【正文】 三、電氣控制設(shè)計(jì)機(jī)械手工藝流程示意圖機(jī)械手工藝流程示意圖機(jī)械手動(dòng)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(fù)位小泵卸荷大泵卸荷燈原點(diǎn)7ST3ST——————————+待料卸荷1SB————————++—手臂定位2SB—————+———+—手臂外伸KP+————+———+—手指張開(kāi)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(kāi)6ST——+——+———+—手指閉合手臂縮回KT3—+———+———+—手臂上升3ST———+—+———+—手臂反轉(zhuǎn)復(fù)位8ST———————+———原位9ST——————————+總結(jié)該立式機(jī)床吸盤式上下料機(jī)械手用于立式機(jī)床自動(dòng)生產(chǎn)線的上下料裝置專用機(jī)械手，完成工件從機(jī)械手工位到機(jī)床工作臺(tái)的位置轉(zhuǎn)換，其全部動(dòng)作既可以自動(dòng)完成，也可以單步手動(dòng)控制完成，此機(jī)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(dòng)作簡(jiǎn)單，易于控制。當(dāng)按下復(fù)位按扭，機(jī)械手重新周期動(dòng)作。1）、步進(jìn)調(diào)試控制機(jī)械手在原位時(shí)，每按下按扭，機(jī)械手按動(dòng)作的固定順序動(dòng)作一步。特別是避免了前面的多個(gè)電磁閥、行程開(kāi)關(guān)的閉和斷開(kāi)的相互約束，而導(dǎo)致后面梯形圖難于畫，編程復(fù)雜及程序的可讀性和梯形圖的可觀性差諸多缺點(diǎn)。二、電氣控制原理順序動(dòng)作控制順序動(dòng)作控制的編程方式很多，如逐步鎖定法、步進(jìn)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(zhǎng)、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。可編程序控制器是微機(jī)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(jī)控制器的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)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(jì)算機(jī)。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(dǎo)體邏輯線路、可編程序，包括順序控制器，示教再現(xiàn)式計(jì)算機(jī)。機(jī)械手的電控有多種類型。三、機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)與分析立式機(jī)床吸盤式上下料機(jī)械手動(dòng)作順序立式機(jī)床吸盤式上下料機(jī)械手動(dòng)作順序：油泵啟動(dòng)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(kāi)——手臂第2次縮回——手臂上升——手臂反轉(zhuǎn)復(fù)位——待料卸荷（循環(huán)結(jié)束）上述動(dòng)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(lái)實(shí)現(xiàn)的動(dòng)作的循環(huán)和連續(xù)上料過(guò)程。電機(jī)驅(qū)動(dòng)動(dòng)力機(jī)構(gòu)多數(shù)情況下采用直線帶動(dòng)或通過(guò)鏈條、齒輪進(jìn)行作用力，由于實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮升降及手臂的回轉(zhuǎn)。 應(yīng)遵循先選電機(jī)后選驅(qū)動(dòng)的原則。 電機(jī)在600PPS（）以下工作，應(yīng)采用小電流、大電感、低電壓來(lái)驅(qū)動(dòng)。 電機(jī)不應(yīng)在振動(dòng)區(qū)內(nèi)工作，如若必須可通過(guò)改變電壓、電流或加一些阻尼的解決。 高精度時(shí)，應(yīng)通過(guò)機(jī)械減速、提高電機(jī)速度,或采用高細(xì)分?jǐn)?shù)的驅(qū)動(dòng)器來(lái)解決，也可以采用5相電機(jī)，不過(guò)其整個(gè)系統(tǒng)的價(jià)格較貴，生產(chǎn)廠家少，其被淘汰的說(shuō)法是外行話。 電機(jī)在較高速或大慣量負(fù)載時(shí)，一般不在工作速度起動(dòng)，而采用逐漸升頻提速，一電機(jī)不失步，二可以減少噪音同時(shí)可以提高停止的定位精度。 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大的負(fù)載應(yīng)選擇大機(jī)座號(hào)電機(jī)。 由于歷史原因，只有標(biāo)稱為12V電壓的電機(jī)使用12V外，其他電機(jī)的電壓值不是驅(qū)動(dòng)電壓伏值 ，可根據(jù)驅(qū)動(dòng)器選擇驅(qū)動(dòng)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(dāng)然12伏的電壓除12V恒壓驅(qū)動(dòng)外也可以采用其他驅(qū)動(dòng)電源， 不過(guò)要考慮溫升。 步進(jìn)電機(jī)最好不使用整步狀態(tài)，整步狀態(tài)時(shí)振動(dòng)大。但是步進(jìn)電動(dòng)機(jī)傳動(dòng)也有其缺點(diǎn)：步進(jìn)電機(jī)應(yīng)用于低速場(chǎng)合每分鐘轉(zhuǎn)速不超過(guò)1000轉(zhuǎn)，（)，最好在10003000PPS(）間使用，可通過(guò)減速裝置使其在此間工作，此時(shí)電機(jī)工作效率高，噪音低。由于上述特點(diǎn)，根據(jù)本次設(shè)計(jì)的機(jī)床的情況，選用中型驅(qū)動(dòng)程序。在注意各類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的特點(diǎn)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(jì)性及可靠性進(jìn)行綜合選擇。工業(yè)機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的選擇原則設(shè)計(jì)機(jī)械手時(shí)，選擇哪一類驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。如上下料和沖壓系統(tǒng)中應(yīng)用較多。2）、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 具有速度快、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維護(hù)方便、價(jià)格低的特點(diǎn)，適用于中小負(fù)載的系統(tǒng)中。啟動(dòng)系統(tǒng)按驅(qū)動(dòng)介質(zhì)的不同可分為液壓驅(qū)動(dòng)、氣壓驅(qū)動(dòng)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)，也可采用幾種方式聯(lián)合驅(qū)動(dòng)。4）選擇齒輪齒數(shù)對(duì)于齒輪傳動(dòng)，由于輪齒主要為磨損失效，為使輪齒不至于過(guò)少，故不宜選用過(guò)多的齒數(shù)，一般可取Z=17~20這里取Z=20按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算由于設(shè)計(jì)計(jì)算公式進(jìn)行計(jì)算d1≥√（K1T1/Фd）[（u+1）/u]（ZE/[бH]2確定公式內(nèi)各計(jì)算數(shù)值：1）選載荷系數(shù)K=2）計(jì)算齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩選取電機(jī)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(jì)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(jì)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(jì)算：1）計(jì)算齒輪分度圓直徑2）計(jì)算圓周速度v=Лdn/60000=3）計(jì)算齒寬b b=4）按實(shí)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(dòng)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(yàn)算F=2T/d=KAF1/b=故合適三、手臂升降機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算1）、手臂作升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)力F=F慣+F摩+F密+F回+G式中F慣——起動(dòng)或制動(dòng)時(shí)，鏈條所受平均慣性力，F(xiàn)慣=(G/g)(△v/△t)G——參與運(yùn)動(dòng)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(dòng)過(guò)程時(shí)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(jìn)電動(dòng)機(jī)自身停滯所造成的阻力，按F回=；代入驅(qū)動(dòng)力F的計(jì)算公式得，F(xiàn)=104N。2）機(jī)械手為一般共況下的工作機(jī)器，速度不高，故選用7級(jí)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(dòng)過(guò)程JO——手臂回轉(zhuǎn)部件對(duì)回轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，為了計(jì)算需要將手臂等效為一個(gè)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(jī)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(jī)有效體積越大，勵(lì)磁安匝數(shù)越大，定轉(zhuǎn)子間氣隙越小，電機(jī)力矩越大，反之亦然。I/RN L為鐵芯有效長(zhǎng)度，D為轉(zhuǎn)子直徑 Br為磁密，S為導(dǎo)磁面積 電機(jī)一旦通電，在定轉(zhuǎn)子間將產(chǎn)生磁場(chǎng)（磁通量Ф）當(dāng)轉(zhuǎn)子與定子錯(cuò)開(kāi)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(dǎo)電按一定的相序電機(jī)就能正反轉(zhuǎn)被控制——這是