【正文】 在此謹向王漢勝 老師致以深深的敬意和忠心的感謝！ 在此還要感謝 3 年來無私的把知識傳授給我的老師們，沒有你們的教育指導(dǎo)，這 3 年我將會沒有任何收獲，感謝你們的無私奉獻精神！ 最后， 感謝參與論文評審和答辯的各位專家教授，能在百忙之中抽出時間對我 的論文進行評閱和審議 ！ 謝謝！ 。在近三個月的畢業(yè)設(shè)計生活中，王老 師都給了我耐心的指導(dǎo)。同時通過這次設(shè)計，也使我發(fā)現(xiàn)自身的知識理論體系還需要大大的提高， 對已學(xué)的知識遺忘較多， 在今后的學(xué)習(xí)工作中我將 會 更好的 完善自己的知識， 作一名合格的設(shè)計人員。 在設(shè)計初期，遇到了很多的困難，比如對下料機械手的結(jié)構(gòu)不熟悉，運動過程不了解，也由于對以前所學(xué)知識的部分遺忘，因此不知道從哪里開始設(shè)計，后來 通過查閱 參考文獻 和老師、同學(xué)的幫助， 逐步熟悉了下料機械手的原理，對其結(jié)構(gòu)，運動過程有了新的認識，因此 能夠基本完成 本次 設(shè)計 。除此以外還需要說明下料機械手的液壓驅(qū)動原理和電氣控制原理。 第 八 章 結(jié)論 42 第 八 章 結(jié)論 在現(xiàn)代生產(chǎn)中，機械手被廣泛的應(yīng)用于各個行業(yè)。 延時斷開觸點 KT8 斷開，使控制電路斷電，繼電器 K1 也斷電，其觸點各自恢復(fù)原狀態(tài)，同時，因控制機械手動作的電路斷電，使各開關(guān)恢復(fù)到原狀態(tài)，但時間繼電器 KT9 仍通電并延時，當(dāng) KT9 延時到時其常開延時閉合觸點 KT9 閉合，使時間繼電器 K1 通電并自鎖，控制電路又進入了循環(huán)，使機械手動作。 當(dāng)時間繼電器 KT7 延時到時，其常開觸點 KT7 閉合，為后面的電路做準(zhǔn)備，其時間繼電器常閉觸點 KT7 延時到了后就斷開， KM7 就斷電，其觸點 KM7 就斷開 ,手臂停止上升，并保持其現(xiàn)狀，同時時間繼電器 KT8 通電并延時，且 KM8也通電，其常開觸點 KM8 閉合，使 8DT 通電，手臂反轉(zhuǎn)。 當(dāng)時間繼電器 KT5 延時到時，其常開觸點 KT5 閉合，為后面的電路做準(zhǔn)備，其時間繼電器常閉觸點 KT5 延時到了后就斷開， KM5 就斷電，其觸點 KM5 就斷開 ,手臂停止下降，并保持其現(xiàn)狀，同時時間繼電器 KT6 通電并延時，且 KM6也通電，其常開觸點 KM6 閉合，使 6DT 通電，手指松開，工件放下。 當(dāng)時間繼電器 KT3 延時到時，其常開觸點 KT3 閉合，為后面的電路做準(zhǔn)備，四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 41 其時間繼電器常閉觸點 KT3 延時到了后就斷開， KM3 就斷電，其觸點 KM3 就斷開 ,手臂停止上升，并保持其現(xiàn)狀，同時時間繼電器 KT4 通電并延時，且 KM4也通電，其常開觸點 KM4 閉合，使 4DT 通電，手臂正轉(zhuǎn)。 當(dāng) KT1 延時到時，其常開觸點 KT1 閉合，使時間繼電器 KT2 通電并延時，同時 KM2 常開觸點閉合，使 2DT 通電，手指夾緊工件。 如開關(guān) S2 擲于手動位置，分別按下啟動按鈕 SB5~SB12,使換向閥的電磁鐵1DT~8DT,分別通電控制機械手各油缸動作。 圖 71 步進控制工作流程圖 機械手的電氣控制 原理圖 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 39 第 八 章 結(jié)論 40 原理敘述 如上述原理圖：機械手可 以手動以進行調(diào)整工作，亦能按程序自動工作，由開關(guān) S2 選擇。第 八 章 結(jié)論 38 機械手的電氣控制 的控制動作（順序） 機械手采用時間繼電器實現(xiàn)自動程序動作，機械手的原始位置是手臂豎立，手指松開，兩手指在水平位置。 通用工業(yè)機械手則要求多點定位，而且要經(jīng)常更換設(shè)定位置， 這時一般裝有位置檢測器作為運動位置的反饋，即采用“多點式控制” 。點位控制又分為兩點控制和多點控制兩種。 點位控制方式就是由點到點的控制方式，只對機械手運動部件 （手腕、臂） 所應(yīng)到 達空間點的定位進行控制，而對兩個定位點之間的運動軌跡則不加控制。 因 此要提高機械手的性能，應(yīng)不局限于開環(huán)或閉環(huán)的系統(tǒng)而吸收兩者之長。 機械手的閉環(huán)系統(tǒng)控制受各種因素的影響，如外部負荷力，活動部分的內(nèi)部摩擦，伺服閥的漂移，滯后，比較儀，伺服放大器的漂移，隨動系 統(tǒng)的粘滯性摩擦，反向電動勢的影響等導(dǎo)致閉環(huán)控制系統(tǒng)產(chǎn)生靜態(tài)誤差。 而開環(huán)控 制系統(tǒng)，即使有局部的小的閉環(huán)存在，但主要控制量是不用反饋控制的。 因此，對于機械手的 控制系統(tǒng)來說，無論多么高級的系統(tǒng)，如果不能按置，都是毫無意義的。 機械手的工作順序，應(yīng)達到的位置，如手臂上下移動，伸縮，回轉(zhuǎn)及擺動，手腕上下，左右擺動和回轉(zhuǎn)，手指的開閉 動作，以及各個動作的時間，速度等，都是在控制系統(tǒng)的指揮下， 通過每一運動部件沿各坐標(biāo)軸的動作按照預(yù)先整定好的程序來實現(xiàn)的。 ⑦ 輸 出電流： 1mA； ⑧ 響應(yīng)頻率： 100HZ. 特點 EUH— AS636 接近傳感器是無觸電形式，它有壽命長，可靠性高等特點，在導(dǎo)程間斷處，孔洞等情況下不必用磁鐵，它可用于汽車辦公機械和機械自動控制。 C～ 80176。 C。 根據(jù)設(shè)計需要我選擇 AS636 型接近傳感器 原理 當(dāng)鐵鎳等磁性金屬接近 AS636 型接近傳感器時，則線圈的容量發(fā)生變化，這種變化可轉(zhuǎn)換為電壓輸出從而達到檢測接近金屬的目的 技術(shù)指標(biāo) ①輸出電壓： 9V； ②工作電壓： ～ ； ③工作溫度 30176。 ： ⑴剔除混入傳感器電路中的噪聲，一般可以從以下兩點來考慮： ①設(shè)法防止噪聲混入 ②用適當(dāng)?shù)姆椒ㄌ蕹烊氲脑肼? ⑵基本設(shè)計方法 ①屏蔽：靜電感應(yīng)，靜電屏蔽，電磁感應(yīng)； ②屏蔽線與地線； ③噪聲濾波器 。 1. 可靠性； 2. 靜態(tài)精度； 3. 動態(tài)性能； 4. 量程； 5. 抗干擾能力； 6. 通用性； 7. 輪廓尺寸； 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 35 8. 成本； 9. 能耗； 10. 對被測對象的影響。 1. 按傳感器的工作機理可分為物理型，化學(xué)型，生物型等； 2. 按構(gòu)成原理可分為結(jié)構(gòu)型和物理型兩大類； 3. 根據(jù)傳感器的能量轉(zhuǎn)換情況可分為能量控制型傳感器和能量轉(zhuǎn)換型傳感器； 4. 按照物理原理可分為： a 電參量式傳感器 b 磁電式傳感器 c 壓電式傳感器 d 光電式傳感器 e 氣電式傳感器 f 熱電式傳感器 g 波式傳感器 h 射線式傳感器 i 半導(dǎo)體式傳感器 j 其他原理的傳感器等； 5. 按照傳感器的用途來分可分為： a 位移傳感器 b 壓力傳感器 c 振動傳感器 d 溫度傳感器等； 6. 根據(jù)輸出信號可分為： a 模擬傳感器 b 數(shù)字傳感器 7. 根據(jù)轉(zhuǎn)換過程可逆與否可分為： a 雙向傳感器 b 單向傳感器。再具體的說，傳感器是這樣一種儀器，它能夠代替人的五感（視，聽 ， 嗅 ， 味 ， 觸） ，還能夠檢測人的五感所不能感覺到的現(xiàn)象（如紅外線等電磁波能量小的超聲波）等，就是說能 夠檢測遠遠超出人五感范圍的能量現(xiàn)象。 圖 55 機械手液壓系統(tǒng)原理圖 根據(jù)動作要求編制液壓動作循環(huán)及電磁鐵動作順序表，如表 51 所示 。 如圖 52 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 31 圖 52 進油節(jié)流調(diào)速方案 系統(tǒng)的安全可靠性 為防止伸縮缸在俯仰一定角度后自由下滑，都采用單向順序閥來平衡，如圖53 圖 53 液壓防滑保護回路 為保證夾緊缸夾持工作的可靠性選用液控單向閥保壓和鎖緊，如圖 54 第 七 章 電氣控制系統(tǒng) 32 圖 54 夾緊缸保壓回路 合成并完善液壓系統(tǒng) 合成后的液壓系統(tǒng)圖 如圖 55 壓力繼電器在夾緊工件后發(fā)訊，讓微機控制其他缸開始動作。 選擇液壓輔助元件 a 濾油器 按泵的最大流量選取流量大些的濾油器 b 油管和管接頭 油管和管接頭的通徑 按與閥一致來選取 c 油箱體積 油箱容量與系統(tǒng)的流量有關(guān)，其容量的大小可從散熱角度來設(shè)計．計算出系 統(tǒng)發(fā)熱量與散熱量，在考慮冷卻散熱后，從熱平衡角度計算出油箱容箱。 選擇液壓控制閥 壓力閥根據(jù)工作壓力和通過的最大 流量等因素來選擇或設(shè)計；流量閥根據(jù)工作壓力，通過的最大流量和最小穩(wěn)定流量等問題因素來選擇或設(shè)計；方向閥根據(jù)工作壓力，最大流量和所要求的滑閥機能等因素來選擇或設(shè)計。 計算功率 ,選用電動機 按工況圖找出所有缸 Nt 圖最高功率點的 Nmax 對應(yīng)的 PS （計算值）和泵的額定流量的乘積，然后除以泵的總效率 ?p ?pVpSd qPN ?? (52) 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 29 根據(jù)以上分析：工作壓力 M PaPp m a x ??，估算 MPaP ?? M P aPP P a x ???? 流量： 42m ax VDqV ??= L/min 取 K= qq VVP K max? = L/min 根據(jù)計算出的流量查 《 液壓件使用與維修技術(shù)大全 》選 CBB40， CBB 型齒輪泵為無側(cè)板型，它是三片機構(gòu)的中低壓齒 輪泵，因結(jié)構(gòu)簡單，它不能承受較高的壓力和轉(zhuǎn)速。 當(dāng)流量的波動范圍不大時，液壓泵流量按下式選?。? qq ViVP K max? 式中 maxviq — 所有液壓缸中所需流量最大的流量 K — 泄漏折算系數(shù)，一般 K ＝ ~ 當(dāng)流量的波動范圍 很 大時 ，最好采用蓄能器的系統(tǒng)中，液壓泵的供油量可根據(jù)系統(tǒng)在一個工作循環(huán)中的平均流量來選取。 液壓系統(tǒng)的合成和完善 在上述主要液壓回路選好后，在配上其他功用的輔助油路（如卸荷，測壓等油路），就可以進行合并， 完善為整體的液壓系統(tǒng)，并編制液壓系統(tǒng)動作循環(huán)及電磁鐵動作順序表。夾緊缸在夾緊工件時，為防止失電等意外情況，應(yīng)加鎖緊保壓回路。 系統(tǒng)安全可靠性 手臂俯仰缸（或手臂升降缸）在系統(tǒng)失壓情況下會自由下落或超 速下行，所以應(yīng)在回路中增加平衡回路，方法可用單向順序閥做平衡閥。 當(dāng)液壓缸運動快到希望點時 ,由位置檢測檢測裝置 (電位器 )發(fā)訊號給微機 ,然后微機控制 電磁鐵通電切斷二位二通閥的通路 ,液壓缸的回路改經(jīng)節(jié)流閥回油箱 ,增大了回油路的阻力 ,使液壓缸速度減慢 ,防止沖擊達到緩沖目的 ,這種回路也適用于擺動缸 。 雙泵供油系統(tǒng)避免了溢流損失過大 ,而且可以用雙聯(lián)泵代替雙泵 ,其優(yōu)缺點與單泵供油系統(tǒng)相反 。 優(yōu)點是系統(tǒng)較為簡單，所需的元件較少，經(jīng)濟性好，缺點是當(dāng)所需流量較少的液壓缸（如手腕回轉(zhuǎn)缸，夾緊缸等）動作時 ，系統(tǒng)的溢流損失較大，能源利用率低 .對于系統(tǒng)功率較小的場合是可取的 。 在一般情況下，機械手的各個部位是分別動作的，手腕回轉(zhuǎn)缸和手臂回轉(zhuǎn)缸四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 （或升降）所需的流量較為接近，手腕回轉(zhuǎn)缸和手臂回轉(zhuǎn)缸及夾緊缸所需流量較為接近，且它們兩組缸所需的流 量相差較大，這樣不但可以選擇單泵供油系統(tǒng)，也可選擇雙泵供油系統(tǒng)。 機械手的手臂伸縮和手臂俯仰或升降缸采用兩個單向節(jié) 流閥來實 現(xiàn)，若只用一節(jié)流閥調(diào)速時，則進油達到最大允許速度來調(diào)節(jié)。 盡管有的液壓缸是單 一速度工作，但也需要進行節(jié)流調(diào)速，用以保證液壓缸運行的平穩(wěn)運行。 a 液壓缸設(shè)計：在確保密封性的前提下，盡量選用橡膠與氟化塑料組合的密封 件，以減少摩擦阻力，提高液壓缸的壽命． b 定位點的緩沖與制動：因機械手手臂的運動慣量較大，在定位點前要加緩沖與制動機構(gòu)或縮緊裝置． c 對慣性較大的運動軸和接近機械手末端的腕部運動軸的液壓缸兩側(cè)，最好加設(shè)安全保護裝置，防止因碰撞過載損壞機械結(jié)構(gòu)． 液壓系統(tǒng)傳動方案的確定 各液壓缸的換向回路 為便于機械 手的自動控制，如采用可編程序控制器或微機進行控制， 系統(tǒng)的壓力和流量都不高， 因此一般都選用電磁換向閥回路，以獲得較好的自動化程度和經(jīng)濟效益 . 液壓機械手一般采用單泵或雙泵供油，手臂伸縮，手 臂俯仰和手臂旋轉(zhuǎn)等機構(gòu)采用并聯(lián)供油，這樣可有效降低系統(tǒng)的供油壓力，此時為了保證多缸運動的系統(tǒng)互不干擾，實現(xiàn)同步或非同步運動，換向閥需采用中位 “ O”型換向閥。 液壓動力機構(gòu)多數(shù)情況下采用直線 液壓缸或擺動液壓缸．用于實現(xiàn)手臂的伸縮升降以及手腕，手臂的回轉(zhuǎn)。 液壓驅(qū)動系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)自 60 年代初到現(xiàn)在，已在機械手中獲得廣泛應(yīng)用．目前，雖在中等負載以下的機械手中有采用電機驅(qū)動系統(tǒng)，但在簡易經(jīng)濟型，重型 的工業(yè)機械手和噴涂作業(yè)的機械手中采用液壓系統(tǒng)的任然占有較大比例。 b 用于點焊和弧焊及噴涂作 業(yè)的機械手，要求具有任意電位和軌跡控制功能，需采用伺服驅(qū)動系統(tǒng)。 一般情況下機械手驅(qū)動系統(tǒng)的選擇大致按如下原則 : a 物料搬運 (包括上，下料）用有限點位控制的程序控制機械手，重負載的可選用液壓驅(qū)動系統(tǒng)，中等負載的可 選用電動驅(qū) 動系統(tǒng)，中等負載的選用電動驅(qū)動系統(tǒng)，輕負載的可選用氣動驅(qū)動系統(tǒng)。 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) ,要根據(jù)機械手的用途 ,作業(yè)要求 ,機械手的性能 ,規(guī)范 ,控制功能 ,維護的復(fù)雜程度 ,運行的功耗 ,性能與價格比以及現(xiàn)有的條件等綜合因素加以考慮 。 如在