【正文】 要 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，甚至于危及生命。從 20世紀(jì) 80年代中期開始 ,氣動(dòng)元件產(chǎn)值的年遞增率達(dá) 20％ 以上，高于中國(guó)機(jī)械工業(yè)產(chǎn)值平均年遞增率。 20世紀(jì) 70年代，液壓與氣動(dòng)元件的產(chǎn)值比約為 9:1，而 30多年后的今天，在工業(yè)技術(shù)發(fā)達(dá)的歐美、日本國(guó)家，該比例已達(dá)到 6:4，甚至接近 5:5。 現(xiàn)代控制理論的發(fā)展，使氣動(dòng)技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動(dòng)脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、抗污染能力強(qiáng)和 成本低廉等特點(diǎn)，國(guó)內(nèi)外都在大力開發(fā)研 究 。 3． 設(shè)計(jì)出機(jī)械手的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)，包括氣動(dòng)元器件的選取，氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì)，并繪出氣動(dòng)原理圖 4．采用可編程序控制器 (PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，本課題將要選取 PLC型號(hào)，根據(jù)機(jī) 械手的工作流程編制出 PLC程序，并畫出梯形圖 (1) 抓重： 8kg (2) 自由度數(shù)： 4個(gè)自由度 (3) 最大工作半徑： 1500mm (4) 工件直徑尺寸： mmmm 15080 ?? ? (5) 氣動(dòng)原理圖 1張（ A2） 氣缸裝配圖 1張（ A0） 夾持機(jī)械手零件圖 3張（ A A4） 指導(dǎo)老師（簽字）： 年 月 日 前 言 近 20年來(lái)，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。 本人簽名： 日 期： 年 月 日 ３ 設(shè)計(jì)任務(wù)書 班級(jí)： 0000000000 學(xué)生： 000000000 學(xué)號(hào) ： 0000000000 設(shè)計(jì)題目： 送料機(jī)械手 摘要： 設(shè)計(jì)一個(gè) 送料 機(jī)械手，應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線，把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動(dòng)，同時(shí)又可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。除此之外 都是自己的工作成果。 １ 學(xué) 號(hào) 000000000 畢業(yè)設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)題目： 送料機(jī)械手 學(xué) 院： 0000 000 專 業(yè)： 000000000 班 級(jí) 0000 姓 名： 0000000 指導(dǎo)教師： 00000000 日 期： 年 月 日 誠(chéng)信聲明 本論文是我個(gè)人在 老 師指導(dǎo)下，按任務(wù)書要求，自己撰寫的論文。該論文凡 引用他人的文章或成果之處都在論文中注明，并表示了謝意。 若本論文及資料 與以上聲明不符，本人承擔(dān)一切責(zé)任。 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求 ： 1. 采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式 2. 選取至少 3個(gè) 4個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度， 設(shè)計(jì)出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu)，包括 :手部、手腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。電氣可編程控制技術(shù)與氣動(dòng)技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；氣動(dòng)機(jī)械手、柔性自動(dòng)生產(chǎn)線的迅速發(fā)展，對(duì)氣動(dòng)技術(shù)提出了更多更高的要求；微電子技術(shù)的引入，促進(jìn)了電氣比例伺服技術(shù)的發(fā)展 。 從各國(guó)的行業(yè)統(tǒng)計(jì)資料來(lái)看，近 30多年來(lái)，氣動(dòng)行業(yè)發(fā)展很快。我國(guó)的氣動(dòng)行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較快。隨著微電子技術(shù)、 PLC技術(shù) 、 計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，氣動(dòng)技術(shù)已成為實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代傳動(dòng)與控制的關(guān)鍵技術(shù)之一 。自從機(jī)械手問(wèn)世以來(lái)，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成， 以適應(yīng)現(xiàn)場(chǎng)惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。工業(yè)機(jī)器人是集機(jī)械、電子、控制、計(jì)算機(jī)、傳感器、人工智能等多學(xué)科先進(jìn)技術(shù)于一體的現(xiàn)代制造業(yè)重要的自動(dòng)化裝備。本文應(yīng)用三菱公司生產(chǎn)的可編程控制器 FX 系列 PLC，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（ PLC）控制功能。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)械手 PLC 氣動(dòng)控制 自動(dòng)化 第一章 各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 手部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 夾持式是最常見(jiàn)的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式 :按手指夾持工件的部位又可分為內(nèi)卡式 (或內(nèi)漲式 )和外夾式兩種 :按模仿人手手指的動(dòng)作，手指可分為一支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型，二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型和移動(dòng)型 (或稱直進(jìn)型 )，其中以二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型為基本型式。同理，當(dāng)二支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手指的手指長(zhǎng)度 變成無(wú)窮長(zhǎng)時(shí)，就成為移動(dòng)型。移動(dòng)型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件 。 (二 )手指間應(yīng)具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。對(duì)于移動(dòng)型手指只有開閉幅度的要求。例如圓柱形工件采用帶“ V”形面的手指，以便自動(dòng)定心。 (五 )考慮 被抓取對(duì)象的要求 根據(jù)機(jī)械手的工作需要，通過(guò)比較，我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點(diǎn) 兩指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計(jì)成 V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示 . 手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 手部驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 本課題氣動(dòng)機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)如圖 11所示，其工件重量 G=8 公斤， “ V” 形手指的角度2? =120176。 圖 11 齒輪齒條式手部 (1)根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)示意圖，其驅(qū)動(dòng)力為 : NR2bP? (2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計(jì)算公式 : ? ? ? ?NtgG t gN )( ` ??????? ???? 所以： NR2bP? =490（ N） (3)實(shí)際驅(qū)動(dòng)力 : ? 21KKPP ?實(shí)際 因?yàn)閭髁C(jī)構(gòu)為齒輪齒條傳動(dòng)，故取 ? = ，并取 1K =. 若被抓取工件的最大加速度取 a=g 時(shí)，則 : 212 ??? gaK 所以： ? ?NP 1 5 6 9 0 ????實(shí)際 所以?shī)A持工件時(shí)所需夾緊氣缸的驅(qū)動(dòng)力為 1563N。根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時(shí)的總阻力，其公式為 : zt FFpDF ??? 421 ? 式中 : 1F —— 活塞桿上的推力， N tF —— 彈簧反作用力， N zF—— 氣缸工作時(shí)的總阻力 ， N P—— 氣缸工作 壓力， Pa 彈簧反作用按下式計(jì)算 : ? ?SlCF ft ?? nDGdCf 31418? 12 dDDt ?? ９ 式中 : fC —— 彈簧剛度， N/m L—— 彈簧預(yù)壓縮量， m S—— 活塞行程， m d1 —— 彈簧鋼絲直徑， m Dt —— 彈簧平均直徑， m D2—— 彈 簧外徑， m n —— 彈 簧 有效 圈數(shù) G—— 彈簧 材料剪切模量，一 般取 G= 1 護(hù) Pa 在設(shè)計(jì)中，必須考慮負(fù)載率幾的影響，則 : tFpDF ?? 421 ?? 由以上分析得單向作用氣缸的直徑 : ??p FFD t ???????? ??14 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得 ： nDGdCf 31418? ? ? ? ?? ?? ?mN / 6 7 7 1510308/3439? ????????? ? ?SlCF ft ?? 3? ???? 所以： ??p FFD t ???????? ??14 ? ? ? ?? ?? ? 2/16? ?????? ? 查有關(guān)手冊(cè)圓整，得 D