【正文】 本次設(shè)計(jì)比較倉促，又由于經(jīng)驗(yàn)不足，故有許多鄙陋，希望老師能予以糾正，最后感謝一直關(guān)心我們的老師和單位領(lǐng)導(dǎo)。在此次設(shè)計(jì)中，所學(xué)的專業(yè)知識(shí)也得到了鞏固與應(yīng)用，為以后的工作打下了基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)[1] 張平格，趙喜敬，張偉杰，姚貴英. ，2004[2] 周希章，周全. ，2004[3] 吳相憲，王正為，黃玉堂. ，1993[4] 蘇夢(mèng)香，趙月羅. ，2001[5] 王鐸，程靳. 理論力學(xué)上冊(cè). 高等教育出版社，2004[6] 王孫安，杜海峰，任華. 機(jī)械電子工程. 北京：科學(xué)出版社,2003[7] 單輝祖. 材料力學(xué)（第二版）.高等教育出版社，2004[8] 李天吳. ，1988[9] :機(jī)械工業(yè)出版社,[10] :冶金工業(yè)出版社,2003[11] 謝存禧,:機(jī)械工業(yè)出版社,2005[12] :機(jī)械工業(yè)出版社,2003[13] 孫訓(xùn)方, [14] 濮良貴,（第七版）.北京:高等教育出版社，2001[15] :機(jī)械工業(yè)出版社，1991[16] 張鐵,:[17] :[18] [19] Orlov P. Fundfamentals of Machine Design. Moscow:Mir Pub,1987[20] Sors L. Fatigue Design of Machine :peramon Press,1971[21] Mechanical Drive. Mechine (14),1980致 謝伴隨著老師的指導(dǎo)，我們的畢業(yè)設(shè)計(jì)接近了尾聲，這次設(shè)計(jì)是個(gè)富有挑戰(zhàn)性的綜合性設(shè)計(jì)。分析整個(gè)控制過程，確定PLC的輸入輸出兩即相應(yīng)的元件與設(shè)備。其中，由于伸縮臂做間歇式往復(fù)運(yùn)動(dòng)，具有較大的沖擊，設(shè)計(jì)時(shí)，我們從液壓回路上和液壓件結(jié)構(gòu)上考慮了采取緩沖措施?？坑透仔谐虡O限定位，采用導(dǎo)向桿導(dǎo)向防止轉(zhuǎn)動(dòng)，采用電液換向閥，控制伸縮方向。在本設(shè)計(jì)中，采用液壓驅(qū)動(dòng)。在設(shè)計(jì)過程中參考了幾種常見的平移型結(jié)構(gòu)，綜合各方面的因素，最后決定選此中方案。操作面板如圖56所示 圖6－6 控制面板第六章 結(jié)論 在這個(gè)設(shè)計(jì)中，涉及到了機(jī)械手的夾持器、四桿機(jī)構(gòu)兩個(gè)部件以及液壓和PLC兩個(gè)控制系統(tǒng)。自動(dòng)程序部分如圖55所示 圖55 自動(dòng)程序圖 硬件設(shè)計(jì)硬件設(shè)計(jì)包括外圍電路、控制柜、布線等的設(shè)計(jì)。公共程序的梯形圖如圖53所示圖53 公共程序圖手動(dòng)程序采用電動(dòng)方式，應(yīng)能完成全部自動(dòng)程序所完成的動(dòng)作。公共程序模塊包括主電路、油泵等的控制，狀態(tài)初始化，狀態(tài)轉(zhuǎn)換啟動(dòng)，狀態(tài)轉(zhuǎn)換停止，事故報(bào)警保護(hù)等程序。 PLC外部I/O分配圖根據(jù)所選的PLCF140系列的內(nèi)部元件及輸入輸出的相關(guān)元件、設(shè)備，編制出I/O分配圖51所示如下 圖51 PLC現(xiàn)場(chǎng)接線圖 軟件設(shè)計(jì)根據(jù)任務(wù)書的要求，可以采用移位寄存指令或步進(jìn)指令進(jìn)行系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)，整個(gè)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)采用模塊化設(shè)計(jì)。本次設(shè)計(jì)選擇增加位置控制模塊、速度控制模塊。最大I/O點(diǎn)數(shù)為120，一般指令的條數(shù)為I/O點(diǎn)數(shù)的1012倍左右，PLC的容量不得小于此要求。1） I/O點(diǎn)數(shù)的估算根據(jù)分析的結(jié)果，進(jìn)行統(tǒng)計(jì)估算，F(xiàn)140系列選擇主機(jī)I/O點(diǎn)數(shù)為24/16。它使用可編程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)用戶設(shè)計(jì)的程序指令，這些指令用來實(shí)現(xiàn)邏輯運(yùn)算、順序操作、定時(shí)、計(jì)數(shù)及算術(shù)運(yùn)算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種機(jī)電一體化，程序可變、抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高、功能強(qiáng)、體積小、耗電低，特別是易于、價(jià)格便宜等特點(diǎn)，具有廣泛的應(yīng)用前景。 液壓系統(tǒng)圖第五章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC的構(gòu)成及工作原理可編程邏輯控制器（PLC）又稱可編程控制器。一般K= ΣQmax——同時(shí)工作的執(zhí)行元件所需流量和（） 2）確定三個(gè)泵的壓力：A 升降缸的壓力： B 夾緊缸的壓力： （?。?為進(jìn)油路壓力損失，因此泵的額定壓力可?。?）選擇油泵的具體型號(hào)為YBX16,該油泵的具體技術(shù)規(guī)格見下表排量調(diào)節(jié)額定壓力壓力調(diào)節(jié)額定轉(zhuǎn)速驅(qū)動(dòng)功率0~~16~~600~~1500 泵驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇計(jì)算由公式計(jì)算電機(jī)功率：查電機(jī)產(chǎn)品樣本：電動(dòng)機(jī)型號(hào)較合適的為Y100L6型號(hào)異步電機(jī)額定功率: 液壓閥的選擇根據(jù)擬定的液壓系統(tǒng)原理圖計(jì)算分析通過各閥的最高壓力和最大流量選取各閥的型號(hào)規(guī)格列于下表：序號(hào)元件名稱Q(L/min)型號(hào)規(guī)格查自1壓力繼電器HED20A30/25《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版6E系列2先導(dǎo)式溢流閥BT0332《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第4卷表19773疊加式液控單向閥（升降缸）8《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版6E系列4疊加式液控單向閥（夾緊缸）8《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版6E系列5過濾器（1個(gè)）《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版6E系列6電磁換向閥（夾緊缸）34F30E10B《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版6E系列7電磁換向閥（升降缸）834F30E10B《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版6E系列8截止閥（壓力表開關(guān)）AF6EA30/Y25《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第三版第4卷表197169 輔助元件的選擇軸管內(nèi)徑一般可以按所接元?jiǎng)蛹慕涌诔叽绱_定，也可按管路允許的流速進(jìn)行計(jì)算，本系統(tǒng)油管選無縫鋼管。1）確定兩個(gè)缸的流量QP: A 四桿機(jī)構(gòu)缸：B 夾緊缸：液壓泵流量QP是根據(jù)執(zhí)行元件動(dòng)作循環(huán)所需最大流量和系統(tǒng)的泄露來確定。液壓回路詳細(xì)方案在圖紙上有詳細(xì)表達(dá)。2）四桿機(jī)構(gòu)升降運(yùn)動(dòng)采用單出桿雙作用缸，上升和下降均由單向調(diào)速閥回油節(jié)流。上述動(dòng)作均由電控系統(tǒng)發(fā)訊號(hào)控制相應(yīng)的電磁鐵（電磁換向閥），按程序依次步進(jìn)動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)的。2）對(duì)回路的要求；回轉(zhuǎn)缸采用齒條缸作為執(zhí)行原件正反方向均采用單向閥調(diào)節(jié)流，3）對(duì)手臂升降運(yùn)動(dòng)采用單出桿雙作用缸，上升下降均采用單向調(diào)速閥調(diào)速器緩沖定位也是靠行程開關(guān)提前切斷油路來完成，此外為了避免整個(gè)手臂因自重而下降在液壓缸下腔油路安裝平衡閥。每一部分均用液壓缸或液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)與控制。它屬于圓柱坐標(biāo)式液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，具有手臂（伸縮臂）升降、伸縮、回轉(zhuǎn)等三個(gè)自由度。為了達(dá)到其運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性和定位精度要求，一般在定位前采取緩沖制動(dòng)措施，從液壓原理上講是增加液壓阻尼力，在液壓缸結(jié)構(gòu)上緩沖或增加緩沖回路。當(dāng)流入又桿腔時(shí)，面積式中D為缸筒內(nèi)徑，d為桿直徑。流量式中；—流量； 速度； A—有效面積； 容積效率。⑨缸強(qiáng)度的校核工工作載荷；最大應(yīng)力；所以液壓缸滿足強(qiáng)度要求。體積 式（）將數(shù)據(jù)代入式（）得體積，,重力G=mg=,慣性力。圓整為5㎜。⑦缸底厚度計(jì)算式中； —缸底內(nèi)徑；—缸底材料的需用應(yīng)力，此處取材料為鋼，則許用正應(yīng)力[]=160 MPa；許用切應(yīng)力彈性模量E=200 MPa；液壓缸最大工作壓力。將數(shù)據(jù)代入式（）得。⑤最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H當(dāng)活塞桿全部外伸時(shí)，從活塞支撐面中點(diǎn)到導(dǎo)向滑套動(dòng)面中點(diǎn)的距離最小為最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H。 （）式中； —缸最大壓力；D—缸筒內(nèi)徑；—最大需用應(yīng)力，此處為材料為鋼，則許用正應(yīng)力[]=160 MPa；許用切應(yīng)力 彈性模量E=200 MPa.；將數(shù)據(jù)代入式（）得。所以零界應(yīng)力，所以，所以活塞缸2的活塞桿滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定性要求。慣性半徑。所以此處d=（）D，此時(shí)選取d==15㎜.活塞桿強(qiáng)度計(jì)算取材料為材料為鋼，則許用正應(yīng)力[]=160 MPa；許用切應(yīng)力彈性模量E=200 ， （）式中； F—活塞桿拉力，單位為N；d—活塞桿直徑，單位為㎜；計(jì)算得，所以活塞桿滿足強(qiáng)度要求。通常先從滿足速度的角度選擇活塞桿直徑，然后再校核其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，必要時(shí)還需按照穩(wěn)定性的要求進(jìn)行驗(yàn)算。當(dāng)活塞桿是以拉力驅(qū)動(dòng)時(shí)，壓力油輸入有桿腔 （）將數(shù)據(jù)代入式（）得R=,同樣按照國(guó)標(biāo)圓整為25㎜。現(xiàn)在由于缸的結(jié)構(gòu)尺寸未確定，所以和無法確定，只有以R進(jìn)行計(jì)算，待和確定后進(jìn)行校核，看是否滿足要求，若不滿足要求，再進(jìn)行進(jìn)一步的計(jì)算。啟動(dòng)時(shí)桿AE在極限位置1時(shí)啟動(dòng)過程轉(zhuǎn)過6，可得啟動(dòng)時(shí)加速度，同樣可得制動(dòng)時(shí)加速度。1) 靜態(tài)時(shí)，由前述圖可得P=46N。所以在液壓缸2運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)構(gòu)滿足強(qiáng)度要求?？闪羞\(yùn)動(dòng)方程 （） （）將以上數(shù)據(jù)代入式式（）得液壓缸1上升過程中加速度a=。此桿構(gòu)件滿足強(qiáng)度要求。 底座回轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)態(tài)計(jì)算轉(zhuǎn)角；轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間t=04S；過程如圖圖313 回轉(zhuǎn)時(shí)間圖設(shè)角加速度為加速時(shí)間=，減速時(shí)間，勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)間。最大正應(yīng)力：σmax=M／WZ=109／2250=（）最大切應(yīng)力：τmax=3F／2A=校核強(qiáng)度，可得；并且，可得此桿件滿足強(qiáng)度要求。 動(dòng)態(tài)計(jì)算 平行四邊形機(jī)構(gòu)動(dòng)態(tài)計(jì)算四邊形機(jī)構(gòu)的最大轉(zhuǎn)角；；，如圖所示圖310 時(shí)間圖 （）其中：α―角加速度；t1―；ω―平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；φ―轉(zhuǎn)動(dòng)角度；；將數(shù)據(jù)代入式（）解得角加速度；在BE桿水平位置時(shí)是受力最大處，所以校核水平位置時(shí)BE桿的強(qiáng)度，受力分析如圖圖311受力分析圖可以將受力簡(jiǎn)圖簡(jiǎn)化成如圖，而且加強(qiáng)了桿的強(qiáng)度。上極位