【導(dǎo)讀】[1]張利平.液壓氣動技術(shù)實用問答[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[J].高等教育出版社,[11]機械設(shè)計手冊編委會、機械設(shè)計手冊單行本、北京、機械工業(yè)出版社，設(shè)計一臺鋸片磨床上下料機械手。2．設(shè)計圖樣全部用CAD繪制，重要零件圖若干。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。具體包括機械手的總體設(shè)計，腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計，機械手手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計，基于PLC對機械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計，通過對機械手作業(yè)的工藝過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)計方案，然后在此基礎(chǔ)上創(chuàng)新改進以實現(xiàn)其功能。計方案，可提出多個設(shè)計方案，通過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、鏈輪等傳動系統(tǒng)方案，確定最合適的。手預(yù)期要實現(xiàn)的運動編寫程序，并設(shè)計電子線路。動強度，提高加工精度和生產(chǎn)效率。

　　

【正文】 氣缸 1的選擇 密閉氣缸是通過管路與真空吸盤相連，為使真空吸盤吸起 物料的重量，真空吸盤腔內(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所需克服的摩擦損失給定一個安全系數(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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 腔內(nèi)絕對壓力 =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，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)絕對壓力， 1v 為抽氣后所達(dá)到的體積： 0V V V??管 路 真 空 吸 盤 三個真空吸盤內(nèi)腔體積約為 3 3cm ，導(dǎo)管內(nèi)徑約為 5mm，長為 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 選擇國產(chǎn)氣缸 QGBⅡ系列氣缸，安裝方式選擇腳架式 選擇型號為 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 是帶動密封氣缸抽氣的驅(qū)動氣缸，抽氣時密封氣缸 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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 對有桿缸的腔內(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 選擇國產(chǎn)氣缸 QGAⅡ系列氣缸，安裝方式選擇腳架式 選擇型號為 QGAⅡ 32? 63MS，活塞桿直徑為 12mm 3的選擇 伸縮氣缸 3是實現(xiàn)機械手末端執(zhí)行機構(gòu)上下移動的功能，主要是由氣體對活塞桿腔通入氣體，使活塞帶動重物向上做功，而下降時，主要是靠重物自身重力和氣體通入無桿腔共同作用做功。 活塞桿上受到的負(fù)載為鋸片真空吸盤與真空吸盤架、管路等的重力，活塞桿向上運動時需要克服負(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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 活塞向上運動時： 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范圍受機床空間限制，活塞桿的移動量在 30mm 左右。所以選擇行程時，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，角鐵通過焊接與機械手手臂相連。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是擺動氣缸是實現(xiàn)機械手腰座的左右擺動， 從而實現(xiàn)機械手手臂擺動，擺動氣缸4主要是提供轉(zhuǎn)矩，驅(qū)動手臂的擺動。 機械手手臂是總長為 800mm，除角鐵部分長為 760mm，厚為 5mm的無縫鋼管，可視為均質(zhì)細(xì)桿，其轉(zhuǎn)動慣量為 20113J ml?，機械手手臂質(zhì)量為 。 機械手手臂末端的負(fù)載由氣缸 3的重力和鋸片、真空吸盤、真空吸盤架、管路連接件的重量，手臂末端的轉(zhuǎn)動慣量可以視為質(zhì)量為 1m 的剛體對軸 Z 的轉(zhuǎn)動慣量 ZJ ， 22ZJ mr? 2 10m kg? 其轉(zhuǎn)動慣量原理圖為： 正在輸入（網(wǎng) @laoshutou）為您傾心整理（下載后雙擊刪除） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 機械手手臂平均轉(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 所以擺動氣缸選型時， mM ?轉(zhuǎn) 矩 ，選擇 QGB1系列葉片擺動氣 馬達(dá) QGB275 轉(zhuǎn)矩為 33Nm 5 基于 PLC 對機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計 隨著微處理器、計算機的迅速發(fā)展，計算機控制技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用在工業(yè)控制的各個方面。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，有著無比的優(yōu)越性：①靈活，控制條件的改變，可以和輕松地通過程序而進行實現(xiàn)，在工程改造中可以節(jié)約大量的時間和硬件成本；②可靠性非常高，抗干擾能力強，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)使用了大量的中繼和時繼，由于觸點接觸不良而容易引發(fā)事故， PLC用軟觸點代替了硬觸點，完全消除了由于 中間觸點所引發(fā)的事故；③接線簡單，由于 PLC的中間控制環(huán)節(jié)完全有軟件實現(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而使體積比原來小很多。 為使鋸片磨床機械手實現(xiàn)柔性化制造，采用兩塊可編程控制器分別控制上料機械手和下料機械手。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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 上料機械手限位開關(guān)的設(shè)置如圖所示： 上料機械手：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 下料機械手：輸入繼電器有 X X X X X10（ X12加工完成信號脈沖輸入） 輸出繼電器 Y Y Y Y8。 本機械手為氣動機械手，采用 PLC控制，選用 三菱可編程控制器 產(chǎn)品： 8點輸入，8點輸出。 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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 6 設(shè)計體會 通過這次畢業(yè)設(shè)計使我加深了對過去所學(xué)知識的理解，真正懂得了如何把松散的知識有機的結(jié)合起來，并靈活運用，并且在老師和同學(xué)的幫助下 讓我懂得了如何去面對設(shè)計方案，如何下手，應(yīng)該從哪些方面去考慮問題。 懂得考慮問題時應(yīng)該由淺入深，從簡到易。在分析問題時應(yīng)該先抓住重點，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)我做機械手的設(shè)計時，首先考慮自動控制 ,在考慮自動控制時又先考慮的是機械手要完成哪些動作，應(yīng)該如何實現(xiàn)。從而經(jīng)過仔細(xì)思考確定設(shè)計方案。 遇到問題時，千萬不能慌，應(yīng)當(dāng)保持大腦清醒，不急不躁，通過查找資料逐一解決問題。 做畢業(yè)設(shè)計時很重要的一點就是要學(xué)會自己查找資料。通過經(jīng)常翻翻參考書籍，有目的的選擇自己想要的東西，拓寬 一下自己的思路，找到解決問題的方法，使自己在做設(shè)計的時候有更多的選擇。 總之，通過這次畢業(yè)設(shè)計使我受益非淺。我感謝學(xué)校給我這次鍛煉機會，使我在踏上社會，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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 參考文獻 [1] 張利平 .液壓氣動技術(shù)實用問答 [J].北京：化學(xué)工業(yè)出版社， [2]張利平 .液壓氣動技術(shù)速查手冊 [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 [J].高等教育出版社 , [4]徐灝 .機械設(shè)計手冊第五卷 [S].北京：機械工業(yè)出版社， 1992 [5]吳宗澤，羅圣國 .機械設(shè)計課程設(shè)計手冊 [S].北京：高等教育出版社， 2021 [6]【日】日本機器人學(xué)會，《編新編機器人技術(shù)手冊》宗光華、程君實譯，科學(xué)出版社 2021 [7] 徐元昌主編，《工業(yè)機器人》中國輕工業(yè)出版社 [8] 高安邦主編，《新編機床電氣與 PLC控制技術(shù)》機械工業(yè)出版社 [9] 費仁元主編，《機器人機械設(shè)計和分析》 北京工業(yè)大學(xué)出版社 [10]機械設(shè)計手冊編委會、機 械設(shè)計手冊單行本（氣壓傳動與控制）、北京、機械工業(yè)出版社， 2021 [11]機械設(shè)計手冊編委會、機械設(shè)計手冊單行本（滾動軸承）、北京、機械工業(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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 謝辭 本 畢業(yè)設(shè)計 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 過程，無不凝聚著 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)識淵博，為人和藹可親。并且在整個畢業(yè)設(shè)計過程中， 他們 不斷對我得到的 結(jié)論進行總結(jié)，并提出新的問題，使得我的畢業(yè)設(shè)計課題能夠深入地進行下去，也使我接觸到了許多理論和實際上的新問題，使我做了許多有益的思考。在此表示誠摯的感謝和由衷的敬意。 在臨近畢業(yè)之際，我還要借此機會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） 如有需求請發(fā)站內(nèi)信（下載后雙擊刪除） 衷的謝意，感謝他們四年來的辛勤栽培。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用專業(yè)知識，并在設(shè)計中得以體現(xiàn)，順利完成畢業(yè)論文。 同時，在論文寫作過程中，我還參考了有關(guān)的書籍和論文，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)計的這段時間里，你們給了我很多的啟發(fā)，提出了很多寶貴的意見，對于你們幫助和支持，在此我表示深深地感謝。 09/20 11:46 102 機體齒飛面孔雙臥多軸組合機床及 CAD 設(shè)計 09/08 20:02 3kN 微型裝載機設(shè)計 09/20 15:09 45T 旋挖鉆機變幅機構(gòu)液壓缸設(shè)計 08/30 15:32 5 噸卷揚機設(shè)計 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 09/21 13:39 CA6140 車床撥叉零件的機械加工工藝規(guī)程及夾具設(shè)計 831003 08/30 15:37 CPU 風(fēng)扇后蓋的注塑模具設(shè)計 09/20 16:19 GDC956160 工業(yè)對輥成型機設(shè)計 08/30 15:45 LS 型螺旋輸送機的設(shè)計 10/07 23:43 LS 型螺旋輸送機設(shè)計 09/20 16:23