【正文】 環(huán)形脈沖分配器選擇 YB013 芯片此芯片為專用三相步進(jìn)電機(jī)環(huán)形脈沖分配器此芯片工作穩(wěn)定性能優(yōu)良在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。然后 傳送帶開始轉(zhuǎn)動(dòng) ， 當(dāng)檢測到下一個(gè)工件時(shí)傳送帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)等待機(jī)械手來取工件，當(dāng)然只要機(jī)械手取 走工件傳送帶就開始轉(zhuǎn)動(dòng) ， 這樣設(shè)計(jì)是為了節(jié)省工作時(shí)間從而不會出現(xiàn)機(jī)械手等待傳送帶的時(shí)間。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。由開關(guān)接點(diǎn)開、合狀態(tài)的改變?nèi)タ刂?電路 和機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。 按照接口的連接對象來分，又可以將他們分為串行接口、并行接口、鍵盤接口和磁盤接口等。 3 接近開關(guān)傳感器的原理圖 : I/O 接口簡介 （ 1） I/O接口的概念 CPU與外部設(shè)備、存儲器的連接和數(shù)據(jù)交換都需要通過接口設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，前者被稱為 I/O接口，而后者則被稱為存儲器接口。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。 當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會動(dòng)作。 定位控制達(dá)到 16軸，脈沖串輸出或?yàn)?J和 K型熱電偶或 Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。 對 6種基本單元，可以以最小 8點(diǎn)為單元連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出 256點(diǎn)。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強(qiáng)，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，可以構(gòu)成三級通訊網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動(dòng)化。它能聯(lián)接各種特殊功能模塊， 通訊聯(lián)網(wǎng)功能更強(qiáng)，指令系統(tǒng)更豐富，內(nèi)存容量更大，掃描速度更快。 plc 的分類有： (一 ) 小型 PLC 小型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)一般在 128 點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量 I/O 以外，還可以連接模擬量 I/O 以及其他各種特殊功能模塊。 （三） 電源 PLC 的電源在整個(gè)系統(tǒng)中起著十分重要得作用。 PLC 的結(jié)構(gòu)，種類和分類 PLC 實(shí)質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計(jì)算機(jī)相同，如圖所示： 圖 51 （一）中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。這一新型工業(yè)控制裝置的出現(xiàn)，也受到了世界其他國家的高度重視。 三 、 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 考慮到機(jī)械手的通用性，同時(shí)使用點(diǎn)位控制，因此我們采 用可編程序控制器(PLC)對機(jī)械手進(jìn)行控制 .當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程改變時(shí)，只需改變 PLC程序即可實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷。作為固定支撐的軸承，應(yīng)能承受雙向軸向載荷，故內(nèi)外圈在軸向全要固定。起 動(dòng)或制動(dòng)的時(shí)間差 ? t=。 60KgG ?工 件 現(xiàn)在對機(jī)械手手臂做粗略估算： G爪 和 G腕 總共 =33Kg Kg?臂 G?總 G工 件 +G爪 +G腕 +G臂 = (2)計(jì)算零件的重心位置，求出重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離 ? 。 經(jīng)過以上的計(jì)算，需要螺釘來連接，最終確定的液壓缸內(nèi)徑為 150mm，外徑為 230mm，輸出軸徑為 50mm （ 4） 動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘 連接螺釘一般為偶數(shù)，對稱安裝，并用 兩個(gè)定位銷定位。 d 為輸出軸與動(dòng)片連接處的直徑，設(shè) d=50mm,則回 轉(zhuǎn)缸的內(nèi)徑通過下列計(jì)算： 28MDd??驅(qū)bp () D=151mm 既設(shè)計(jì)液壓缸的內(nèi)徑為 150mm,根據(jù)表 180mm(不是最終尺寸 )，再經(jīng)過配合等條件的考慮。 若手臂回轉(zhuǎn)零件的重心與回 轉(zhuǎn)軸的距離為 ? ，則 20 c GJJg ??? () 式中 cJ —— 回轉(zhuǎn)零件的重心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量?；剞D(zhuǎn)角度一般靠機(jī)械擋塊來決定，對于本設(shè)計(jì)就是考慮兩個(gè)葉片之間可以轉(zhuǎn)動(dòng)的角度，為滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)中動(dòng)片和靜片之間可以回轉(zhuǎn) 1800。這樣就固定了花鍵軸，也就通過花鍵軸固定了活塞桿。手臂部件與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸體連接，由缸體帶動(dòng)手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)：齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動(dòng)。 （ 2） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之上的結(jié)構(gòu)。 機(jī)身承載著手臂，做回轉(zhuǎn)，升降運(yùn)動(dòng)，是機(jī)械手的重要組成部分。因此，臂部的運(yùn)動(dòng)越多，機(jī)身的機(jī)構(gòu)和受力情況就越復(fù)雜。對于桿長 L大于直徑 d的 15倍以上，按拉、壓強(qiáng)度計(jì)算： ? ?24Fd????? () 設(shè)計(jì)中活塞桿取材料為碳剛，故 ??? =100~120Mpa，活塞直徑 d=20mm,L=1360mm,現(xiàn)在進(jìn)行校核。 ? ? ? ? ， 1070GN?總 ，L==,導(dǎo)向支撐 a設(shè)計(jì)為 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入進(jìn)行計(jì)算 39。 39。39。 F F F F F? ? ? ?回摩 密 慣 () 4. 手臂摩擦力的分析與計(jì)算 分析： 摩擦力的計(jì)算 不同的配置和不同的導(dǎo)向截面形狀，其摩擦阻力是不同的，要根據(jù)具體情況進(jìn)行估算。 3. 手臂直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 先進(jìn)行粗略的估算，或類比同類結(jié)構(gòu)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)參數(shù)初步確定有關(guān)機(jī) 構(gòu)的主要尺寸，再進(jìn)行校核計(jì)算，修正設(shè)計(jì)。 （ 2） 手臂的典型運(yùn)動(dòng)形式有：直線運(yùn)動(dòng)，如手臂的伸縮，升降和橫向移動(dòng)；回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，如手臂的左右擺動(dòng)，上下擺動(dòng)；符合運(yùn)動(dòng)，如直線運(yùn)動(dòng)和回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)組合，兩直線運(yùn)動(dòng)的雙層液壓缸空心結(jié)構(gòu)。對于懸臂式的機(jī)械手，其傳動(dòng)件、導(dǎo)向件和定位件布置合理，使手臂運(yùn)動(dòng)盡可能平衡，以減少對升降支撐軸線的偏心力矩，特別要防止發(fā)生機(jī)構(gòu)卡死（自鎖現(xiàn)象）。 （ 2） 減少臂部運(yùn)動(dòng)件的輪廓尺寸。 /s內(nèi)，大部分平均移動(dòng)速度為 1000mm/s，平均回轉(zhuǎn)角速度在 90176。 （ 4） 注意簡化結(jié)構(gòu)。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機(jī)械手的工作性能。 臂部運(yùn)動(dòng)的目的：把手部送到空間運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)任意一點(diǎn)。 手臂部件是機(jī)械手的主要握持部件。sQ Q QF F F??=+10545=19772N 螺釘材料選擇 Q235， ? ? 240 1601 .5s M P an?? ? ? ?則（ ? ） 螺釘?shù)闹睆? ? ?04 QFd ???? （ ） ? ? 04 QFd ???? 64 1 .3 1 9 7 7 2 0 .0 1 5 93 .1 4 1 6 0 1 0 m?????? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d=16mm. （ 1） 動(dòng)片和輸出軸間的連接螺釘 動(dòng)片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見上圖。 （ 3） 啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度 ??啟 018 =，等速轉(zhuǎn)動(dòng)角速度 ? ?? 。 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 1. 腕部設(shè)計(jì)考慮的參數(shù) 夾取工件重量 30Kg ，回轉(zhuǎn) 0180 。 (3) 具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)。回轉(zhuǎn)角由動(dòng)片和靜片之間允許回轉(zhuǎn)的角度來決定（一般小于 0270 ）。 （ 2）結(jié)構(gòu)考慮，合理布局 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，又承擔(dān)連接和支撐作用，除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外，要有足夠的強(qiáng)度、剛度外，還應(yīng)綜合考慮，合理布局，解決好腕部與臂部和手部的連接。計(jì)算公式： maxcaSSS????；sS 選取 ~（力學(xué)性精確能高 ） max 38KD Fd? ?? max 38KD Fd? ?? 38 1 . 1 8 4 0 . 0 4 2 1 6 2 1 5 9 8 7 5 6 4 7 93 . 1 4 0 . 0 0 7??? ? ?? 6m a x8 0 0 1 0 1 . 3 3 6 1598756479casS paS pa?? ?? ? ? 結(jié)論：經(jīng)過校核，彈簧適應(yīng)。 結(jié)論本設(shè)計(jì)彈簧 ??，因此 彈簧穩(wěn)定性合適。 圖 圓柱螺旋彈簧的幾何參數(shù) (1).選擇硅錳彈簧鋼，查取許用切應(yīng)力 ? ? 800MPa? ? (2).選擇旋繞比 C=8，則 4 1 0 .6 1 54 4 6CK C ???? （ ） 4 1 0 .6 1 54 4 6CK C ???? ? ?? ?4 8 1 0 .6 1 5 1 .1 8 34 8 4 6??? ? ??? (3).根據(jù)安裝空間選擇彈簧中徑 D=42mm，估算彈簧絲直徑 42 5 .2 58Dd m mC? ? ? (4).試算彈簧絲直徑 ? ?39。 機(jī)械手的夾持范圍為 80mm~200mm。 手抓夾持范圍，手指長 100mm,當(dāng)手抓沒有張開角的時(shí)候，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，它的最小夾持半徑1R 40? ，當(dāng)張開060 時(shí)，如圖 （ b） 所示，最 大夾持半徑 2R 計(jì)算如下： 002 1 0 0 3 0 4 0 c o s 3 0 9 0R tg? ? ? ? ?機(jī)械手的夾持半徑從 40~90mm 圖 手抓張開示意圖 機(jī)械手的精度設(shè)計(jì)要求工件定位準(zhǔn)確 ,抓取精度高 ,重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性好 ,并有足夠的抓取能 ? ?12力 。 G—— 被抓取工件所受重力（ N）。必須對大小、方向和作用點(diǎn)進(jìn)行分析計(jì)算。11FF?? 由 01M? ??F =0 得 39。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機(jī)械手手抓閉和，在壓力 油作用下，彈簧被壓縮，從而機(jī)械手手指張開。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動(dòng) ,這種手指結(jié)構(gòu)簡單 , 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。 機(jī)械手手抓的設(shè)計(jì)計(jì)算 本設(shè)計(jì)是設(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?? = 060 ，夾取重量為 30Kg。 （ 4） 應(yīng)保證手抓的夾持 精度。 二、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 機(jī)械手手部的設(shè) 計(jì)計(jì)算 .1 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。采用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手 ,結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便 ，驅(qū)動(dòng)力大等優(yōu)點(diǎn)。（ 2） 腕部，采用一個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸實(shí)現(xiàn)手部回轉(zhuǎn)（ 3）臂部，采用直線缸來實(shí)現(xiàn)手臂平動(dòng) 。圖 是機(jī)械手搬運(yùn)物品示意圖。(2)圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手 。 ( 3)球坐標(biāo) (極坐標(biāo) )型機(jī)械手 。圖中機(jī)械手的任務(wù)是將傳送帶 A 上的物品搬運(yùn)到傳送帶 B。（ 4）機(jī)身，采用一個(gè)直線缸和一個(gè)回轉(zhuǎn)缸來實(shí)現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。因此，機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案選擇液壓驅(qū)動(dòng)。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。 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。 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。 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 ,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。 2 .手抓的力學(xué)分析 下面對其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿 圖 （ a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。1 NFF? h cosah ?? F= 2cosNb Fa ? （ ） 式中 a—— 手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對稱中心的距離（ 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。一般來說，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)。 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 ~1 20200~30000 ~ 5000~10000 ~ 30000~50000 ~ 10000~20200 ~ 50000以上 ~ 計(jì)算：設(shè) a=100mm,b=50mm, 010 ? 040 。 機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機(jī)械手的定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件來決定），而且也于機(jī)械手夾持誤差大小有關(guān)。 一般夾持誤差不超過 1mm,分析如下： 工件的平均半徑： 90 402cpR ?