【正文】 意圖該設(shè)計以棒料來分析機械手的夾持誤差精度。機械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機械手的定位精度（由臂部和腕部等運動部件來決定），而且也于機械手夾持誤差大小有關(guān)。設(shè)K1= == K3=4 根據(jù)公式，將已知條件帶入： == 取整為：177N （2）根據(jù)驅(qū)動力公式得：根據(jù)驅(qū)動力和夾緊力之間的關(guān)系式：式中：c—滾子至銷軸之間的距離；b—爪至銷軸之間的距離；—楔塊的傾斜角可得，得出為理論計算值，實際采取的液壓缸驅(qū)動力要大于理論計算值，考慮手爪的機械效率，～，則： ，取 （3）取 F實際= F計算/η= （4）確定液壓缸的直徑D 選取活塞桿直徑d=,選擇液壓缸壓力油工作壓力P=, 2025324050556365707580859095100105110125130140160180200250液壓缸的內(nèi)徑系列（JB82666）（mm）根據(jù)表（JB82666），選取液壓缸內(nèi)徑為：D=63mm則活塞桿內(nèi)徑為:D==，選取d=32mm 手抓夾持范圍的計算為了保證手抓張開角為，活塞桿運動長度為34mm?？山瓢聪率焦榔渲衋為重力方向的最大上升加速度；即： ——運載時工件最大上升速度 ——系統(tǒng)達到最高速度的時間， 2sK3—方位系數(shù)，根據(jù)手指與工件形狀以及手指與工件位置不同進行選定，手指與工件位置：手指水平放置 工件垂直放置；手指與工件形狀：型指端夾持圓柱型工件，為摩擦系數(shù)，為型手指半角，此處粗略計算.表31 液壓缸的工作壓力作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa作用在活塞上外力F（N）液壓缸工作壓力Mpa小于5000 50000以上表31計算：設(shè)a=100mm,b=500mm,。一般來說，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運動狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。 夾緊力及驅(qū)動力的計算手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計手部的主要依據(jù)。由∑Fx =0 得 F1=F2 ∑Fy=0 得 由=0 得h F= 式中 a——手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心的距離（mm）. ——工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點的夾角。下面對其基本結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析：滑槽杠桿 圖31（a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。 通過綜合考慮，本設(shè)計選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。若采用典型的平移型手指, 驅(qū)動力需加在手指移動方向上,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。本設(shè)計機械手采用夾持式手指,夾持式機械手按運動形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。常用的工業(yè)機械手手部,按握持工件的原理,分為夾持和吸附兩大類。 典型的手部結(jié)構(gòu)1. 回轉(zhuǎn)型 包括滑槽杠桿式和連桿杠桿式兩種。4. 結(jié)構(gòu)盡量緊湊重量輕，以利于腕部和臂部的結(jié)構(gòu)設(shè)計。其大小不僅與工件的尺寸有關(guān)，而且應(yīng)注意手部接近工件的運動路線及其方位的影響。第三章 手部結(jié)構(gòu)設(shè)計 手部設(shè)計基本要求1. 手部應(yīng)有足夠的夾緊力，為使手指牢靠的夾緊工件，除考慮夾持工件的重力外，還應(yīng)考慮工件在傳送過程中的動載荷。～177。手臂升降行程定為150mm。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為1500mm，手臂安裝前后可調(diào)200mm。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。除了運動速度以外，手臂設(shè)計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。/s。，最大回轉(zhuǎn)速度設(shè)計為90176。操作節(jié)拍對機械手速度提出了要求，設(shè)計速度過低限制了它的使用范圍。故該機械手主參數(shù)定為3公斤，高速動作時抓重減半。整個機械手一共用到三個氣缸，橫梁長氣缸進行橫向移動，執(zhí)行氣爪進行夾持與放松、豎導(dǎo)桿氣缸執(zhí)行升降運動。(3)豎直方向上是頻繁上下工作的機構(gòu)，可選用電機傳動的齒輪齒條嚙合機構(gòu)，也可選用執(zhí)行氣缸，后者是新技術(shù)更經(jīng)濟、環(huán)保、噪音低，也更符合課題要求?？梢?，實現(xiàn)要求功能需要如下條件：(1)底座與橫梁之間需要旋轉(zhuǎn)盤，旋轉(zhuǎn)盤的驅(qū)動由電機來完成，普通電機轉(zhuǎn)速較高，需要考慮安裝減速機，在這種頻繁啟動制動的場合下，選用直流步進電機會更方便。當(dāng)機械手在原點位置下啟動按鈕，系統(tǒng)啟動，左傳送帶運轉(zhuǎn)。驅(qū)動執(zhí)行元件完成，能十分方便的嵌入到各類工業(yè)生產(chǎn)線中。簡易機械手在各類全自動和半自動生產(chǎn)線上應(yīng)用得十分廣泛，主要用于零部件或成品在固定位置之間的移動，替代人工作業(yè)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。機械手是一個水平、垂直運動的機械設(shè)備，用來將工件由左工作臺搬到右工作臺。盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，簡化設(shè)計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計的機械手是通用氣動上下料機械手，是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設(shè)備，動強度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場合。設(shè)計氣動機械手的原則是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件。 體積小、重量輕、功耗低等有點被廣泛應(yīng)用于類似機械手的控制動作復(fù)雜的場合，本設(shè)計正是以PLC控制為基礎(chǔ)從而實現(xiàn)機械手的各種動作。編程簡單、使用、維護方便。PLC在機械手中的應(yīng)用機械手通常應(yīng)用于動作復(fù)雜的場合來代替人的反復(fù)的操作，從而節(jié)省人的勞動，普通繼電器由于其體積和接口等各方面限制，經(jīng)常被應(yīng)用于動作簡單的電氣及流水線控制，而PLC以其可靠性高、抗干擾能力強。因此，PLC應(yīng)用范圍很廣。2）、控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強由于PLC是采用軟件編程來實現(xiàn)控制功能，對同一控制對象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。從而形成多層分布式控制系統(tǒng)或工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。3）、用于機械加工中的數(shù)字控制現(xiàn)代PLC具有很強的數(shù)據(jù)處理功能，它可以與機械加工中的數(shù)字控制（NC）及計算機控制（CNC）緊密結(jié)合，實現(xiàn)數(shù)字控制。例如機床的電氣控制、包裝機械的控制、自動電梯控制等。按PLC的控制類型，其應(yīng)用大致可分為以下幾個方面：1）、用于邏輯控制這是PLC最基本，也是最廣泛的應(yīng)用方面。但是控制裝置體積大、動作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時，原有的接線刻控制盤（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差。在可編程序控制器問世以前，工業(yè)控制領(lǐng)域中是繼電器控制占主導(dǎo)地位。 PLC概況及在機械手中的應(yīng)用 可編程序控制器的應(yīng)用和發(fā)展概況可編程序控制器（programmable controller），現(xiàn)在一般簡稱為PLC（programmable logic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通 信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。到1995年，全世界約有50%的汽車由機械手裝配。手的抓力大小可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來控制，達到自動調(diào)整握力的大小。觸覺功能即在機械手上安裝有觸覺反饋控制裝置。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學(xué)測距儀（即距離傳感器）以及衛(wèi)星計算機。為此，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能的機械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，做出相應(yīng)的變更。目前主要用于機床、模鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能地機械手，并考慮于計算機聯(lián)用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。既便于設(shè)計制造，又便于改換工作，擴大了應(yīng)用的范圍。在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等。目前國內(nèi)工業(yè)機械于主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。研究安裝各種傳感器，把接收到的信息反饋，使機械手具有感覺機能；第三代機械手能獨立完成工作過程中的任務(wù)。90年代以后，隨著計算機技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機械手技術(shù)也得到飛速的多元化發(fā)展。8090年代，裝配機械手處于鼎盛時期，尤其是日本。如尤尼曼特(Unimate)機械手即屬于這種類型。50～60年代即制成了傳送和裝卸工件的通用機械手和數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。目前國內(nèi)外對發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來，這項技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷地擴大。由于通用機械手的應(yīng)用和發(fā)展，進而促進了智能機器人的研制。綜上所述，有效地應(yīng)用機械手是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。