【正文】 ，實事求是的做好本次設(shè)計。功能原理先進，動作可靠，結(jié)構(gòu)合理，安全經(jīng)濟，滿足生產(chǎn)要求，： 主要技術(shù)參數(shù)吸盤吸持力 2kg運動形式 圓柱坐標(biāo)手臂伸縮行程范圍 0300mm手臂升降行程范圍 0200mm手臂回轉(zhuǎn)行程范圍 0180176。前者需要配置獨立的真空系統(tǒng)，而后者可以利用一般生產(chǎn)過程中已有的空氣壓縮系統(tǒng)。真空發(fā)生器的原理是：壓縮空氣通過收縮的噴嘴后，從噴嘴噴射出的高速氣流卷吸周圍的靜止流體和它一起向前流動，從而在接受室形成負壓，誘導(dǎo)二次真空。用真空吸盤來抓取物體，可以根據(jù)物體的不同形狀來實現(xiàn)任意角度的傳遞。 （三）真空吸盤式氣動機械手工藝方案設(shè)計一套真空吸盤式氣動機械手，它采用圓柱坐標(biāo)型的運動形式，氣壓傳動，PLC系統(tǒng)控制。 主要技術(shù)參數(shù)：吸持力2kg；自由度數(shù)為3；運動形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮行程范圍0300mm，手臂升降行程范圍0200mm；手臂回轉(zhuǎn)行程范圍0180186。機械手的動作循環(huán)（工件平放）：真空吸盤吸取工件大臂上升大臂回轉(zhuǎn)手臂延伸真空吸盤放下工件手臂收縮大臂反轉(zhuǎn)大臂下降。氣液聯(lián)合控制和電液聯(lián)合控制則使系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)上很復(fù)雜，故采取氣壓傳動方式。（3） 本機械手的執(zhí)行系統(tǒng)是手部機構(gòu)。根據(jù)本組合機床加工工件的特征，選擇氣吸式（真空吸盤式）手部結(jié)構(gòu)。其中圓柱坐標(biāo)型機械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，且根據(jù)本機械手坐標(biāo)形式分析分析本機械手臂的運動形式及其組合情況，采用圓柱坐標(biāo)形式。三 真空元件的設(shè)計及參數(shù)計算 （一）真空吸盤吸持工件的動力學(xué)分析在產(chǎn)品包裝、物體傳輸和機械裝配等自動作業(yè)線上 ,使用真空吸盤來抓取物體的案例越來越多。而吸持力靠真空系統(tǒng)維持 ,真空的產(chǎn)生可以是由電動機、真空泵以及各種真空器件所組成的真空系統(tǒng)來提供，也可以由壓縮空氣通過真空發(fā)生器所產(chǎn)生的二次真空來提供。因此 ,特別在各種包裝作業(yè)過程中,利用二次真空方法顯得十分方便、經(jīng)濟。這樣的真空系統(tǒng),尤其對于不需要大流量真空的工況條件更顯出它的優(yōu)越性。用真空吸盤來抓取物體 ,可以根據(jù)物體的不同形狀實現(xiàn)任意角度的傳遞。 ,除了要吸持住工件負載外 ,還應(yīng)該考慮吸盤移動時因工件的慣性力對吸力的影響。）吸盤垂直提升力（N）（）由上表可知，當(dāng)工件重量為2kg時，欲使安全系數(shù)達到要求，只需滿足 （）即可，考慮到吸附物的可吸附尺寸（面），所選的吸盤直徑應(yīng)設(shè)定為大于所需吸盤直徑（D）因吸盤在吸附時會變形，吸盤的外徑將增加10%左右。變形度根據(jù)吸盤的材質(zhì)，形狀，橡膠的硬度而有區(qū)別，因此，在計算得出吸盤直徑時需留出余量。吸盤直徑雖表示吸盤的外徑，但利用真空壓力吸附物體時，因真空壓會使橡膠變形，吸附面積也會隨之縮小。根據(jù)真空壓力，吸盤橡膠的厚度以及與吸附物的摩擦系數(shù)等不同，有效吸盤直徑也會有差異，一般情況可預(yù)估會縮小10%。（三）真空發(fā)生器設(shè)計真空發(fā)生器用于產(chǎn)生真空，結(jié)構(gòu)簡單，體積小，無可動機械部件，安裝和使用都很方便，因此應(yīng)用很廣泛，真空發(fā)生器產(chǎn)生的真空度可達到88kpa。由于氣體的粘性，高速射流卷吸走負壓腔內(nèi)的氣體，使該腔形成很低的真空度，在真空口A處接上真空吸盤，靠真空壓力和吸盤吸取物體。真空發(fā)生器的耗氣量是指供給拉伐爾噴管的流量，它不但由噴嘴的直徑?jīng)Q定，還與供氣壓力有關(guān)。噴嘴直徑是選擇真空發(fā)生器的主要依據(jù)。 真空發(fā)生器耗氣量與工作壓力的關(guān)系。實際使用時，建議真空度選為（63%95%）Pzmax。 （四）其他元器件的選用一個完整的真空吸附系統(tǒng)還包括真空過濾器 、 供給閥 、 破壞閥等 ， 真空過濾器的選擇ZFB20006 型， 流量是 30L/min， 大于真空發(fā)生器的最大流量 24L/min， 滿足需求， 真空節(jié)流閥選擇KLA系列單向節(jié)流KLAL6，公稱通徑是6mm，有效截流面大于5mm2,泄露量小于50cm3/min,。真空換向閥設(shè)置在真空回路中，必須選擇能用在真空條件下的換向閥，真空換向閥要求不泄露，故選擇用截止式和導(dǎo)膜片式結(jié)構(gòu)比較理想，選擇09270、09550系列多種流體二位二通先導(dǎo)膜片式電磁閥，型號：0927000，接管螺紋1/4in,通徑8mm,。一般機械手有手動和自動控制之分，手動控制主要用來硬件調(diào)試。其控制要求為：按下啟動按鈕，檢測氣動機械手是否處于原位，如果不是，按下復(fù)位按鈕回到原位，如果是，則檢測氣動機械手處于何種工作狀態(tài)下，單步意味著每按下一次啟動按鈕，機械手執(zhí)行一步動作；單周期指執(zhí)行一次動作循環(huán)，最后回到初始位置；周期循環(huán)是機械手重復(fù)不斷的執(zhí)行動作，直到按下復(fù)位或停止按鈕為止。選擇輸入點大于22點，輸出大于7點的PLC。并為了達到緩沖的目的，在滿足工作要求的前提下，設(shè)計盡量輕的零部件。采取PLC程序控制，控制系統(tǒng)選擇三菱公司的FX1S系列的PLC控制器。自動生產(chǎn)線機械手的主要參數(shù):吸持力2kg；自由度數(shù)為3；運動形式為圓柱坐標(biāo)；手臂伸縮最大行程300mm；手臂升降最大行程為200mm；手臂回轉(zhuǎn)最大行程180度，手臂升降速度為150mm/s；大臂回轉(zhuǎn)角度范圍090176。/s；定位方式為定位塊；定位精度為；控制方式為點位式、PLC控制；驅(qū)動方式為氣壓系統(tǒng)。2 手動控制系統(tǒng)圖 機械手手動控制系統(tǒng)圖 上圖為本機械手在進行試運行和系統(tǒng)檢查以及手動控制完成所需動作而設(shè)計的手動控制系統(tǒng)，工作流程在上圖已經(jīng)清晰標(biāo)明。狀態(tài)轉(zhuǎn)移開始輔助繼電器M8041，原點位置條件輔助繼電器M8044的狀態(tài)都是在初始化程序中設(shè)定的，在自動系統(tǒng)程序運行中不再改變。本機械手由手動和自動兩種運行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應(yīng)能根據(jù)所設(shè)置的運行方式自動進入，這就要求系統(tǒng)應(yīng)能自動設(shè)定與各個運行方式相應(yīng)的初始狀態(tài)。氣動機械手要求氣壓系統(tǒng)完成的主要動作是（工件平放）：吸持工件大臂上升200mm大臂回轉(zhuǎn)180176。大臂下降200mm。 （二）氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 機械手的氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖1氣源 2空氣過濾器 5單向閥 9兩位二通閥 7先導(dǎo)型閥 8三位四通電磁閥 10節(jié)流閥 11調(diào)速閥其余元件已在上圖說明。大臂上升 PLC指令控制電磁鐵4DT通電吸合。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵6DT通電吸合。手臂延伸 PLC指令控制電磁鐵1DT通電吸合。放松工件 氣體流經(jīng)單向閥，然后PLC控制程序指令控制電磁鐵3DT斷電跳開，此時此二位四通電磁閥處于左位，氣體直接流左腔，從而放松工件。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵7DT通電吸合。大臂下降 PLC指令控制電磁鐵5DT通電吸合。至此就完成整個機械手的循環(huán)運動，如果此時接到停止的指令，則10DT和11DT同時通電，電磁鐵將電磁換向閥到上位，此時氣壓系統(tǒng)卸壓，同時上面的各個電磁鐵同時斷電回到默認位置，完成卸荷。它的作用是支撐腕部和手部（包括工件或工具），并帶動它們作空間運動。臂部運動的目的：把手部送到空間運動范圍內(nèi)任意一點。因此，一般來說臂部應(yīng)該具備3個自由度才能滿足基本要求，既手臂伸縮、左右回轉(zhuǎn)、和升降運動。因此，它的結(jié)構(gòu)、工作范圍、靈活性等直接影響到機械手的工作性能。 （一） 臂部設(shè)計的基本要求臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕：根據(jù)受力情況，合理選擇截面形狀和輪廓尺寸； 提高支撐剛度和合理選擇支撐點的距離；合理布置作用力的位置