【正文】 。 Industrial Engineering,2000,38(4):467478[16] Nourredine Boubekri and Gopal Ramanujam. Design of grasping methodologies for rotational assembly ponents. International Journal of Flexible Manufacturing Systems,1995,7(4):373388致 謝在這次畢業(yè)設(shè)計中，得到了老師和同學(xué)們的熱情幫助，他們?yōu)槲业脑O(shè)計提出了很多中肯的建議，幫助我解決很多技術(shù)上難題。參 考 文 獻[1] 杜克林,1998,20(2):153160.[2] 石玉明,2007,26(5):9395.[3] 孫兵,趙斌,(PLC FA),2004(11):122124,106.[4] 劉善增 .,2004,17(7):3739,47[5] 趙碧，巴鵬，徐英鳳 .氣動上下料機械手手部結(jié)構(gòu)的設(shè)計與分析，沈陽理工大學(xué)學(xué)報，2006，25(6)：58～60.[6] 周虹. 氣動與PLC技術(shù)相結(jié)合在機械手設(shè)計中的應(yīng)用 .煙臺職業(yè)學(xué)院學(xué)報，2004(3):38～39.[7] 張州，劉廣瑞,2004,17(3):25～27 [8] 張桂香,2005,21(19):81～82.[9] 孫兵，趙斌，施永康. 基于PLC的機械手混合驅(qū)動控制，液壓與氣動. 2005, (3): 37～39[10] 羅天洪， ,重慶交通大學(xué)學(xué)報:自然科學(xué)版, 2009，28(6)：11261130[11] 陳文禮，姜海 .多自由度機械手“虛關(guān)節(jié)”設(shè)計 ,機械工程師,2008(9)：42～44[12] 汪興科，郭新照 . 基于PLC控制機械手的運動設(shè)計分析,裝備制造技術(shù),2008(8) ：73～74[13] 機構(gòu)簡單，尺寸緊湊，重量輕。本次設(shè)計的機械手有以下幾個特點：機械手采用六個自由度，動作靈活，工作范圍大，實用性較廣。在這次設(shè)計中存在的問題有：個別機構(gòu)布置不合理；沒有很好地考慮結(jié)構(gòu)工藝性；在成本上考慮欠妥等。通過這次設(shè)計，我不僅綜合運用了大學(xué)四年所學(xué)的基本理論知識，例如：機械設(shè)計、液壓系統(tǒng)、工程制圖、材料力學(xué)、理論力學(xué)等課程，而且也做到了把從書本知識和實際問題結(jié)合起來考慮問題，大大提高了我在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方面分析和解決問題的能力，這對以后工作是很有幫助的。(2) 中斷功能(3) 可進行分散控制和模擬量控制(4) 通過脈沖輸出可實現(xiàn)基本的位置控制（晶體管輸出）(5) 具有終端顯示功能 (6) 具有日歷/時鐘單元 ： CPM2A型的主機面板 PLC程序結(jié) 論大學(xué)四年馬上就要過去了，在最后一次設(shè)計中，我選擇了六自由度裝配線機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計。本次設(shè)計工業(yè)機械手控制工藝流程為：原位→小臂下降→小臂伸出→夾緊工件→小臂收縮→縱向移動→大臂上升→小臂上升→大臂回轉(zhuǎn)→腕部回轉(zhuǎn)→小臂伸出→松開工件→小臂收回→腕部回轉(zhuǎn)→大臂回轉(zhuǎn)→大臂下降→小臂下降→縱向移動→原位 PLC產(chǎn)品選擇選用OMRON CPM2A ，CPM2A具有其他PLC所具有的一切功能，如:邏輯運算、定時器功能、移位、加減運算、條件判別、分支、跳轉(zhuǎn)、暫存、譯碼、編碼、BCD數(shù)轉(zhuǎn)換等功能，還增加了其他低檔PLC所不具有的功能。例如：、60ms/K字數(shù)字運算程序； 比較快的為1ms/K字邏輯運算程序，10ms/K字數(shù)字運算程序；。 掃描過程PLC掃描速度一般以執(zhí)行1000步指令所需時間來衡量，單位ms/K。 PLC結(jié)構(gòu)示意圖 PLC邏輯結(jié)構(gòu)示意圖輸入、輸出接口電路是PLC與現(xiàn)場I/O設(shè)備或其他外設(shè)直接的連接部件，它起著PLC和外圍設(shè)備直接傳遞信息的作用。適合于設(shè)備自動化控制、過程自動化控制和過程監(jiān)控系統(tǒng)。例如：美國GE公司的GEIII系列，德州儀器公司的PM550，日本OMRON公司的C200H，德國西門子公司S5115U，美國AB公司的PLC5系列產(chǎn)品。小型機一般以開關(guān)量控制為主（有些帶有模擬量控制功能）；輸入/輸出點數(shù)適合于接觸器、繼電器控制場合，能直接驅(qū)動電磁閥等執(zhí)行元件；內(nèi)部具有多個輔助繼電器，具有計時、計數(shù)、寄存器等功能；價格低、體積小，適合于控制單臺機設(shè)備。國際電工委員會（IEC）于1985年1月對可編程序控制作了如下的定義：可編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計。它使用可編程存儲器存儲用戶設(shè)計的程序指令，這些指令用來實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)及算術(shù)運算和通過數(shù)字或模擬輸入/輸出來控制各種機電一體化，程序可變、抗干擾能力強、可靠性高、功能強、體積小、耗電低，特別是易于、價格便宜等特點，具有廣泛的應(yīng)用前景。5 PLC控制系統(tǒng) 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。在上述的主要的液壓回路確定完之后，再加上其它功用的輔助油路（如卸荷、溢流等油路），就可以組成完整的液壓系統(tǒng)。當(dāng)油缸運動快到終點時，由位置檢測裝置（電位器）發(fā)信號給PLC控制電磁鐵通電關(guān)閉油路，油缸回路改經(jīng)節(jié)流閥流回油箱，活塞的速度減慢達到緩沖的目的。 調(diào)速方案的確定由于整個系統(tǒng)是壓力較小，所以采用簡單的進油路節(jié)流閥進行調(diào)速。4液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計由于液壓驅(qū)動具有調(diào)速范圍較大、傳動平穩(wěn)、液壓裝置具有防銹性和自潤滑作用等優(yōu)點，所以本設(shè)計裝配線機械手采用全液壓驅(qū)動控制?；钊麠U既承受壓力又承受拉力，所以d/帶入數(shù)據(jù)，可求得D=，查活塞缸內(nèi)徑系列取32mm但從結(jié)構(gòu)方面考慮取D=63mm所以d==63=因為工作壓力較小，缸壁選用鑄鐵，壁厚取t=10mm 重要部分的校核 活塞桿的校核（1） 按強度條件校核 === []許=170Mpa（2） 按剛度條件校核由于桿長L=250mm ,桿徑d=，而L15d,所以不需要穩(wěn)定性校核。 結(jié)構(gòu)布置要合理，便于裝修 手臂升降運動驅(qū)動力的計算根據(jù)油缸驅(qū)動時需要克服的運動部件的總重量、摩擦力和啟動慣性力等幾個方面的阻力，所以油缸的驅(qū)動力為=式中 為各支承處和密封處摩擦力 為啟動時的慣性力 W為運動部件（包括手部、腕部和工件）的總重量 W的計算將腰部回轉(zhuǎn)缸、回轉(zhuǎn)軸，及其附件等效為一個直徑為200mm，長度為300mm的圓柱體，其質(zhì)量===㎏所以W=（++）== 的計算為啟動和制動時，活塞受的慣性力，其計算公式為=式中 W為參與運動的零部件總重量 g為重力加速度為由靜止加速到常速的變化量，=30mm/s為啟動時間, =帶入數(shù)據(jù)計算得=的計算 為摩擦力，這里主要為密封處摩擦力，≈帶入數(shù)據(jù)得，=++計算得= 驅(qū)動油缸內(nèi)徑的計算 驅(qū)動油缸內(nèi)徑的計算公式為D=式中 為驅(qū)動力 為工作壓力，=1Mpa D為油缸外徑 d為液壓缸內(nèi)徑，d=48mm帶入數(shù)據(jù)計算得，D=,但從結(jié)構(gòu)上考慮，取D=154mm 重要部分的校核端蓋螺釘?shù)膹姸刃：水?dāng)缸筒與缸蓋采用法蘭連接時，校核連接螺栓強度時按拉應(yīng)力和剪切應(yīng)力的合成應(yīng)力來進行， 即 = =≈=≈式中： P為液壓缸負載 K為螺紋擰緊系數(shù)，K=～ 為螺紋內(nèi)摩擦系數(shù)，一般取= d為螺紋直徑 為螺紋內(nèi)徑 Z為螺栓個數(shù)，Z=6帶入數(shù)據(jù)計算得= []許=150Mpa故螺釘滿足強度要求 花鍵連接強度校核 在靜連接中花鍵的主要實效形式是工作面被壓潰，因此應(yīng)按工作面上的擠壓應(yīng)力進行強度校核，其校核公式為=式中 為載荷分配不均系數(shù)，與齒數(shù)有關(guān)，一般取=～,這里取=；z為花鍵的齒數(shù),z=8；l為齒的工作長度,l=230mm；h為花鍵齒側(cè)面的工作高度，矩形花鍵h=，此處D為外花鍵大徑，d為內(nèi)花鍵小徑，C為倒角尺寸,h=；為花鍵的平均直徑，矩形花鍵=,=44mm。，由受力平衡條件有即 Q=式中： Q為每個螺釘?shù)念A(yù)緊力b為定片的寬度, b=50mmP為回轉(zhuǎn)油缸的工作壓力,P=3MpaD為定片的外徑,D=180mmd為定片與軸配合處的直徑，d=90 mmZ為螺釘數(shù)目，這里取Z=4f為連接件間的摩擦系數(shù)，鋼與鋼間的摩擦系數(shù)f=帶入數(shù)據(jù)計算得Q=螺釘強度校核由于連接處為M10螺