【正文】 此端子可忽略）。另外，由于采用伺服電機(jī)，必須有伺服反饋，如伺服啟動(dòng)完畢，零速度檢出，遠(yuǎn)點(diǎn)回歸完成，目標(biāo)位置到達(dá)，異常報(bào)警等信號(hào)，共4組，需要端子20個(gè)。自動(dòng)工作：尚需啟動(dòng)、正常停車、緊急停車3個(gè)按鈕，由于緊急停車的特殊性，必須引出端子，也需要3個(gè)輸入端子（如果采用人機(jī)界面，則此端子可忽略，則只需1個(gè)端子）?！肮ぷ鞣绞健边x擇開關(guān)：有手動(dòng)、單步、單周期和連續(xù) 4 種工作方式，需要4個(gè)輸入端子（如果采用人機(jī)界面，則此端子可忽略）。故共需要8個(gè)輸入端子。當(dāng)故障排除以后，需要手動(dòng)操作機(jī)械手回到原點(diǎn)。按下復(fù)位按鈕，機(jī)械手在完成當(dāng)前工作周期的工作后，自動(dòng)返回原點(diǎn)并停車；Ⅱ.緊急停車：在發(fā)生事故或出現(xiàn)緊急狀況時(shí)停車。：按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手按工序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作，返回原點(diǎn)后停止。手動(dòng)操作主要用于調(diào)整機(jī)械手的工作位置以及緊急停車后控制機(jī)械手使其返回原點(diǎn)。：利用按鈕對(duì)機(jī)械手相應(yīng)動(dòng)作進(jìn)行控制。為此設(shè)置了一個(gè)感應(yīng)開關(guān)，以檢測(cè)“沖床待工”信號(hào)。機(jī)械手的下降、上升、右擺、左擺等動(dòng)作轉(zhuǎn)換以及吸放料，都是由PLC來控制的。對(duì)此，我們經(jīng)過市場(chǎng)調(diào)查選定：氣動(dòng)三聯(lián)件品牌為YOLON/元隆，型號(hào)為AC400004；電磁閥OLK，型號(hào)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(cè)真空吸盤處的壓力值，及時(shí)反饋給PLC，以便確定是否吸料成功，從而達(dá)到不丟件的目的。,用AutoCAD畫出部分二維圖（見附圖）。計(jì)算折算到電機(jī)軸上的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：按照負(fù)載慣量＜3倍電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的原則，則故選擇減速比為7的伺服減速機(jī)。 伺服電機(jī)的選擇以及減速比的確定根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)結(jié)合三維軟件輔助設(shè)計(jì)，確定為轉(zhuǎn)盤軸承上安裝齒輪的形式驅(qū)動(dòng)，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(gè)；驅(qū)動(dòng)齒輪模數(shù)為2，齒數(shù)為20個(gè)。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L(zhǎng)M30與LM25。且負(fù)載重心與絲杠中心基本重疊的；行程相對(duì)較?。唤z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(shí)：(b) 等速下降時(shí)：(c) 等減速下降時(shí)：(d) 等加速上升時(shí)：(e) 等速上升時(shí)：(f) 等減速上升時(shí)：最大扭矩發(fā)生在等加速上升時(shí)故選型合適。設(shè)計(jì)計(jì)算：(一）容許軸向負(fù)荷計(jì)算設(shè)向上為正1) 等加速度下降時(shí)2) 等速下降時(shí)3) 等減速下降時(shí)4) 等加速上升時(shí)5) 等速上升時(shí)6) 等減速上升時(shí)最大軸向負(fù)荷發(fā)生于等加速上升的區(qū)段（二）基本動(dòng)額定負(fù)荷計(jì)算 運(yùn)轉(zhuǎn)過程明細(xì)表運(yùn)轉(zhuǎn)條件軸向負(fù)荷（N）平均轉(zhuǎn)速（rpm)使用時(shí)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(fù)荷平均轉(zhuǎn)速由設(shè)計(jì)條件：疲勞壽命要求為20000小時(shí)此為普通運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，故動(dòng)額定負(fù)荷（三）基本靜額定負(fù)荷計(jì)算（其中）考慮設(shè)計(jì)條件和經(jīng)濟(jì)性等選擇滾珠絲杠型式：SFI025054，軸頸25mm，導(dǎo)程5mm。,用AutoCAD畫出二維圖（見附圖）。 手臂伸縮部分小結(jié)本章對(duì)機(jī)械手手臂的伸縮部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。（三）計(jì)算電機(jī)所需轉(zhuǎn)速根據(jù)以上計(jì)算分析，結(jié)合結(jié)構(gòu)實(shí)際選擇ECMAC△0807.電機(jī)處傳動(dòng)同步帶型號(hào)為：圓弧型5M,帶寬20mm。 伸縮軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)圖 伺服電機(jī)的選擇與傳動(dòng)帶輪的設(shè)計(jì)計(jì)算條件：由上幾節(jié)計(jì)算，導(dǎo)軌滑塊上移動(dòng)單位質(zhì)量共約，運(yùn)輸同步帶輪直徑為，負(fù)載與滑臺(tái)摩擦系數(shù)，電機(jī)處帶輪齒數(shù)比為，負(fù)載最高速度，加速度。 傳動(dòng)同步帶選擇與相應(yīng)帶輪的設(shè)計(jì)傳動(dòng)同步帶的選擇根據(jù)實(shí)際結(jié)構(gòu)情況選為：周節(jié)制帶L型。根據(jù)直線導(dǎo)軌的額定壽命計(jì)算公式，分別計(jì)算各導(dǎo)軌滑塊的壽命如下：故直線導(dǎo)軌的壽命為：。（四）靜安全系數(shù)計(jì)算由以上計(jì)算可以得知，最大等效負(fù)載為,故安全系數(shù)應(yīng)為：（五）每個(gè)滑塊的平均負(fù)荷計(jì)算（六）額定壽命的計(jì)算 負(fù)載系數(shù)振動(dòng)設(shè)計(jì)計(jì)算：由已知條件可計(jì)算出。 手臂伸縮部分的設(shè)計(jì) 直線導(dǎo)軌與滑塊的選擇計(jì)算條件：由上一章計(jì)算選型結(jié)果可知工件連同手腕組件質(zhì)量為，伺服電機(jī)與減速機(jī)質(zhì)量，滑塊上固定板質(zhì)量約。 手腕部分小結(jié) 機(jī)械手手腕處結(jié)構(gòu)本章對(duì)機(jī)械手手腕部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)得基準(zhǔn)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(jì)為中心距可調(diào)的結(jié)構(gòu)，則實(shí)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(jì)計(jì)算：計(jì)算設(shè)計(jì)功率(為工況系數(shù)）擬選用圓弧型同步帶，查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，由及,選擇帶節(jié)距為的同步帶?？紤]盡可能選取級(jí)數(shù)較低的減速器，以便減少重量以及空間占用量，同時(shí)保證較高的精度，根據(jù)結(jié)構(gòu)選擇一級(jí)減速器直角型，查相關(guān)手冊(cè)，一級(jí)減速器最高減速比為，故應(yīng)設(shè)計(jì)同步帶輪減速比為。按照負(fù)載慣量＜3倍電機(jī)轉(zhuǎn)子慣量的原則：查相關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)，選用電機(jī)，則, , ，取校核輸出轉(zhuǎn)速：，滿足要求。計(jì)算條件：手腕處加以抓重預(yù)估計(jì)重量為，估計(jì)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(jì)計(jì)算：查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（成大先第五版）》軸承選型表，試選取軸承代號(hào)61805，d=25mm，基本額定動(dòng)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(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手腕部分的設(shè)計(jì)④所示位置，其位于手臂之上，具體結(jié)構(gòu)為伺服電機(jī)通過減速器帶動(dòng)同步帶傳遞動(dòng)力給手腕處。/s 本章小結(jié)本章從宏觀角度對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了總體方案的設(shè)計(jì)與分析，經(jīng)過各方面對(duì)比考慮確定了機(jī)械手的基本形式以及自由度，初步確定采用伺服電機(jī)提供動(dòng)力，并列出了機(jī)械手在設(shè)計(jì)中的一些必要的技術(shù)參數(shù)。120176。 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)（一）機(jī)械手用途：沖壓機(jī)床自動(dòng)上下料（二）設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù)1) 抓重：最大4kg2) 自由度數(shù)：4個(gè)自由度3) 坐標(biāo)型式：圓柱坐標(biāo)型4) 最大工作半徑：1250mm5) 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù)：回轉(zhuǎn)范圍: 360176。 機(jī)械手機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖①.5 機(jī)械手主要部件及運(yùn)動(dòng)③④②在選定機(jī)械手為圓柱坐標(biāo)型的基本方案后，由于空間限制，機(jī)械手安放于兩沖床之間需要左右擺臂，同時(shí)能上下升降，前后伸縮，以及使吸附的工件旋轉(zhuǎn)，故機(jī)械手應(yīng)具有4個(gè)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(gè)主要運(yùn)動(dòng)。 機(jī)械手基本形式多關(guān)節(jié)型機(jī)械手：與球坐標(biāo)特點(diǎn)相似，自由度更高，結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜。圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手：占用空間較小，工作范圍較大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，定位精度較高。 機(jī)械手的基本形式選擇常見的機(jī)械手可以根據(jù)臂部的動(dòng)作,按照其坐標(biāo)的形式大概可以分為以下4種： ；；；（）。 控制方案的確定考慮到機(jī)械手的通用性，我們采用PLC對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)械手的性價(jià)比一般取決于驅(qū)動(dòng)方案及相應(yīng)零部件的配置。特點(diǎn)是：響應(yīng)速度快，運(yùn)動(dòng)行程長(zhǎng)，定位精度高，并且維護(hù)、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(jī)械驅(qū)動(dòng)機(jī)械手它是由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手，是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，動(dòng)力是由工作機(jī)械提供的。其特點(diǎn)為：輸出力大、傳動(dòng)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)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(dòng)力源不同, 可以分為四類：（一）氣壓傳動(dòng)機(jī)械手氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是通過壓縮空氣的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。本設(shè)計(jì)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(gè)自由度才能滿足機(jī)械手運(yùn)動(dòng)基本的要求，即手臂的擺臂、升降、伸縮運(yùn)動(dòng)。它的作用是支撐腕部和手部（包括工裝或夾具），并帶動(dòng)他們做空間運(yùn)動(dòng)。本設(shè)計(jì)中，為了使機(jī)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(yùn)動(dòng)。通常具有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、左右擺動(dòng)、上下擺動(dòng)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(kuò)大機(jī)械手的動(dòng)作范圍，使機(jī)械手變的更靈巧，適應(yīng)性更強(qiáng)。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(duì)于一些表面光滑、輕質(zhì)的工件或物料，夾持型主要是針對(duì)圓柱形狀或者是別的一些比較復(fù)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(dòng)型結(jié)構(gòu)。2 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案對(duì)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾—放和搬運(yùn)物件，這就要求它們必須具有較高的反復(fù)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