【正文】 前期的很多設計在具體的組裝操作和實際檢驗中都發(fā)生了這樣或那樣的錯誤，在具體設計上有很多想法都不現實，這也讓我明白了，設計并不只是一個好的想法，更多的是在對大量機構有了比較清楚的認識上進行的自主創(chuàng)新，否則再 好的想法也不過只能成為一個空想。各部分裝配如下列圖所示（小組統(tǒng)一采用 Pro/E ）： （ 1） 手部 （ 2） 腕部 37 （ 3）臂部 （ 4）機身升降部分 38 (5)機身回轉部分 （ 6）底座 39 總裝配 聯接各部分所需標準件 腰部與 臂部采用四個 M18 GB 7582的螺栓和 1型六角螺母固定聯接；臂部與腕部采用一個 M30 GB6170的螺母固定聯接，腕部與手部的連接，用 8個 M6 GB5782 的螺栓和 1型六角螺母固定聯接；各出螺栓與螺母的聯接采用輕型彈簧墊圈 （ 1）手臂部分 40 （ 2）手臂夾緊裝置 （ 3）腕部擺動液壓缸 （ 4）臂部伸縮液壓缸 41 （ 5）臂部支撐座 （ 6）機身升降液壓缸 42 （ 7）機身擺動液壓缸 （ 8）底座 液壓回路的連接 按 連接液壓回路 （ 1）管接頭在管路系統(tǒng)中，可分離的管接頭數量應保持最少，可用彎管代替彎頭 （ 2）管路安裝時，應使安裝應力減到最小，其布置應能防止可預見的危險，并且不妨礙對元件調整，將油管插入對應腰部、臂部、腕部、手部的油口中，保證連接緊固與密封；（注意：油管都在外面，安裝時需將其固定好，防止機械手動作過程中油管移動造成機械手卡死和油路不通） (3)推薦采用彈性密封件的硬管和軟管接頭，當適用時，所有金屬管接頭應符合 ISO 8384的第 1，第 2，第 2，第 3部分和 ISO 6162 或者 ISO 6164，所有軟管接頭應 符合 ISO12151 的第 1，第 2，第 3，第 4，或第 5部分 PLC控制回路的連接 按 PLC外部線路，將對應的控制端連到 PLC控制器的輸入端，并將 PLC輸出端一一對應連到 5個三位四通換向閥的 10個電磁閥上，保證無誤； 43 七 總結 經過這幾周的課程設計，我們小組對本次設計課題進行了深入的分析，討論確定了整個精鍛機上料機械手的設計方案，然后由小組成員分工合作進行各子部分的設計與校核，最終經過計算機軟件進行了整體的裝配，完成精鍛機上料機械手的設計。當計時 2秒到，狀態(tài)又轉移到 HR000，程序又重新從第一工步開始循環(huán)。若 (抓圖 1)常閉觸點都為 ON，保持繼電器 HR000接通，輸出點 0503使上升電磁閥得電，手臂上升。 機械手各個動作與相對應電磁閥的狀態(tài) SQ為行程開關， ST為定時器計時完成后觸發(fā)的元件 33 圖 1 機械手 動作時 序圖 圖 2 機械手動作流程圖 I/O端子接線圖及 I/O地址分配表 。動作順序及各動作時間的間隔采用按時間原則。 由于取工件和堆放工件都有定位精度要求，所以在機械手控制中，除了要對垂直手臂滑塊氣缸、氣爪等普通氣缸進行控制外，還要涉及到對水平手臂氣缸以及機械手 腰部回轉的伺服控制。機械手在工業(yè)自動化生產中得到 了很好的利用 ,它可減少人的重復操作 ,并且它還可以完成人無法完成的操作 ,從而大大地提高工業(yè)生產效率。 32 五 電器控制系統(tǒng)設計 PLC控制系統(tǒng)在機械手中的應用概述 可編程序控制器 (PLC)已在工業(yè)生產過程的自動控制中得到了廣泛的應用。 回油路的總壓力損失 p2? = p12?? + p22?? + p32?? + p42?? =+1MPa+ = MPa 變量泵出口處的壓力 pp = pA pAcmF ???? 1122? = 1010 0 4 64 64 0 0 0 0 0 ??? ???? ?? = 4)快進時的壓力損失 1）進油路的壓力損失 快進時液壓缸為差動連接，自匯流點 A 至液壓缸進油口 C 之間的管路 AC中，流量為液壓缸出口的兩倍即 40 minL ,AC段管路的沿程壓力損失 p11??為 30 V1= ?dq24?scm5 9 404 102 3 ??? ?? 管道的雷諾數 Re1為 Re1 = ?dV1 = 472 ?? ?Re1 2300，可見油液在管 道內流態(tài)為層流，其沿程阻力系數 Re175?? = ? 進油管 AC的沿程壓力損失 p11??為 p11?? = 22vdl ?? = MP 2 ???? 同樣可求管道 AF段及 AD 段的沿程壓力損失 p21??和 p31?? V1= ?dq24?scm2 9 204 102 3 ??? ?? 管道的雷諾數 Re1為 Re1 = ?dV1 = ?? ?Re1 2300，可見油液在管 道內流態(tài)為層流，其沿程阻力系數 Re175?? = ? p21?? = 22vdl ?? = MP 2 ???? p31?? = 22vdl ?? = MP 1 2 ???? 查的換向閥 34EMH10BTzz的壓力損失 p12??= 換向閥 22EB10CTZ 的壓力損失 p22??= 31 調速閥 2FRM6A70B25QMV的壓力損失 p32??= 泵的出口壓力為 pp?=2 p11??+ p21??+ p31??+ p12??+ p22??+ p32?? = M P ??????? 快退時壓力損失驗算從略。 ⑸ 調速閥：使各回路動作速度穩(wěn)定，起一定的緩沖作用。力限壓式變量泵的限定壓—pb 泵的輸出流量時壓力— 為 ,pqbp； 首先計算快進時的功率，快進時的外負載為 0N，此時快進時進油路的壓力為 0功率為 0. 工進時所需電動機功率為： 27 P= kwLMP a m ??? 由手冊選擇 Y100L24型三相異步電動機，功率 3kw,額定轉速 1470 minr 控制元件選擇 該液壓回路主要控制元件有： 1 個溢流閥、 2 個減壓閥、 1 個單向閥 ,5 個三位四通電磁換向閥（中位機能為 O型）， 11個行程開關， 5個調速閥。 = 式中： qp— 液壓泵的最大流量 ? )( maxq — 同時作用的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值 KL — 系統(tǒng)泄漏系數 ,一般 KL =～ ,現取 KL = 選擇液壓泵的規(guī)格，根據以上計算得 的 qp和 pp再查有關手冊，現選擇 CY141B型斜盤式軸向柱塞泵，該泵的參數為：每轉的排量 rmLq 0 ∽?，泵的額定壓力 MPapn 32?，電動機轉速1470 minr ，容積總效率 ??v，總效率 ?? 。在本系統(tǒng)中 pn=pMPa30? 確定液壓泵的流量、 壓力和選擇泵的規(guī)格 26 （ 1）泵的工作壓力的確定 泵的工作壓力為 Pp=P1+∑△ P， （ Pp為液壓泵的最大工作壓力，取 1Mpa,P1為執(zhí)行元件的最大工作壓力，∑△ P進油管路中的壓力損失，根據系統(tǒng)的復雜程度，選取∑△ P為 則 Pp=P1+∑△ P=1MPa+=。取 Pn= Pp= 考慮到正常工作中進油路有一定的壓力損失 ,所以泵的工作壓力 ???? pppp 1 式中 :pp — 液壓泵最大工作壓力 。安裝調速閥，它可以防止缸旋轉結束后由于慣性而繼續(xù)擺動；也可以使是動作速度穩(wěn)定 （ 4） 手部 夾緊缸回路：在該回路裝了減壓閥，可以保證穩(wěn)定的輸出力（即夾緊力）大小一定，安裝調速閥是為了穩(wěn)定手指夾緊速度，防止猛然動作，破壞部件。一個三位四通閥控制油路。按靜載荷選用滾動軸承： C 式中 C軸承額定靜載荷（ kgf） W載荷引起的軸向載荷（ kgf） 經計算，選用軸承型號為 6014 24 四 液壓驅動回路設計 液壓回路圖 根據潛水泵試壓機械手的動作過程和設計要求，設計該機械手液壓回路如下圖所示（采用FluidSIMH ） PTA BP TA BP TA BP TA BP TAP TAP TF=0F = 0F = 01 Y A 2 Y A 5 Y A 6 Y A 7 Y A8 Y A 9 Y A1 0 Y AS Q 1S Q 2S Q 3S Q 4S Q 7 S Q 8S Q 9S Q 1 0S Q 1 1腰部活塞缸臂部活塞缸腕部擺動缸手部夾緊缸調速閥調速閥調速閥調速閥減壓閥油箱過濾器溢流閥液壓源行程開關行程開關行程開關行程開關行程開關減壓閥 單向閥A BP T3 Y A4 Y AS Q 5S Q 6底座擺動缸調速閥行程開關數碼 元件描述 9 油箱 1 液壓源，簡略符號 1 溢流閥 5 三位四通電磁換向閥，中位機能 O 型（ i） 5 流量閥 2 溢流減壓閥 1 單向閥 3 單作用缸 2 液壓馬達 1 過濾器 25 該液壓回路各部分的組成說明 （ 1） 液壓源回路：主回路由油箱，過濾器，液壓源和溢流閥組成。一般的來復油缸把升角選得小一些 , (約 50度左右 )， 而活塞面積大一些，如為細長油缸 ， 則升角選為 60度左右， 塞面積則小一些。 =179。Φ mm178。）179。 106 =8179。 106/8 （ ） 其中： b— 葉片密度，這里取 b=3cm； Φ A1——— 擺動缸內徑 , 這里取 Φ A1=10cm； Φ mm——— 轉軸直徑 , 這 里取 Φ mm=3cm。 M） （ ） （ ） T=P179。 =（ N178。 =（ N178。/s 以最大負荷計算： 當工件處于水平位置時，擺動缸的工件扭矩最大，采用估算法，工件重 10kg，長度 l=650mm。本課題腕部具有回轉這一個自由度，可采用具有一個活動度的回轉缸驅動的腕部結構。 校核 （ 1）剛筒壁厚 在中低壓液壓系統(tǒng)中，剛筒壁厚往往由結構工藝要求決定，一般不要校核。 液壓缸的緩沖、排氣與密封 以上設計液壓缸負載不是很大，而且運行速度慢，所以不設置制動機構。 活塞桿 活塞桿有實心和空心兩種。 20 缸蓋及活塞桿導向套 缸蓋采用 35 號鋼或 45 號鋼鍛件，或 ZG3 ZG45 及 HT250、 HT300、 HT350 等鑄鐵材料。這里液壓缸筒選用 45 號鋼調質 .缸筒內徑采用 H7配合。 (3)液壓缸行程的 制定 升降液壓缸的行程在總體方案中根據工藝要求已給出，這里為 600mm. 材料選擇 缸筒 工程機械、鍛壓機械等工作壓力較高的場合，常用 3 45 號鋼的無縫鋼管。14/ ＝ 4200N 19 η —— 液壓缸的機械效率，取 η ＝ ∴F ＝ K(G+Fa)/η ＝ 179。 工作載荷的計算 油缸提升的工作載荷為 F,則 F＝ K(G+Fa)/η 其中 K—— 安全系數，取 K＝ G—— 運動部件所受的重力，若取 m＝ 300kg，則 G＝ mg＝ 400179。升降過程由電動機帶動螺柱旋轉。如圖 臂部和機身的配置形式基本上反映了機械手的總體布局。 （ 2）活塞桿直徑的校核 d ? ???F4? 式中