【正文】 最后向其他關(guān)心我支持我的老師、朋友、 同班同學(xué)一并表示感謝。另外導(dǎo)師們的課題組活躍的學(xué)術(shù)風(fēng)氣、學(xué)術(shù)觀點與為人上的坦誠也深深的感染了我，使我獲得了太多的啟發(fā)，在此特表深深謝意！ 在課題研究的整個過程中， xxx 老師一直給予了悉心的指導(dǎo)與幫助。通過本次畢業(yè)設(shè)計，把相關(guān)課程（機械原理、機械設(shè)計、液壓與氣壓傳動，控制工程等）中所獲得的理論知識運用到實際工程設(shè)計中來，使得這些知識得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和生產(chǎn)密切地結(jié)合起來。 本程序是在仿真軟件 S7― 200 模擬器中模擬的， 以下為模擬圖： 圖 程序仿真圖 PLC 程序梯形圖如下： 網(wǎng)絡(luò) 1 // 下限位開關(guān) ，縮限位 ~ 未得電時，使 得電 網(wǎng)絡(luò) 2 網(wǎng)絡(luò) 3 網(wǎng)絡(luò) 4 網(wǎng)絡(luò) 5 // 下限位及縮限位開關(guān)到位或按下停止按鈕且 未置位時，對 后的 12位復(fù)位 網(wǎng)絡(luò) 6 // 按下啟動按鈕， 置位，產(chǎn)生移位信號， 的 1態(tài)移至 ，當(dāng)上升到位時，上限位開關(guān) 接通，產(chǎn)生移位信號，依此類推 網(wǎng)絡(luò) 7 // 置 1， 線圈接通，原位指示燈亮 網(wǎng)絡(luò) 8 // 的 1態(tài)移到 ， 線圈接通，同時啟動定時器 T37，延時2S 網(wǎng)絡(luò) 9 // 上升閥輸出繼電器 接通，執(zhí)行上升動作 網(wǎng)絡(luò) 10 // 伸長電磁閥接通，執(zhí)行伸長動作 網(wǎng)絡(luò) 11 // 縮回電磁閥接通，執(zhí)行縮回動作 網(wǎng)絡(luò) 12 // 手腕左擺電磁閥接通，執(zhí)行手腕左旋轉(zhuǎn)動作 ,同時啟動定時器 T38，延時2S 網(wǎng)絡(luò) 13 // 手臂左擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂左旋轉(zhuǎn)動作，同時啟動定時器 T39，延時 2S 網(wǎng)絡(luò) 14 // 移位信號使 1態(tài)移至 ， 復(fù)位，同時啟動 T40，延時 2S 網(wǎng)絡(luò) 15 // 手臂右擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂右旋轉(zhuǎn)動作， 同時啟動 T41，延時 2S 網(wǎng)絡(luò) 16 // 手臂右擺電磁閥接通，執(zhí)行手臂右旋轉(zhuǎn)動作， 同時啟動 T41，延時 2S 網(wǎng)絡(luò) 17 // 下降電磁閥接通，執(zhí)行下降動作 網(wǎng)絡(luò) 18 // 動合觸點閉 合，夾緊電磁閥接通，執(zhí)行夾緊動作 以上程序?qū)?yīng)的 STL 程序如下： Network 1 LD A AN AN Network 2 LD AN AN AN Network 3 LD AN AN AN AN Network 4 LD AN AN AN AN Network 5 LD LD A O AN R , 12 Network 6 LD A LD A OLD LD A OLD LD A T37 OLD LD A OLD LD A T38 OLD LD A T39 OLD LD A OLD LD A T40 OLD LD A OLD LD A T41 OLD LD A T42 OLD LD A OLD SHRB , , +12 Network 7 LD Network 8 LD S , 1 TON T37, 20 Network 9 LD O Network 10 LD Network 11 LD Network 12 LD TON T38, 20 Network 13 LD TON T39, 20 Network 14 LD R , 1 TON T40, 20 Network 15 LD TON T41, 20 Network 16 LD TON T42, 20 Network 17 LD O Network 18 LD 結(jié) 論 本設(shè)計是在參考了大量相關(guān)資料的基礎(chǔ)上，對各種類型的機械手進行分析比較，制定出了合理的設(shè)計方案。其數(shù)據(jù)類型為無字節(jié)型，字型，雙字型， DATA 為狀態(tài)輸入端， EN 為使能端。100ms的有 T37~T63,T101~T255。 PLC 的結(jié)構(gòu)緊湊，它與被控制對象的硬件連接方式簡單、接線少，便于維護。用戶可根據(jù)控制對象的規(guī)模和控制要求，選擇合適的 PLC 產(chǎn)品， 組成所需要的控制系統(tǒng)。這是 PLC 得到廣泛應(yīng)用的主要原因之一?？紤]到本機械手動作頻繁，回油流量大， 其中產(chǎn)生的熱量較多，故采用全部要通過冷卻器冷卻。通過手動控制或壓力繼電器控制兩位兩通閥動作使液壓泵卸荷。液壓缸和液壓馬達都能長期在失速狀態(tài)下工作而不會過熱，這是電氣傳動裝置和機械傳動裝置無法辦到的。 3 液壓裝置能在大范圍內(nèi)實現(xiàn)無級調(diào)速 調(diào)速 范圍可達 2021 ，還可以在液壓裝置運行的過程中進行調(diào)速。液壓馬達的體積和重量只有同等功率電動機的 12％左右。 本設(shè)計采用兩個角接觸球軸承，面對面或者背對背的組合結(jié)構(gòu)。將數(shù)據(jù)帶入上面公式有： （ 2）的計算 （ 3）液壓缸在這里選擇 O 型密封，所以密封摩擦力可以通過近似估算 最后通過以上計算 當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動時， F 6756N 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動時， F 6756 6184N 軸承的選擇分析 對于升降缸的運動，對于機身回轉(zhuǎn)用的軸承有影響，因此，這里要充分考慮這個問題。 由力的平衡條件有 h 即 所謂的不自鎖條件為： 即 取 當(dāng) 1650mm 時， 528mm 因此在設(shè)計中必須考慮到立柱導(dǎo)套必須大于 528mm 手臂做升 降運動的液壓缸驅(qū)動力的計算 式中摩擦阻力，參考圖 取 f G――零件及工件所受的總重。 于是得 式中――每個螺釘預(yù)緊力； D――動片的外徑； f――被連接件配合面間的摩擦系數(shù)，剛對銅取 f 螺釘?shù)膹姸葪l件為 或 帶入有關(guān)數(shù)據(jù)，得 螺釘材料選擇 Q235，則（） 螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d M14 的開槽盤頭螺釘。 危險截面 所以， 所以 螺釘材料選擇 Q235，則（） 螺釘?shù)闹睆? 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d M20 的開槽盤頭螺釘。 密封處的摩擦阻力矩可以粗略估算下 ，由于回油背差一般非常的小，故在這里忽略不計。 慣性力矩的計算 式中 ――回轉(zhuǎn)缸動片角速度變化量（），在起動過程中 ； t――起動過程的時間 s 。具體結(jié)構(gòu)見下圖。活塞桿采用空心，內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向。本設(shè)計機身包括兩個運動，機身的回轉(zhuǎn)和升降。但回轉(zhuǎn)缸與臂部一起升降，運動部件較大。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是能承受較大偏重力矩。 機身的整體設(shè)計 按照設(shè)計要求，機械手要實現(xiàn)手臂 1800 的回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)手臂 的回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)一般設(shè)計在機身處。 6 機身的設(shè)計計算 機身是直接支撐和驅(qū)動手臂的部件。液壓缸處密封的總摩擦阻力可以近似為：。 得 得 式中 參與運動的零部件所受的總重力（含工件）（ N）； L――手臂與運動的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐的前端的距離（ m） ,參考上一節(jié)的計算 。液壓缸活塞的驅(qū)動力的計算。 手臂運動機構(gòu)的選擇 通過以上，綜合考慮，本設(shè)計選擇雙導(dǎo)桿伸縮機構(gòu)，使用液壓驅(qū)動 ,液壓缸選取雙作用液壓缸。 手臂的典型機構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 手臂的典型運動機構(gòu) 常見的手臂伸縮機構(gòu)有以下幾種： 雙導(dǎo)桿手臂伸縮機構(gòu)。 驅(qū)動系統(tǒng)中設(shè)有緩沖裝置。在速度和回轉(zhuǎn)角速度一定的情況下，減小自身重量是減小慣性的最有效，最直接的 辦法，因此，機械手臂部要盡可能的輕。 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械手 的工作性能。 臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。 5 臂部的設(shè)計及有關(guān)計算 手臂部件是機械手的主要握持部件。則回轉(zhuǎn)缸工作壓力，選擇 8Mpa 圖 腕部液壓缸剖截面結(jié)構(gòu)示意 表 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑（ JB106867） （ mm） 液壓缸內(nèi)徑 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200 20鋼 P 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 45 鋼 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 液壓缸蓋螺釘?shù)挠嬎? 圖 缸蓋螺釘間距示意 表 螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關(guān)系 工作壓力 P（ Mpa） 螺釘?shù)拈g距 t mm 小于 150 小于120 小于 100 小 于 80 缸蓋螺釘?shù)挠嬎悖鐖D 所示， t 為螺釘?shù)拈g距，間距跟工作壓強有關(guān)，見表 ，在這種聯(lián)結(jié)中，每個螺釘在危險剖面上承受的拉力 （ ） 計算： 液壓缸工作壓強為 P 8Mpa,所以螺釘間距 t 小于 80mm,試選擇 8 個螺釘，所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z 8 個 危險截面 所以 +10545 19772N 螺釘材料選擇 Q235，（） 螺釘?shù)闹睆? （ ） 螺釘?shù)闹睆竭x擇 d 16mm. 輸出軸間的連接螺釘 動片和輸出軸間的連接螺釘 動片和輸出軸之間的連接結(jié)構(gòu)見上圖。 腕部回轉(zhuǎn)支撐處的摩擦力矩。 4 機 液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu)。在要求回轉(zhuǎn)角大于的情況下，可采用齒條活塞驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。 腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇 腕部結(jié)構(gòu) 1 具有一個自由度的回轉(zhuǎn)驅(qū)動的腕部結(jié)構(gòu)。顯然，腕部的結(jié)構(gòu)、重量和動力載荷，直接影響著臂部的 結(jié)構(gòu)、重量和運轉(zhuǎn)性能。 對于循環(huán)次數(shù)多、在變應(yīng)力下工作的彈簧，還應(yīng)該進一步對彈簧的疲勞強度和靜應(yīng)力強度進行驗算（如果變載荷的作用次數(shù)，或者載荷變化幅度不大時，可只進行靜應(yīng)力強度驗算）。 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 2 .選擇 旋繞比 C 8，則 （ ） 3 .根據(jù)安裝空間選擇彈簧中徑 D 42mm，估算彈簧絲直徑 4 .試算彈簧絲直徑 （ ） 5 . 根據(jù)變形情況確定彈簧圈的有效圈數(shù)： （ ） 選擇標(biāo)準(zhǔn)為，彈簧的總?cè)?shù)圈 6 .最后確定， 7 .對于壓縮彈簧穩(wěn)定性的驗算 對于壓縮彈簧如果長度較大時，則受力后容易失去穩(wěn)定性，這在工作中是不允許的。 機械手的夾持范圍為 80mm180mm。 手抓夾持范圍，手指長 100mm,當(dāng)手抓沒有張開角的時候，如圖 （ a）所示，根據(jù)機構(gòu)設(shè)計 ，它的最小夾持半徑，當(dāng)張開時，