【正文】 氣動(dòng)組合臺(tái)真空吸附機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì). 真空，2001(5).[18] 馬綱,王之櫟。工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].天津科學(xué)技術(shù)出版社，1980.[14] 陸祥生,楊秀蓮?？删幊绦蚩刂破鲬?yīng)用技術(shù). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [11] 成大先主編。機(jī)械原理，北京：高等教育出版社，[7] 王伯平主編。液壓與氣壓傳動(dòng)（第二版），北京：機(jī)械工業(yè)出版社 [3] 何存興主編。在機(jī)械日益發(fā)展的今天，真空吸盤設(shè)備將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 齒輪結(jié)構(gòu)圖 齒條結(jié)構(gòu)圖 齒輪性能參數(shù)表結(jié)論畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科學(xué)習(xí)階段一次非常難得的理論與實(shí)際相結(jié)合的機(jī)會(huì)，通過這次真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，我擺脫了單純的理論知識(shí)學(xué)習(xí)狀態(tài)，和實(shí)際設(shè)計(jì)的結(jié)合鍛煉了我的綜合運(yùn)用所學(xué)的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)也提高我查閱文獻(xiàn)資料、設(shè)計(jì)手冊、設(shè)計(jì)規(guī)范以及電腦制圖等其他專業(yè)能力水平，使我的能力得到了鍛煉，經(jīng)驗(yàn)得到了豐富，并且意志品質(zhì)力，抗壓能力及耐力也都得到了不同程度的提升。6） 由《機(jī)械設(shè)計(jì)（第八版）》圖1018取彎曲疲勞強(qiáng)度極限，取安全疲勞系數(shù)S= 7） 計(jì)算齒輪、齒條的并加以比較齒輪的數(shù)值大。由于齒輪齒條傳動(dòng)，因此傳動(dòng)比為1。 齒輪齒條傳動(dòng)與帶傳動(dòng)相比主要有以下優(yōu)點(diǎn)： （1）傳遞動(dòng)力大、效齒輪傳動(dòng)的特點(diǎn)。另外，氣壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸還有最小導(dǎo)向長度H。缸筒長度L由最大工作行程長度加上各種結(jié)構(gòu)需要來確定，即： L=l+B+A+M+C （）式中：l為活塞的最大工作行程；B為活塞寬度，一般為()D。經(jīng)過以上分析計(jì)算最后計(jì)算出氣壓缸的驅(qū)動(dòng)力： （四）氣壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定經(jīng)過上面的計(jì)算，確定了氣壓缸的驅(qū)動(dòng)力F=1700N，選擇氣壓缸的工作壓力P=（1） 確定氣壓缸的結(jié)構(gòu)尺寸：氣壓缸內(nèi)徑的計(jì)算， 雙作用氣壓缸示意圖當(dāng)氣進(jìn)入無桿腔，當(dāng)氣進(jìn)入有桿腔中， 氣壓缸的有效面積：故 （無桿腔） () （有桿腔） ()F=，=，選擇機(jī)械效率將有關(guān)數(shù)據(jù)代入： 選擇標(biāo)準(zhǔn)氣壓缸內(nèi)徑系列及機(jī)械的工作范圍冗余設(shè)計(jì)，選擇D=40mm.（2） 氣壓缸外徑的設(shè)計(jì)根據(jù)裝配等因素，考慮到氣壓缸的臂厚在7mm，所以該氣壓缸的外徑為54mm.（3） 活塞桿的計(jì)算校核活塞桿的尺寸要滿足活塞（或氣壓缸）運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)度要求。得 得 （） （） （） 式中 參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重力（含工件）（N）； L——手臂與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐的前端的距離（mm） a——導(dǎo)向支撐的長度（mm）。氣壓壓缸活塞的驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算。2 手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇通過以上，綜合考慮，本設(shè)計(jì)選擇雙導(dǎo)桿伸縮機(jī)構(gòu)，使用氣壓驅(qū)動(dòng),氣壓缸選取雙作用氣壓缸。 （二）手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇1 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)有以下幾種：（1） 雙導(dǎo)桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)。手臂動(dòng)作應(yīng)該靈活：為減少手臂運(yùn)動(dòng)之間的摩擦阻力，盡可能用滾動(dòng)摩擦代替滑動(dòng)摩擦。對(duì)于高速度運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手，其最大移動(dòng)速度設(shè)計(jì)在1000～1500mm/s,最大回轉(zhuǎn)角速度設(shè)計(jì)在180176。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)。至此就完成整個(gè)機(jī)械手的循環(huán)運(yùn)動(dòng)，如果此時(shí)接到停止的指令，則10DT和11DT同時(shí)通電，電磁鐵將電磁換向閥到上位，此時(shí)氣壓系統(tǒng)卸壓，同時(shí)上面的各個(gè)電磁鐵同時(shí)斷電回到默認(rèn)位置，完成卸荷。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵7DT通電吸合。手臂延伸 PLC指令控制電磁鐵1DT通電吸合。大臂上升 PLC指令控制電磁鐵4DT通電吸合。大臂下降200mm。本機(jī)械手由手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應(yīng)能根據(jù)所設(shè)置的運(yùn)行方式自動(dòng)進(jìn)入，這就要求系統(tǒng)應(yīng)能自動(dòng)設(shè)定與各個(gè)運(yùn)行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)。2 手動(dòng)控制系統(tǒng)圖 機(jī)械手手動(dòng)控制系統(tǒng)圖 上圖為本機(jī)械手在進(jìn)行試運(yùn)行和系統(tǒng)檢查以及手動(dòng)控制完成所需動(dòng)作而設(shè)計(jì)的手動(dòng)控制系統(tǒng)，工作流程在上圖已經(jīng)清晰標(biāo)明。自動(dòng)生產(chǎn)線機(jī)械手的主要參數(shù):吸持力2kg；自由度數(shù)為3；運(yùn)動(dòng)形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮最大行程300mm；手臂升降最大行程為200mm；手臂回轉(zhuǎn)最大行程180度，手臂升降速度為150mm/s；大臂回轉(zhuǎn)角度范圍090176。并為了達(dá)到緩沖的目的，在滿足工作要求的前提下，設(shè)計(jì)盡量輕的零部件。其控制要求為：按下啟動(dòng)按鈕，檢測氣動(dòng)機(jī)械手是否處于原位，如果不是，按下復(fù)位按鈕回到原位，如果是，則檢測氣動(dòng)機(jī)械手處于何種工作狀態(tài)下，單步意味著每按下一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手執(zhí)行一步動(dòng)作；單周期指執(zhí)行一次動(dòng)作循環(huán)，最后回到初始位置；周期循環(huán)是機(jī)械手重復(fù)不斷的執(zhí)行動(dòng)作，直到按下復(fù)位或停止按鈕為止。真空換向閥設(shè)置在真空回路中，必須選擇能用在真空條件下的換向閥，真空換向閥要求不泄露，故選擇用截止式和導(dǎo)膜片式結(jié)構(gòu)比較理想，選擇09270、09550系列多種流體二位二通先導(dǎo)膜片式電磁閥，型號(hào)：0927000，接管螺紋1/4in,通徑8mm,。實(shí)際使用時(shí)，建議真空度選為（63%95%）Pzmax。噴嘴直徑是選擇真空發(fā)生器的主要依據(jù)。由于氣體的粘性，高速射流卷吸走負(fù)壓腔內(nèi)的氣體，使該腔形成很低的真空度，在真空口A處接上真空吸盤，靠真空壓力和吸盤吸取物體。根據(jù)真空壓力，吸盤橡膠的厚度以及與吸附物的摩擦系數(shù)等不同，有效吸盤直徑也會(huì)有差異，一般情況可預(yù)估會(huì)縮小10%。變形度根據(jù)吸盤的材質(zhì)，形狀，橡膠的硬度而有區(qū)別，因此，在計(jì)算得出吸盤直徑時(shí)需留出余量。 ,除了要吸持住工件負(fù)載外 ,還應(yīng)該考慮吸盤移動(dòng)時(shí)因工件的慣性力對(duì)吸力的影響。這樣的真空系統(tǒng),尤其對(duì)于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。而吸持力靠真空系統(tǒng)維持 ,真空的產(chǎn)生可以是由電動(dòng)機(jī)、真空泵以及各種真空器件所組成的真空系統(tǒng)來提供，也可以由壓縮空氣通過真空發(fā)生器所產(chǎn)生的二次真空來提供。其中圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，且根據(jù)本機(jī)械手坐標(biāo)形式分析分析本機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，采用圓柱坐標(biāo)形式。（3） 本機(jī)械手的執(zhí)行系統(tǒng)是手部機(jī)構(gòu)。機(jī)械手的動(dòng)作循環(huán)（工件平放）：真空吸盤吸取工件大臂上升大臂回轉(zhuǎn)手臂延伸真空吸盤放下工件手臂收縮大臂反轉(zhuǎn)大臂下降。 （三）真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手工藝方案設(shè)計(jì)一套真空吸盤式氣動(dòng)機(jī)械手，它采用圓柱坐標(biāo)型的運(yùn)動(dòng)形式，氣壓傳動(dòng)，PLC系統(tǒng)控制。真空發(fā)生器的原理是：壓縮空氣通過收縮的噴嘴后，從噴嘴噴射出的高速氣流卷吸周圍的靜止流體和它一起向前流動(dòng)，從而在接受室形成負(fù)壓，誘導(dǎo)二次真空。功能原理先進(jìn)，動(dòng)作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟(jì)，滿足生產(chǎn)要求，： 主要技術(shù)參