【正文】 4) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅。 2) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來。對已有學術成果的介紹、評論、引用和注釋，應力求客觀、公允、準確。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質或電子版，都必須注明出處或加以注釋。 鳴 謝 在此衷心感謝學校、學院各位老師 4年來給我的教育和培養(yǎng)，特別要感謝 俞國燕 老師在我的畢業(yè)設計期間給予的諸多指導。有很多東西還要慢慢學習。 在設計過程中，我經常遇到各種各樣的問題 。 也使我學會怎樣更好的利用圖 書館，網絡查找資料和運用資料，還使我學會如何與同學共同討論問題。 機械手參數 氣爪夾力為 機械手的最終運動設計參數： 機械手機構 工作范圍 工作速度 底座 轉動角度 2400 轉動速度 10 /minr 伸縮手臂 伸縮距離 300mm 伸縮速度 80mm/s 手臂升降 升降距離 320mm 升降速度 35mm/s 氣爪擺動 擺動角度 1800 轉動速度 30 /minr 機械手工作精度： 機械手機構 工作精度 底座 伸縮手臂 手臂升降 氣爪擺動 通過擋塊定位 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 設計總結 到此近 90 天的畢業(yè)設計就要結束了，我大學階段的學習也將畫上句號。 把以上數據代入 1ddM LG? 得 : 0 .3 4 3 .6 2 3 1 3 .0 8 7dM N m? ? ? ? 由此得手臂端蓋端 與手臂工件端的合力矩為 gdM M M?? 代入得 : 2 0 . 9 6 1 3 . 0 8 7 7 . 8 3gdM M M N m? ? ? ? ? ? 手臂對絲桿的力矩總終由底座來平衡 .底座通過螺栓安裝 .考慮最大負載情況，由單個螺栓承受此力矩時其受的拉力為 Fl=M/L2 式中： L2—— 螺栓到絲桿的力臂（ m），本設計為 ； M—— 手臂端蓋端與手臂工件端的合力矩 Nm? ，由前計算得 M=? 把以上 數據代入 Fl=M/L2 得 : Fl==底座選用的安裝螺栓為 M10 可得其最大工作條件下的應力 1/FA?? 式中： A—— 螺栓的截面面積， 2 2 5 2/ 4 0 . 0 1 / 4 7 . 8 5 1 0A d m?? ?? ? ? ? ? 代入 1/FA?? 得： 54 7 .4 5 / 7 .8 5 1 0 0 .6 0 4 aMP? ?? ? ? 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 普通的螺栓的抗拉強度都大于 450 aMP ，可見螺栓能滿足要求。 手臂氣爪端對絲桿的力矩： ()g b g zM L G G G??? 式中： Mg—— 手臂工件端對絲桿的力矩（ Nm? ）； Gb—— 擺動氣缸的重力（ N） ,本設計為 ； Gg—— 工件的重力（ N） , 本設計為 ； Gz—— 氣爪的重力（ N） , 本設計為 ； L—— 手臂氣爪端對絲桿的力矩（ m） , 本設計為 。此處對絲桿力矩較大。而底座旋轉通過帶傳動帶動底座位置傳感器，從而將位置信息傳給 PLC實現控制。而氣爪，伸縮氣缸則運用其內部的位置傳感器作為位置的控制。而氣動部分則由 PLC控制電磁筏來實現控制。總軟件系統(tǒng)包括初始化電路、故障報警程序、點動操作程序、回原點程序及自動操作程序五大模塊構成，分別解決單個問題．然后再進行綜合。期間若按停止按鈕，要完成一個完整的動作循環(huán)才停止。 1)單步操作 每按一次按鈕，機械手完成一步動作后自 動停止。 自動操作 包括單步操作和連續(xù)運行兩種操作方式。 手動操作 用按鈕操作對機械手的每一種運動單獨進行控制。所以選用點位控制方式。若設定 的點足夠密，就能用點位控制的方法實現所需精度的連續(xù)軌跡運動。 2）連續(xù)軌跡控制方式（ CP控制） 這種控制方式要求末端執(zhí)行器嚴格按規(guī)定的軌跡和速度在一定精度要求內運動，以完成作業(yè)要求，這種必須保證機器人各關節(jié)連續(xù)、同步地實現相應的運動。 1）點位控制方式（ PTP控制） 這種控制方式考慮到末端執(zhí)行器在運動過程中只在某些規(guī)定的點 上進行操作，因此只要求末端執(zhí)行器在目標點處保證準確的位姿以滿足作業(yè)質量要求。在運動中或在規(guī)定的某點位執(zhí)行作業(yè)規(guī)定的操作。這種多變量的控制系統(tǒng)，一般可用單片機， PLC，計算機等來實現。 本設計機械手采用ＰＬＣ控制。機械手的速度、電機運行所需的脈沖數都可以根據給定的要求給予置。而采用 PLC控制，則無需考慮上述問題。 圖 57 導向單元與氣缸連接圖 連接尺寸表 55 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 6 機器人控制系統(tǒng)設計 機械手控制器的選擇 工業(yè)機械于是一種模仿人手動作．井按設定的程序軌跡和要求代替人手抓取、搬運工件或操持工具進行操作的機電一體化自動化裝置。所以導向單元的實際總負載 Gf==。下圖為該導向單元外觀圖 55 圖 55 導向單元 下圖 56 為最大工作負載與導桿投影距離之間的關系圖 圖 56 負載特性圖 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 由上圖表可查得本設計選用的 FENG32 氣缸在最大伸長距離 320mm 的 情況下其最大負載為 55N。選用該氣缸的一個安裝附件，導向單元 FENG32320KF。選用的控制安裝附件為 SMB2B。 行程的確定 由設計的工作要求活塞行程取為 320mm。 F1—— 氣缸的負載力（ N）。該擺動氣缸防水防塵。止動桿上的沖擊能量由彈性緩沖板吸收，終端緩沖由緩沖 器實現。 該氣缸的許用轉動慣量為： 500X104 kgm2 滿足要求。 l—— 工件的長度（ m），本設計為 l=50mm。 擺動氣缸的選擇 前選擇的 HGW— 40— A的氣爪其轉動慣量 Jq=124X104kgm2 其爪夾持的工件的轉動慣量為： 22(3 )12g mJ R l?? 式中： m—— 工件的質量（ kg），本設計為 m=2kg。 3）裝配時，所有密封元件的相對運動工作表面應涂以潤滑脂。 本 氣缸使用注意事項 1） 一般氣缸的正常工作條件：環(huán)境溫度為 35～ 80℃ ，工作壓力為 ～畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 。 本氣爪 要求速度緩慢、平穩(wěn)，采用節(jié)流調速。 由氣爪的工作要求本氣缸的行程為 15mm。 氣爪夾緊工件的力 1 /NsF FR L? 代入數據得： 1 5 8 3 .1 8 9 2 2 5 0NF ? ? ? ? 由計算得 1NNFF? 所以初選的缸徑 40mm，活塞桿直徑 12mm 滿足設計要求。 把以上數據代入 sFF?? 得： ?? 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 ? 氣缸是氣爪 的的驅動器，氣缸與氣爪手指的連接結構如下圖 52 圖 52 氣缸與氣爪手指的連接結構 圖中 L=50mm 為氣爪手指夾緊工件的力臂。當工作壓力增高、缸徑增大時效率增大 。 本設計滿足氣缸理論推力、拉力速度為 50500mm/s 的范圍，其力學計算公式為： 拉力 22F = 0 .2 5 ( )PDd? 式中： D—— 氣缸直徑（ m） ,本設計初取為 ； d—— 氣缸活塞桿直徑（ m），本設計初取為 ； P—— 氣缸工作壓力（ Pa），本設計取為 ； F—— 氣缸理論推力、拉力（ N） 把以上數據代入 22F = 0 .2 5 ( )PDd? 得： 2 2 6F = 0 . 2 5 (0 . 0 4 0 . 0 1 2 ) 0 . 6 1 0? ? ? ? ? ? 計算得的 F 為理論拉力，其實際拉力可根據 sFF?? 計算。 缸徑的確定 缸徑與所使用的氣源的壓力有關，同時要確定動作方向是推力還是拉力。 其加緊視圖如圖 51 圖 51 工件夾緊 視圖 工件重力 G== 夾起工件主要是靠氣爪手指與工件的靜摩擦力克服工件的重力。 m2 分配方式 質量 /Kg 90BF003 3 3 60 1． 96（ 20） 1500 8000 17． 64 三相六拍 4． 2 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 5 機械手各氣動件的設計計算 氣爪夾緊力的計算與氣爪的選擇 氣爪夾緊力要求 由設計任務書的要求氣爪連工件的重量為 5KG，從而確定夾緊的工件重量約為 2kg。 m(Kgf 電機參數表 42 電機型號 相數 步距角 /（176。 所以： 7 ( )100clp MM N mi? ? ? 1 . 0 4 7 1 0 0 1 0 4 . 7 ( / )lp i r a d s???? ? ? ? ? 上式中： lpw —— 負載峰值轉速（ rad/s），如上計算 ： ( / )lp rad s? ? ； lpM —— 負載峰值力矩（ Nm），如上計算： 37 ( )ipM N m?? 電動機功率的計算公式式 ： lp lpmMP ?? ?? 7 104 .72 W???? 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 式中： mP —— 步進電動機的功率（ W） ； lp? —— 負載峰值轉速（ rad/s），由前計算 ： ( / )lp rad s? ? ； lpM —— 負載峰值力矩（ Nm），由前計算： Mlp=（ Nm）； ? —— 計算系數，其中一般 ?? ，本設計中?。?2?? ； ? —— 底座傳動裝置的效率，估算為 ?? ，本機械手取為： ?? 。 式中： 1m —— 手臂 無氣爪邊的質量（ kg），本機械手為 1 15m kg? ； 2 2 20 1 1 2 2 3 32 2 221 1 13 3 21 1 1 15 15 20 3 3 2 J m r m r m rk g m? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ??畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 2m —— 手臂有氣爪邊的質量（ kg），本機械手為 2 15m kg? ； 其中： 1 2mm? 手臂的質量，手臂兩邊都看作長桿來計算轉動慣量； 3m —— 機身的質量（ kg），本機械手為 3 20m kg? ； 其中： 3m 的轉動慣量看作均勻圓柱體來計算； 1 2 3,rrr —— 與 1 2 3,m m m 相對應的長度（ m） 。 m2 分配方式 質量 /Kg 75BF003 3 3 30 0． 882（ 9） 1250 16000 1． 568 三相六拍 1． 58 畢業(yè)設計說明書論文 1961660126 課件之家的資料精心整理好資料 機械手底座回轉驅動電動機的選擇 機械手機身安裝在底座上所以底座作旋轉時將手臂與機身一起旋轉 機械手底座轉速： 設計選取為 10 / minr?? ? 即旋轉 1800的時間為 3s； 回轉轉矩： c ga fM M M?? 式中： cM —— 機械手整體相對底座回轉軸的回轉力矩 ； fM —— 機械手整體相對底座回轉軸的摩擦阻力矩 ； gaM —— 機械手底座在停止（制動）過程中相對與絲桿的慣性力矩 ； 其中： 0gaMJt?? ， 式中： ? —— 底座旋轉在啟動或制動過程中角速度的變化量，也就是工作角速度： 21 0 ( / m in ) 1 0 1 .0 4 7 ( / )60r ra d s? ???? ? ? ? ?； t —— 底座旋轉啟動或制動的時間：本設計中 ( )ts? ； ? —— fM 與 gaM 的轉化系數 ： ? ? ，本設計中取 ?? 0J —— 手臂、機身、轉軸對底座旋轉軸線的轉動慣量 2()kg