【正文】 = mm，則缸筒外徑為:D=65+ =80 mm。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。手腕自由度的選用與機(jī)械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)。目前實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，應(yīng)用最多的為回轉(zhuǎn)油(氣)缸，因此我們選用回轉(zhuǎn)氣缸。 手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算手腕的回轉(zhuǎn)、上下和左右擺動(dòng)均為回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的驅(qū)動(dòng)力矩必須克服手腕起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動(dòng)件的中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩。 圖12 手碗回轉(zhuǎn)時(shí)受力狀態(tài)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩可按下式計(jì)算:M= M+ M+ M+Mcm (41)式中 : M——驅(qū)動(dòng)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力矩(Kg﹒cm)。M—— 參與轉(zhuǎn)動(dòng)的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片)對(duì)轉(zhuǎn) 動(dòng) 軸 線 所 產(chǎn)生 的 偏 重 力 矩 (Kg﹒cm),.M—— 手 腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸與支承孔處的摩擦阻力矩(Kg﹒cm)。下面以圖12所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計(jì)算:手腕加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩M若手腕起動(dòng)過(guò)程按等加速運(yùn)動(dòng)，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為，起動(dòng)過(guò)程所用的時(shí)間為△t，則: M= ()若手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為，起動(dòng)過(guò)程所轉(zhuǎn)過(guò)的角度為△，則: M= ()式中: J——參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Ns)。cm若工件中心與轉(zhuǎn)動(dòng)軸線不重合，其轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J,為: J——工件對(duì)過(guò)重心軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(Ns)?！ぜ闹匦牡睫D(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm),——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度(弧度/s)?！饎?dòng)過(guò)程所轉(zhuǎn)過(guò)的角度(弧度)。e——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)件的重心到轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的偏心距(cm).當(dāng)工件的重心與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線重合時(shí)，則=0 .手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸在軸頸處的摩擦阻力矩M M=式中: d、d——手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的軸頸直徑(cm)。R、R——軸頸處的支承反力(N)，可按手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力分析求解，根據(jù)得:Rl+Gl=Gl+ Gl同理，根據(jù)得: R=式中: G——手部的重量(N)l、l——如圖41所示的長(zhǎng)度尺寸(cm).回轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。推動(dòng)輸出軸作逆時(shí)4回轉(zhuǎn)，則低壓腔的氣從b孔排出。單葉J氣缸的壓力p和驅(qū)動(dòng)力矩M的關(guān)系為: 或： 圖13回轉(zhuǎn)氣缸簡(jiǎn)圖式中: M 回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩(N﹒cm)。R 缸 體 內(nèi)壁 半徑(cm)。b— 動(dòng) 片 寬度 (cm).上述驅(qū)動(dòng)力矩和壓力的關(guān)系式是對(duì)于低壓腔背壓為零的情況下而言的。按照抓取工件的要求，本機(jī)械手的手臂有三個(gè)自由度，即手臂的伸縮、左右回轉(zhuǎn)和升降(或俯仰)運(yùn)動(dòng)。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)。由于活塞氣缸的體積小、重量輕，因而在機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)中應(yīng)用比較多。它應(yīng)根據(jù)手臂的安裝形式，具體的結(jié)構(gòu)和抓取重量等因素加以確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少手臂對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。該機(jī) 械 手 的手臂結(jié)構(gòu)如附圖所示，現(xiàn)將其工作過(guò)程描述如下:手臂主要由雙作用式氣缸導(dǎo)向桿定位拉桿3和兩個(gè)可調(diào)定位塊4等組成。在空心活塞套桿6中通有三根伸縮氣管，其中兩根把壓縮空氣通往手腕回轉(zhuǎn)氣缸5，一根把壓縮空氣通往手部的夾緊氣缸。為了保證手嘴伸縮的快速運(yùn)動(dòng)。手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的緩沖采用液壓緩沖器實(shí)現(xiàn).手腕回轉(zhuǎn)是由回轉(zhuǎn)氣缸5實(shí)現(xiàn)，并采用氣缸端部節(jié)流緩沖，其結(jié)構(gòu)見AA剖面。d是接到手部夾緊氣缸的。另外活塞套桿6做成筒狀零件可增大活塞套桿的剛性，并能減少充氣容積，提高氣缸活塞套桿的運(yùn)動(dòng)速度。它應(yīng)根據(jù)手臂的安裝形式，具體的結(jié)構(gòu)和抓取重量等因素加以確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少手臂對(duì)回轉(zhuǎn)中心的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。手臂作水平伸縮時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力: 圖14 手嘴伸出時(shí)的受力狀態(tài)圖14 所示為活塞氣缸驅(qū)動(dòng)手臂前伸時(shí)的示意圖。當(dāng)壓力油(或壓縮空氣)輸入工作腔時(shí)，驅(qū)使手臂前伸(或縮回)，其驅(qū)動(dòng)力應(yīng)克服手臂在前伸(或縮回)起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力，手臂運(yùn)動(dòng)件表面之間的密封裝置處的摩擦阻力，以及回油腔壓力(即背壓)所造成的阻力，因此，驅(qū)動(dòng)力計(jì)算公式為:P驅(qū) = P慣 + P摩 + P密  + P背 N 式中:P慣——手伶在起動(dòng)過(guò)程中的慣性力(N)。P密——密封裝置處的摩擦阻力(N)，用不同形狀的密封圈密封，其摩擦阻力不同 。其結(jié)構(gòu)如附圖所示。轉(zhuǎn)柱1上鉆有a, b, c, d, e和f六條氣路，在轉(zhuǎn)柱上端用管接頭和氣管分別將壓縮空氣引到手腕回轉(zhuǎn)氣缸(用a, b氣路)，手部夾緊氣缸(用d氣路)和手臂伸縮氣缸(用c, e氣路)，轉(zhuǎn)柱下端的f氣路，將壓縮空氣引到升降缸上腔，當(dāng)壓縮空氣進(jìn)入上腔后，推動(dòng)升降缸體3上升，并由兩個(gè)導(dǎo)向桿14進(jìn)行導(dǎo)向，同時(shí)碰鐵4隨升降缸體3一同上移，當(dāng)碰觸上邊的可調(diào)定位塊5后，即帶動(dòng)定位拉桿6,緩沖撞鐵7向上移動(dòng)碰觸升降用液壓緩沖器進(jìn)行緩沖。上升行程大小通過(guò)調(diào)整可調(diào)定位塊5來(lái)實(shí)現(xiàn)。手臂下降靠自重實(shí)現(xiàn)。在本機(jī)械手中，手臂回轉(zhuǎn)裝置由回轉(zhuǎn)缸體轉(zhuǎn)軸11(它與動(dòng)片焊接成一體，見EE剖面)、定片1回轉(zhuǎn)定位塊回轉(zhuǎn)中間定位塊9和回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器(此部件位置參見附圖)等組成。因轉(zhuǎn)柱和手臂用螺栓連接，故手胃亦作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)采用多點(diǎn)定位緩沖裝置，其工作原理見回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器部分。1．驅(qū)動(dòng)力計(jì)算根據(jù)手臂伸縮運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力公式:F=Ff + 其中，由于手臂運(yùn)動(dòng)從靜止開始，所以△v=v, 摩攘系數(shù):設(shè)計(jì)氣缸材料為ZL3，活塞材料為45鋼，查有關(guān)手冊(cè)可知f=:手臂伸縮部分主要由手臂伸縮氣缸、手臂回轉(zhuǎn)氣缸、夾緊氣缸、手臂伸縮用液壓緩沖器、手爪及相關(guān)的固定元件組成。因此，活塞桿內(nèi)徑要盡可能大，假設(shè)取d=70mm, d=56mm.校核如下:(按縱向彎曲極限力計(jì)算)氣缸承受縱向推力達(dá)到極限力F以后，活塞桿會(huì)產(chǎn)生軸向彎曲，出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象。該極限力與氣缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。設(shè)計(jì)符合要求。它的氣源是由空氣壓縮機(jī)(～ Pa) 通過(guò)快換接頭進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)分水過(guò)濾器、調(diào)壓閥、油霧器，進(jìn)入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，以控制氣缸和手部動(dòng)作。如手臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個(gè)快速排氣閥，可加快起動(dòng)速度，也可調(diào)節(jié)全程上的速度。氣液傳送器氣缸側(cè)的排氣節(jié)流，可用來(lái)調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器的背壓大小。電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸的尺寸、行程、速度計(jì)算出所需壓縮空氣流量，與所選用電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應(yīng)來(lái)確定的。 可編程序控制器的選擇及工作過(guò)程 可編程序控制器的選擇目前 ，國(guó)際上生產(chǎn)可編程序控制器的廠家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德國(guó)西門子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。 可編程序控制器的工作過(guò)程可編程序控制器是通過(guò)執(zhí)行用戶程序來(lái)完成各種不同控制任務(wù)的。具體的工作過(guò)程可分為4個(gè)階段?？删幊绦蚩刂破鞯妮斎攵俗硬皇侵苯优c主機(jī)相連，CPU對(duì)輸入輸出狀態(tài)的詢問(wèn)是針對(duì)輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。其中存放輸入狀態(tài)信息的存儲(chǔ)器叫輸入狀態(tài)暫存器。開機(jī)時(shí)， CPU首先使I/0狀態(tài)表清零，然后進(jìn)行自診斷。第二階段是處理輸入信號(hào)階段。在同一掃描周期內(nèi)，各個(gè)輸入點(diǎn)的狀態(tài)在I/0狀態(tài)表中一直保持不變，不會(huì)受到各個(gè)輸入端子信號(hào)變化的影響，因此不能造成