 (X26為下降脈沖輸入 ) 輸出繼電器 Y Y Y Y4 下料機(jī)械手：輸入繼電器有 X X X X X10（ X12加工完成信號(hào)脈沖輸入） 輸出繼電器 Y Y Y Y8。 本機(jī)械手為氣動(dòng)機(jī)械手，采用 PLC控制，選用 三菱可編程控制器 產(chǎn)品： 8點(diǎn)輸入，8點(diǎn)輸出。 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 6 設(shè)計(jì)體會(huì) 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我加深了對(duì)過(guò)去所學(xué)知識(shí)的理解，真正懂得了如何把松散的知識(shí)有機(jī)的結(jié)合起來(lái)，并靈活運(yùn)用，并且在老師和同學(xué)的幫助下 讓我懂得了如何去面對(duì)設(shè)計(jì)方案，如何下手，應(yīng)該從哪些方面去考慮問(wèn)題。 懂得考慮問(wèn)題時(shí)應(yīng)該由淺入深，從簡(jiǎn)到易。在分析問(wèn)題時(shí)應(yīng)該先抓住重點(diǎn)，然后再考慮其他細(xì)節(jié)。知道什么是主要的，什么是次要的。當(dāng)我做機(jī)械手的設(shè)計(jì)時(shí)，首先考慮自動(dòng)控制 ,在考慮自動(dòng)控制時(shí)又先考慮的是機(jī)械手要完成哪些動(dòng)作，應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)。從而經(jīng)過(guò)仔細(xì)思考確定設(shè)計(jì)方案。 遇到問(wèn)題時(shí)，千萬(wàn)不能慌，應(yīng)當(dāng)保持大腦清醒，不急不躁，通過(guò)查找資料逐一解決問(wèn)題。 做畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)很重要的一點(diǎn)就是要學(xué)會(huì)自己查找資料。通過(guò)經(jīng)常翻翻參考書(shū)籍，有目的的選擇自己想要的東西，拓寬 一下自己的思路，找到解決問(wèn)題的方法，使自己在做設(shè)計(jì)的時(shí)候有更多的選擇。 總之，通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我受益非淺。我感謝學(xué)校給我這次鍛煉機(jī)會(huì)，使我在踏上社會(huì)，工作崗位之前又給了我一次很好的磨練。 再次感謝所有支持和幫助過(guò)我的領(lǐng)導(dǎo)、老師、同學(xué)們。 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 參考文獻(xiàn) [1] 張利平 .液壓氣動(dòng)技術(shù)實(shí)用問(wèn)答 [J].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [2]張利平 .液壓氣動(dòng)技術(shù)速查手冊(cè) [S].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [3]劉延俊，關(guān)浩，周德繁 .液壓與氣壓傳動(dòng) [J].高等教育出版社 , [4]徐灝 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷 [S].北京：機(jī)械工業(yè)出版社， 1992 [5]吳宗澤，羅圣國(guó) .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) [S].北京：高等教育出版社， 2021 [6]【日】日本機(jī)器人學(xué)會(huì)，《編新編機(jī)器人技術(shù)手冊(cè)》宗光華、程君實(shí)譯，科學(xué)出版社 2021 [7] 徐元昌主編，《工業(yè)機(jī)器人》中國(guó)輕工業(yè)出版社 [8] 高安邦主編，《新編機(jī)床電氣與 PLC控制技術(shù)》機(jī)械工業(yè)出版社 [9] 費(fèi)仁元主編，《機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì)和分析》 北京工業(yè)大學(xué)出版社 [10]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)、機(jī) 械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本（氣壓傳動(dòng)與控制）、北京、機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 [11]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)、機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)單行本（滾動(dòng)軸承）、北京、機(jī)械工業(yè)出版社， 2021 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 謝辭 本 畢業(yè)設(shè)計(jì) 在 呂永昌 老師 和李盛宇兩位指導(dǎo)老師 的悉心指導(dǎo)和嚴(yán)格要求下業(yè)已完成，從課題選擇到具體的 設(shè)計(jì) 過(guò)程，無(wú)不凝聚著 兩位 老師的心血和汗水， 兩位老師 治學(xué)態(tài)度嚴(yán)謹(jǐn)，學(xué)識(shí)淵博，為人和藹可親。并且在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中， 他們 不斷對(duì)我得到的 結(jié)論進(jìn)行總結(jié)，并提出新的問(wèn)題，使得我的畢業(yè)設(shè)計(jì)課題能夠深入地進(jìn)行下去，也使我接觸到了許多理論和實(shí)際上的新問(wèn)題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠(chéng)摯的感謝和由衷的敬意。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機(jī)會(huì)向在這四年中給予了我?guī)椭椭笇?dǎo)的所有老師表示由正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請(qǐng)發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 衷的謝意，感謝他們四年來(lái)的辛勤栽培。不積跬步何以至千里，各位任課老師認(rèn)真負(fù)責(zé)，在他們的悉心幫助和支持下，我能夠很好的掌握和運(yùn)用專(zhuān)業(yè)知識(shí)，并在設(shè)計(jì)中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 同時(shí)，在論文寫(xiě)作過(guò)程中，我還參考了有關(guān)的書(shū)籍和論文，在這里一并向有關(guān)的作 者表示謝意。 我還要感謝同組的各位同學(xué)，在畢業(yè)設(shè)計(jì)的這段時(shí)間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見(jiàn)，對(duì)于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。 09/20 11:46 102 機(jī)體齒飛面孔雙臥多軸組合機(jī)床及 CAD 設(shè)計(jì) 09/08 20:02 3kN 微型裝載機(jī)設(shè)計(jì) 09/20 15:09 45T 旋挖鉆機(jī)變幅機(jī)構(gòu)液壓缸設(shè)計(jì) 08/30 15:32 5 噸卷?yè)P(yáng)機(jī)設(shè)計(jì) 10/30 17:12 C620 軸撥桿的工藝規(guī)程及鉆 2Φ16孔的鉆床夾具設(shè)計(jì) 09/21 13:39 CA6140 車(chē)床撥叉零件的機(jī)械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計(jì) 831003 08/30 15:37 CPU 風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計(jì) 09/20 16:19 GDC956160 工業(yè)對(duì)輥成型機(jī)設(shè)計(jì) 08/30 15:45 LS 型螺旋輸送機(jī)的設(shè)計(jì) 10/07 23:43 LS 型螺旋輸送機(jī)設(shè)計(jì) 09/20 16:23