【正文】 要時(shí)（ s） 耗氣量 cm3/s 指部 夾緊缸 MDBB5035 50 0 35 腕部 葉片馬達(dá) CDRB1BW50180S 50 0 ~ 180176。 G工件 = =50N G手爪 = = 800mm G手腕 = = G手部和工件 =Ｇ工件 +Ｇ手爪 +Ｇ手腕 =93N G手部和工件 工件重心到導(dǎo)向套端面距離 =1200－ 324 =876 mm 手爪重心到導(dǎo)向套端面距離 =1070－ 324 =746 mm 手腕重心到導(dǎo)向套端面距離 =950－ 324 =626 mm 工件及手部總重心到導(dǎo)向套端面距離 = 876 + 746+ 626)/=800 mm 將導(dǎo)桿看作是懸臂梁 ,根據(jù) 撓度計(jì)算公式： y（手部） = G（ C2/6EI） (3L－ C) （ 3－ 31） 考慮到是雙導(dǎo)桿 , 每個(gè)導(dǎo)桿的徑向受力為 1/2 G手部和工件 查表得 E 鋼材 = 1011Pa 導(dǎo)桿的極慣性矩 I=П D4/64 =П 304 /64 =39760 mm4 C=800 mm 手爪夾持中心到導(dǎo)向套端面距離 L=345+500=845 mm y（手部） = 1/2 G手部和工件 (C2/6EI) (3L－ C) = (8002/6 1011 39760) (3 845－ 800) =1 mm 經(jīng)過(guò)核算 ,導(dǎo)桿撓度基本符合要求。 （ 3－ 29） ? ＝Ｍ／Ｗ＝ ／ [(π ／ 32) (30 103)3] ≈ MPa［ ? ］＝ 100 MPa 45鋼［ ? ］＝ 100 MPa 14 14 校核升降氣缸缸頭銷(xiāo)： P 升降缸 ＝ 50２ 10６ /4＝ N σ ＝Ｐ／Ｓ＝Ｐ／ (π d２ /4) （ 3－ 30） ＝ ( 4)/ (8 103)2 ＝ MPa［ σ ］＝ 58 MPa ? bＳ ＝Ｐ／Ａ bＳ ＝ (8 15) 106 ＝ MPa［ ? bＳ ］＝ 100 MPa 所以此銷(xiāo)安全。 ｍ 托板 ＝ 863 200 12 106＝ kg ｍ 總 1＝ ++＝ kg Ｐ 慣 ＝ｍ 總 1ａ＝ ＝ N Ｍ 總１ ＝Ｍ 伸 －Ｍ 配重 ＝ － 95＝ Nm ρ 總１ ＝ Ｍ 總１ ／Ｇ 總１ ＝ ( )＝ m＝ mm (h＝ 150 mm2fρ 總１ ＝ 2 ＝ mm) ｍ 托連 ＝ 10 1002 103＝ g＝ kg R＝ Ｍ 總１ ／ h＝ ＝ 256 N Ｐ 摩 ＝ 2Rf＝ 2 256 ＝ N Ｐ 驅(qū) ＝ (Ｐ 慣 ＋Ｐ 摩 )＋ Ｇ 總１ ＋Ｇ 連 ＝ (＋ ) ＋ ＋ ≈ N Ｐ 缸驅(qū) ＝ (π d２ /4)p 工作壓力 ＝ 50２ 10６ /4 ＝ N Ｐ 驅(qū) ＝ N 所以，可選用 MDBB５０ ３００ 3． 2． 8 對(duì)升降導(dǎo)桿的核算 當(dāng)手臂伸出到最大范圍時(shí)，回轉(zhuǎn)中心所受的彎矩最大。一般取 ，這里考慮到摩擦的副作用則取 。 升降導(dǎo)向立柱不自鎖的條件 —— 因?yàn)槭直墼诳傊亓浚堑淖饔孟掠幸豁槙r(shí)針?lè)较騼A斜的趨勢(shì)，而導(dǎo)套卻阻止手臂這種趨勢(shì)，若導(dǎo)套對(duì)升降立柱的作用力為Ｒ １ 和Ｒ ２ ，根據(jù)升降立柱的力平衡條件得： 13 13 Σ Ｆ Ｘ ＝０ Ｒ １ ＝Ｒ ２ Σ ｍ Ａ （Ｆ）＝０ Ｒ １ h＝Ｇ ρ 則：Ｒ １ ＝Ｇｐ／ h （ 3－ 28） 所謂不自鎖的條件就是升降立柱能在導(dǎo)套內(nèi)自由下滑。 12 12 各零部件的總重心位置距手臂回轉(zhuǎn)軸軸線(xiàn)的距離為Ｐ，其值為： ρ ＝（Ｇ １ Ｘ １ ＋Ｇ ２ Ｘ ２ ＋??）／（Ｇ １ ＋Ｇ ２ ＋??） ＝ Σ Ｇ ｉ Ｘ ｉ ／ Σ Ｇ ｉ 厘米 （ 3－ 25） 其偏重力矩Ｍ 偏 為：Ｍ 偏 ＝Ｇ ｐ ＝ Σ Ｇ ｉ Ｘ ｉ 公斤 ? 厘米 當(dāng)手臂處于伸長(zhǎng)和回縮狀態(tài)時(shí)，立柱所受偏重力矩分別為： ρ 縮 ＝ (Ｇ 工件 Ｘ 工件 ＋Ｇ 手爪 Ｘ 手爪 ＋Ｇ 腕部回轉(zhuǎn)缸 Ｘ 腕部回轉(zhuǎn)缸 ＋Ｇ 伸縮導(dǎo)向 Ｘ 伸縮導(dǎo)向 －Ｇ 伸縮缸 Ｘ 伸縮缸 )／（ Ｇ 工件 ＋Ｇ 手爪 ＋Ｇ 腕部回轉(zhuǎn)缸 ＋Ｇ 伸縮導(dǎo)向 ＋Ｇ 伸縮缸 ） （ 3－ 26） ＝（ 700＋ 570＋ 450＋ 9 13－ 83） ／（ ＋ ＋ ＋ 9＋ ） ＝ ＝ mm ρ 縮 ＝ (Ｇ 工件 Ｘ /工件 ＋Ｇ 手爪 Ｘ /手爪 ＋Ｇ 腕部回轉(zhuǎn)缸 Ｘ /腕部回轉(zhuǎn)缸 ＋Ｇ 伸縮導(dǎo)向 Ｘ /伸縮導(dǎo)向 －Ｇ 伸縮缸 Ｘ /伸縮缸 )／（ Ｇ 工件 ＋Ｇ 手爪 ＋Ｇ 腕部回轉(zhuǎn)缸 ＋Ｇ 伸縮導(dǎo)向 ＋Ｇ 伸縮缸 ） （ 3－ 27） ＝（ 1200＋ 1070＋ 950＋ 9 355－ 30） /(＋ ＋ ＋ 9＋ ) ＝ mm Ｍ 縮 ＝Ｇ ρ 縮 ＝ ＝ Nｍ Ｍ 伸 ＝Ｇ ρ 伸 ＝ ＝ Nｍ 由于要將偏重力矩減至最小，因此配重取兩者的中間值。１㎜ 10． 驅(qū)動(dòng)方式：氣壓傳動(dòng) 11．電氣控制方式： PLC點(diǎn)位程序控制 12．電氣操作方式：手動(dòng)和自動(dòng) 3． 2 工業(yè)機(jī)械手的參數(shù)總體計(jì)算 3． 2． 1 機(jī)械手的質(zhì)量 工件的材質(zhì)為鋼結(jié)構(gòu) ρ 鋼 =７ .８ １０ ３ kｇ／ｍ ３ ＝ ／㎜ 3 工件的質(zhì)量 ｍ 工件 ＝Ｇ／ｇ （ 3－ 1） ＝５０／９ .８ ＝５ .102Kg＝５１０ 2ｇ 8 8 工件的體積 Ｖ 工件 ＝ｍ 工件 ／ρ 鋼 （ 3－ 2） ＝ 5102/ ＝ 654103 mm３ 當(dāng)工件取Ф５０時(shí)，面積應(yīng)為 Ｓ 5０ ＝π（ｄ 5０ /2） ２ （ 3－ 3） ＝ 625 ＝１９６２ .5mm２ 長(zhǎng)度應(yīng)為 Ｌ 5０ ＝Ｖ 工件 ／Ｓ 5０ （ 3－ 4） ＝ 654103／１９６２ .5 ＝３３３ .3mm 當(dāng)工件取Ф７０時(shí)，面積應(yīng)為 Ｓ 70＝π（ｄ ７ 0／ 2） （ 3－ 5） ＝π（７０／ 2） ２ ＝３８４６ .５ mm２ 長(zhǎng)度應(yīng)為 Ｌ 70＝Ｖ 工件 ／Ｓ 70 （ 3－ 6） ＝ 654103／３８４６ .５ ＝１７０ .０ 5mm 手部各部分質(zhì)量估算如下： Ｖ 爪部 ＝ 9 10 2=4000mm３ Ｖ 桿 ＝ 35 14 20 2=19600mm３ V 螺栓 =π r2L= 4 4 60=3000mm3 Ｖ 手部 ＝４Ｖ 爪 ＋２Ｖ 桿 +2V 螺栓 ＝ 4000 4+19600 2+3000 2=65000mm３ ｍ 手部 ＝ 65000 ＝ 507ｇ Ｖ 楔塊 ＝ 12 =13000mm３ ｍ 楔塊 ＝ 13000 ＝ Ｖ 支承板 ＝８３１ 5 40＝ 49800mm３ ｍ 支承板 ＝ 49800 ＝ 776ｇ ｍ 缸 ＝１１４０４０ ＝１２８０ｇ 所以，總的質(zhì)量 ｍ 總 ＝ｍ 工件 ＋ｍ 爪部 ＋ｍ 爪部缸 ＝ｍ 工件 ＋ｍ 手部 ＋ｍ 楔塊 ＋ｍ 缸 ＋ｍ 支承板 （ 3－ 7） ＝５１０ 2＋ 507＋ ＋１２８０＋ 776 ＝ 3． 2． 2 機(jī)械手的爪部夾緊氣缸的選擇 氣缸夾緊力計(jì)算如下： 手指的角度：２θ＝１２０ ０ ， b＝ 35 ㎜ C=17 ㎜ 根據(jù)手部結(jié)構(gòu) ,其驅(qū)動(dòng)力為： P=２ｂ N ｔｇ α ／ C （ 3－ 8） （ 1） 根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力公式： 9 9 N＝ NθＧ／ｆ （ 3－ 9） ＝０ .5 ｓｉ N 60０ 50／ ＝ N 則： P=２ｂ N ｔｇ α ／Ｃ ＝ 235216 .5 ｔｇ 150/17 ＝ 236 N 據(jù)公式：Ｐ 實(shí) ≥ PK 1 K2/η （ 3－10） 式中：η —— 手部的機(jī)械效率，一般?。?～ ） K1 —— 安全系數(shù)，一般取（ ～２） Ｋ ２ —— 工作條件系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，Ｋ ２ 可近似按下式估算：Ｋ ２ ＝１＋ αｇ其中α為被抓取工件運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大加速度，ｇ為重力加速度（ｇ＝０ .９８米／秒 ２ ） f— 為被夾持工件與手指接觸的磨擦系數(shù)在這取 f= 一般手爪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)效率取η =～ ， 故η＝０ .９ 0，Ｋ １ ＝１ .５ 若被抓取工件的最大加速度取α＝ｇ，則： Ｋ ２ =1+α/ ｇ =1+1=2 Ｐ 實(shí) ＝ 2362/ 0=787 N 所以，夾持工件時(shí)所需夾緊氣缸的驅(qū)動(dòng)力為 787 N 則根據(jù)公式：Ｐ 氣缸 ＝ π Ｄ ２ Ｐ／４ （ 3－ 11） Ｐ 氣缸 ＝ π Ｄ ２ Ｐ／４＝ ３ .１４ （５０１０ －３ ） ２ 510 5/4 ＝９８１ .5 N Ｐ 氣缸 ＝９８１ .５ N Ｐ 彈簧 ＋Ｐ 實(shí)際 ＝１４２ .5 +787＝ N 式中 : D 為氣缸直徑假設(shè)為 50mm P 為氣壓假設(shè)為 510 5Pa 所以選用 MDBB5035 氣缸合適． ｍ 夾緊 ＝１１４０＋５０３．５＝１３１５ｇ 3． 2． 3 腕部傳動(dòng)氣缸的選擇 當(dāng)工件取Ф７０時(shí)，Ｒ＝０ .０３５ Ｌ／８＝０ .１７／８＝０ .０２１２５ 則根據(jù)公式：Ｊ 工件 ＝ｍ（ L２ ＋３Ｒ ２ ）／１２得： （ 3－ 12） Ｊ 工件 ＝ｍ（ L２ ＋３Ｒ ２ ）／１２ ＝５．１（０．１７ ２ ＋３ ０．０３５ ２ ）／１２ ＝０．０１３８ Kgm２ 當(dāng)工件取Ф５０時(shí)，Ｒ＝０．０２５ Ｌ／８＝０ .３３３３／８＝０ .０４１６６ 則根據(jù)公式：Ｊ 工件 ＝ｍ L２ ／１２得： （ 3－ 13） Ｊ 工件 ＝ｍ L２ ／１２ 10 10 ＝５．１０．３３３３ ２ ／１２ ＝０．０４７２ Kgm２ 因此Ｊ 工件 ?。?工件 Ф５０＝０．０４７２ Kgｍ ２ 計(jì)算 根據(jù)公式： J 手爪 ＝ｍ（ａ ２ ＋ｂ ２ ）／１２得： （ 3－ 14） J 手爪 ＝ｍ（ａ ２ ＋ｂ ２ ）／１２ ＝２．７（０．０７ ２ ＋０．０