【正文】 此端子可忽略）。另外，由于采用伺服電機，必須有伺服反饋，如伺服啟動完畢，零速度檢出，遠點回歸完成，目標位置到達，異常報警等信號，共4組，需要端子20個。自動工作：尚需啟動、正常停車、緊急停車3個按鈕，由于緊急停車的特殊性，必須引出端子，也需要3個輸入端子（如果采用人機界面，則此端子可忽略，則只需1個端子）?！肮ぷ鞣绞健边x擇開關(guān)：有手動、單步、單周期和連續(xù) 4 種工作方式，需要4個輸入端子（如果采用人機界面，則此端子可忽略）。故共需要8個輸入端子。當故障排除以后，需要手動操作機械手回到原點。按下復位按鈕，機械手在完成當前工作周期的工作后，自動返回原點并停車；Ⅱ.緊急停車：在發(fā)生事故或出現(xiàn)緊急狀況時停車。：按下啟動按鈕，機械手按工序自動完成一個周期的動作，返回原點后停止。手動操作主要用于調(diào)整機械手的工作位置以及緊急停車后控制機械手使其返回原點。：利用按鈕對機械手相應(yīng)動作進行控制。為此設(shè)置了一個感應(yīng)開關(guān)，以檢測“沖床待工”信號。機械手的下降、上升、右擺、左擺等動作轉(zhuǎn)換以及吸放料，都是由PLC來控制的。對此，我們經(jīng)過市場調(diào)查選定：氣動三聯(lián)件品牌為YOLON/元隆，型號為AC400004；電磁閥OLK，型號為3V41015；真空發(fā)生器規(guī)格為CV20LS；壓力傳感器品牌SUNX松下神視，規(guī)格為DP101；真空吸盤規(guī)格PFYK30S。而圖中的壓力傳感器則用于檢測真空吸盤處的壓力值，及時反饋給PLC，以便確定是否吸料成功，從而達到不丟件的目的。,用AutoCAD畫出部分二維圖（見附圖）。計算折算到電機軸上的轉(zhuǎn)動慣量：按照負載慣量＜3倍電機轉(zhuǎn)子慣量的原則，則故選擇減速比為7的伺服減速機。 伺服電機的選擇以及減速比的確定根據(jù)實際結(jié)構(gòu)結(jié)合三維軟件輔助設(shè)計，確定為轉(zhuǎn)盤軸承上安裝齒輪的形式驅(qū)動，通過多次繪圖模擬確定，轉(zhuǎn)盤軸承上齒輪模數(shù)為2，齒數(shù)為120個；驅(qū)動齒輪模數(shù)為2，齒數(shù)為20個。用AutoCAD畫出部分零件二維圖（見附圖）。相應(yīng)直線軸承根據(jù)結(jié)構(gòu)確定為LM30與LM25。且負載重心與絲杠中心基本重疊的；行程相對較??；絲杠和軸兩端固定安裝的；絲杠與軸平行性較好。3) 總扭矩(a) 等加速下降時：(b) 等速下降時：(c) 等減速下降時：(d) 等加速上升時：(e) 等速上升時：(f) 等減速上升時：最大扭矩發(fā)生在等加速上升時故選型合適。設(shè)計計算：(一）容許軸向負荷計算設(shè)向上為正1) 等加速度下降時2) 等速下降時3) 等減速下降時4) 等加速上升時5) 等速上升時6) 等減速上升時最大軸向負荷發(fā)生于等加速上升的區(qū)段（二）基本動額定負荷計算 運轉(zhuǎn)過程明細表運轉(zhuǎn)條件軸向負荷（N）平均轉(zhuǎn)速（rpm)使用時間（s）加速下降1200等速下降2400減速下降1200加速上升1200等速上升2400減速上升1200平均負荷平均轉(zhuǎn)速由設(shè)計條件：疲勞壽命要求為20000小時此為普通運轉(zhuǎn)機構(gòu)，故動額定負荷（三）基本靜額定負荷計算（其中）考慮設(shè)計條件和經(jīng)濟性等選擇滾珠絲杠型式：SFI025054，軸頸25mm，導程5mm。,用AutoCAD畫出二維圖（見附圖）。 手臂伸縮部分小結(jié)本章對機械手手臂的伸縮部分進行了設(shè)計。（三）計算電機所需轉(zhuǎn)速根據(jù)以上計算分析，結(jié)合結(jié)構(gòu)實際選擇ECMAC△0807.電機處傳動同步帶型號為：圓弧型5M,帶寬20mm。 伸縮軸傳動結(jié)構(gòu)圖 伺服電機的選擇與傳動帶輪的設(shè)計計算條件：由上幾節(jié)計算，導軌滑塊上移動單位質(zhì)量共約，運輸同步帶輪直徑為，負載與滑臺摩擦系數(shù)，電機處帶輪齒數(shù)比為，負載最高速度，加速度。 傳動同步帶選擇與相應(yīng)帶輪的設(shè)計傳動同步帶的選擇根據(jù)實際結(jié)構(gòu)情況選為：周節(jié)制帶L型。根據(jù)直線導軌的額定壽命計算公式，分別計算各導軌滑塊的壽命如下：故直線導軌的壽命為：。（四）靜安全系數(shù)計算由以上計算可以得知，最大等效負載為,故安全系數(shù)應(yīng)為：（五）每個滑塊的平均負荷計算（六）額定壽命的計算 負載系數(shù)振動設(shè)計計算：由已知條件可計算出。 手臂伸縮部分的設(shè)計 直線導軌與滑塊的選擇計算條件：由上一章計算選型結(jié)果可知工件連同手腕組件質(zhì)量為，伺服電機與減速機質(zhì)量，滑塊上固定板質(zhì)量約。 手腕部分小結(jié) 機械手手腕處結(jié)構(gòu)本章對機械手手腕部分進行了設(shè)計。查機械設(shè)計手冊得基準帶寬，故帶寬查相應(yīng)表格，選定帶寬為15mm。為使得同步帶可以良好配合于帶輪，故將其設(shè)計為中心距可調(diào)的結(jié)構(gòu)，則實際中心距小帶輪嚙合齒數(shù)，故選擇合適。小帶輪節(jié)圓直徑帶速：（為允許最大轉(zhuǎn)速），故帶速齒數(shù)合適。設(shè)計計算：計算設(shè)計功率(為工況系數(shù)）擬選用圓弧型同步帶，查機械設(shè)計手冊，由及,選擇帶節(jié)距為的同步帶。考慮盡可能選取級數(shù)較低的減速器，以便減少重量以及空間占用量，同時保證較高的精度，根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇一級減速器直角型，查相關(guān)手冊，一級減速器最高減速比為，故應(yīng)設(shè)計同步帶輪減速比為。按照負載慣量＜3倍電機轉(zhuǎn)子慣量的原則：查相關(guān)產(chǎn)品手冊，選用電機，則, , ，取校核輸出轉(zhuǎn)速：，滿足要求。計算條件：手腕處加以抓重預估計重量為，估計工件直徑，手腕處轉(zhuǎn)速最高。校核軸承的額定靜載荷：，取，取，故軸承61805滿足要求。設(shè)計計算：查《機械設(shè)計手冊（成大先第五版）》軸承選型表，試選取軸承代號61805，d=25mm，基本額定動載荷，滾珠直徑為，滾珠數(shù)量為，基本額定靜載荷。3 執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計 手腕部分的設(shè)計④所示位置，其位于手臂之上，具體結(jié)構(gòu)為伺服電機通過減速器帶動同步帶傳遞動力給手腕處。/s 本章小結(jié)本章從宏觀角度對機械手進行了總體方案的設(shè)計與分析，經(jīng)過各方面對比考慮確定了機械手的基本形式以及自由度，初步確定采用伺服電機提供動力，并列出了機械手在設(shè)計中的一些必要的技術(shù)參數(shù)。120176。 機械手的技術(shù)參數(shù)（一）機械手用途：沖壓機床自動上下料（二）設(shè)計技術(shù)參數(shù)1) 抓重：最大4kg2) 自由度數(shù)：4個自由度3) 坐標型式：圓柱坐標型4) 最大工作半徑：1250mm5) 手腕運動參數(shù)：回轉(zhuǎn)范圍: 360176。 機械手機構(gòu)簡圖①.5 機械手主要部件及運動③④②在選定機械手為圓柱坐標型的基本方案后，由于空間限制，機械手安放于兩沖床之間需要左右擺臂，同時能上下升降，前后伸縮，以及使吸附的工件旋轉(zhuǎn)，故機械手應(yīng)具有4個自由度即：④手腕回轉(zhuǎn)、③手臂伸縮、①手臂升降和②手臂左右擺臂4個主要運動。 機械手基本形式多關(guān)節(jié)型機械手：與球坐標特點相似，自由度更高，結(jié)構(gòu)更為復雜。圓柱坐標型機械手：占用空間較小，工作范圍較大，結(jié)構(gòu)簡單緊湊，定位精度較高。 機械手的基本形式選擇常見的機械手可以根據(jù)臂部的動作,按照其坐標的形式大概可以分為以下4種： ；；；（）。 控制方案的確定考慮到機械手的通用性，我們采用PLC對機械手進行控制。工業(yè)機械手的性價比一般取決于驅(qū)動方案及相應(yīng)零部件的配置。特點是：響應(yīng)速度快，運動行程長，定位精度高，并且維護、使用方便，節(jié)能無污染。但是結(jié)構(gòu)較大，保養(yǎng)需求高。（三）機械驅(qū)動機械手它是由機械傳動機構(gòu)驅(qū)動的機械手，是一種附屬于工作主機的專用機械手，動力是由工作機械提供的。其特點為：輸出力大、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏、抓取力大。但是由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差、沖擊力大、定位精度一般、抓取力小。由于動力源不同, 可以分為四類：（一）氣壓傳動機械手氣壓傳動機械手是通過壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。本設(shè)計中，我們需要使手臂具有伸縮、左右擺臂和升降的功能。一般情況下臂部至少具有三個自由度才能滿足機械手運動基本的要求，即手臂的擺臂、升降、伸縮運動。它的作用是支撐腕部和手部（包括工裝或夾具），并帶動他們做空間運動。本設(shè)計中，為了使機械手手部較為靈活，可以適應(yīng)不同零件位置，因此我們使其具有回轉(zhuǎn)運動。通常具有回轉(zhuǎn)運動、左右擺動、上下擺動等幾種形式。（二）腕部腕部是連接手部和臂部的部件，起到支撐和改變手部位置的作用，可以擴大機械手的動作范圍，使機械手變的更靈巧，適應(yīng)性更強。其中最常用的抓取類型是吸附型和夾持型，吸附型主要是針對于一些表面光滑、輕質(zhì)的工件或物料，夾持型主要是針對圓柱形狀或者是別的一些比較復雜形狀的工件或物料[14]。 執(zhí)行部分的選擇執(zhí)行部分的選擇由以下結(jié)構(gòu)分別選定：（一）手部手部是直接與物料接觸的部分，一般采用回轉(zhuǎn)型或者平動型結(jié)構(gòu)。2 機械手總體設(shè)計方案對機械手的基本要求是能快速、準確地拾—放和搬運物件，這就要求它們必須具有較高的反復定位精度、較快的反應(yīng)響應(yīng)能力、足夠的承載能力、足夠的自由度