【正文】 三、電氣控制設(shè)計機械手工藝流程示意圖機械手工藝流程示意圖機械手動作順序表步序輸入條件輸出狀態(tài)手臂外伸手臂縮回吸盤出氣手臂上升手臂下降手臂定位手臂回轉(zhuǎn)手臂復位小泵卸荷大泵卸荷燈原點7ST3ST——————————+待料卸荷1SB————————++—手臂定位2SB—————+———+—手臂外伸KP+————+———+—手指張開1ST——+——+———+—手指夾緊KT1—————+———+—手臂下降KT2————++———+—手臂縮回2ST—+———+———+—手臂回轉(zhuǎn)4ST——————+——+—手臂再次前伸5ST+————+———+—手指松開6ST——+——+———+—手指閉合手臂縮回KT3—+———+———+—手臂上升3ST———+—+———+—手臂反轉(zhuǎn)復位8ST———————+———原位9ST——————————+總結(jié)該立式機床吸盤式上下料機械手用于立式機床自動生產(chǎn)線的上下料裝置專用機械手，完成工件從機械手工位到機床工作臺的位置轉(zhuǎn)換，其全部動作既可以自動完成，也可以單步手動控制完成，此機械手在滿足定位精度和工作效率教高的前提下，盡量使其動作簡單，易于控制。當按下復位按扭，機械手重新周期動作。1）、步進調(diào)試控制機械手在原位時，每按下按扭，機械手按動作的固定順序動作一步。特別是避免了前面的多個電磁閥、行程開關(guān)的閉和斷開的相互約束，而導致后面梯形圖難于畫，編程復雜及程序的可讀性和梯形圖的可觀性差諸多缺點。二、電氣控制原理順序動作控制順序動作控制的編程方式很多，如逐步鎖定法、步進指令法、移位寄存器法，這里采用移位寄存器法。與繼電邏輯電路相比，具有體積小、功耗低、壽命長、抗干擾能力強、可靠性高等特點?？删幊绦蚩刂破魇俏C技術(shù)與繼電器常規(guī)控制技術(shù)性結(jié)合的產(chǎn)物，是在順序控制器和微機控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型控制器，是一種以微處理器為核心用做數(shù)字控制的專用計算機。根據(jù)控制程序的不同，電控方式分為固定程序，包括繼電器線路、半導體邏輯線路、可編程序，包括順序控制器，示教再現(xiàn)式計算機。機械手的電控有多種類型。三、機械手系統(tǒng)設(shè)計與分析立式機床吸盤式上下料機械手動作順序立式機床吸盤式上下料機械手動作順序：油泵啟動待料——手臂定位——手臂外伸——手臂下降——吸盤抓料——手臂縮回——手臂回轉(zhuǎn)——手臂第2次前伸——吸盤出氣松開——手臂第2次縮回——手臂上升——手臂反轉(zhuǎn)復位——待料卸荷（循環(huán)結(jié)束）上述動作均由電控系統(tǒng)發(fā)信控制相應(yīng)的電磁轉(zhuǎn)向閥按程序指令的順序來實現(xiàn)的動作的循環(huán)和連續(xù)上料過程。電機驅(qū)動動力機構(gòu)多數(shù)情況下采用直線帶動或通過鏈條、齒輪進行作用力，由于實現(xiàn)手臂的伸縮升降及手臂的回轉(zhuǎn)。 應(yīng)遵循先選電機后選驅(qū)動的原則。 電機在600PPS（）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來驅(qū)動。 電機不應(yīng)在振動區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。 高精度時，應(yīng)通過機械減速、提高電機速度,或采用高細分數(shù)的驅(qū)動器來解決，也可以采用5相電機，不過其整個系統(tǒng)的價格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說法是外行話。 電機在較高速或大慣量負載時，一般不在工作速度起動，而采用逐漸升頻提速，一電機不失步，二可以減少噪音同時可以提高停止的定位精度。 轉(zhuǎn)動慣量大的負載應(yīng)選擇大機座號電機。 由于歷史原因，只有標稱為12V電壓的電機使用12V外，其他電機的電壓值不是驅(qū)動電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動器選擇驅(qū)動電壓（建議：57BYG采用直流24V36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V），當然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動外也可以采用其他驅(qū)動電源， 不過要考慮溫升。 步進電機最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時振動大。但是步進電動機傳動也有其缺點：步進電機應(yīng)用于低速場合每分鐘轉(zhuǎn)速不超過1000轉(zhuǎn)，（)，最好在10003000PPS(）間使用，可通過減速裝置使其在此間工作，此時電機工作效率高，噪音低。由于上述特點，根據(jù)本次設(shè)計的機床的情況，選用中型驅(qū)動程序。在注意各類驅(qū)動系統(tǒng)的特點的基礎(chǔ)上，綜合上述各因素充分論證其合理性、可行性、經(jīng)濟性及可靠性進行綜合選擇。工業(yè)機械手驅(qū)動系統(tǒng)的選擇原則設(shè)計機械手時，選擇哪一類驅(qū)動系統(tǒng)。如上下料和沖壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。2）、氣動驅(qū)動系統(tǒng) 具有速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、維護方便、價格低的特點，適用于中小負載的系統(tǒng)中。啟動系統(tǒng)按驅(qū)動介質(zhì)的不同可分為液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電機驅(qū)動、機械傳動，也可采用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動。4）選擇齒輪齒數(shù)對于齒輪傳動，由于輪齒主要為磨損失效，為使輪齒不至于過少，故不宜選用過多的齒數(shù)，一般可取Z=17~20這里取Z=20按齒面接觸強度計算由于設(shè)計計算公式進行計算d1≥√（K1T1/Фd）[（u+1）/u]（ZE/[бH]2確定公式內(nèi)各計算數(shù)值：1）選載荷系數(shù)K=2）計算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩選取電機功率P=n=11r/minT=105 =3）選取鋸齒寬度系數(shù)фb=4）材料彈性影響系數(shù)ZE=5）按齒面硬度得小齒輪的接觸極限為580Mpa6）由計算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)：設(shè)其工作壽命為12年，每年工作300天，兩班制則N=60njLh=1077）接觸疲勞壽命系數(shù)KHN=8）計算接觸疲勞許用應(yīng)力取失效概率為1%，安全系數(shù)為s=1由公式[бH]= KHNбHLim/s=551Mpa計算：1）計算齒輪分度圓直徑2）計算圓周速度v=Лdn/60000=3）計算齒寬b b=4）按實際載荷系數(shù)校核分度圓直徑載荷系數(shù)K=KAKVKHβHA =1 = 故d=370mm中心輪與星形相噘和的中心齒輪直接固定在手臂中心支架上，由于其傳動比Z2/Z1=20分度圓直徑為370mm模數(shù)m=p/Л=D/Z=齒寬為141mm校核驗算F=2T/d=KAF1/b=故合適三、手臂升降機構(gòu)的設(shè)計計算1）、手臂作升降運動的液壓缸驅(qū)動力驅(qū)動力F=F慣+F摩+F密+F回+G式中F慣——起動或制動時，鏈條所受平均慣性力，F(xiàn)慣=(G/g)(△v/△t)G——參與運動的零部件所受的總重，G=5600N△v——由靜止加速到常速的變化量；△t——啟動過程時間，~，這里取△t=取液壓缸工作壓力P=F慣=5600/F摩——摩擦阻力，=F回——步進電動機自身停滯所造成的阻力，按F回=；代入驅(qū)動力F的計算公式得，F(xiàn)=104N。2）機械手為一般共況下的工作機器，速度不高，故選用7級精度即可。M驅(qū)=M慣+M封式中：M封——密封裝置處的摩擦力矩（Nm），一般取M封=M慣=JOVε=JO△W/△t△W——回轉(zhuǎn)的角速度變換△t——啟動過程JO——手臂回轉(zhuǎn)部件對回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動慣量，為了計算需要將手臂等效為一個圓柱體，其等效高1000mm，直徑240mm，其所受重力為2000N。力矩=力*半徑力矩與電機有效體積*安匝數(shù)*磁密 成正比（只考慮線性狀態(tài)）因此，電機有效體積越大，勵磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機力矩越大，反之亦然。I/RN L為鐵芯有效長度，D為轉(zhuǎn)子直徑 Br為磁密，S為導磁面積 電機一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場（磁通量Ф）當轉(zhuǎn)子與定子錯開一定角度產(chǎn)生力F與（dФ/dθ）成正比 S 其磁通量Ф=Br*S 力矩：并且導電按一定的相序電機就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是