機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)報(bào)告書

1、機(jī)電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)題目自動分揀工件機(jī)械手的設(shè)計(jì)班級學(xué)生姓名機(jī) 械蔣 金 成1211學(xué) 號1220116105同組姓名凌 一 銳上 文 龍薛 俊起迄日期2015 年12月25日2016 年1月5日下載可編輯指導(dǎo)教師汪幫富講師機(jī)械工程學(xué)院目錄1. 1 1.1 31.232. 42.142.1.142.1.252.1.362.1.462.242.2.162.2.272.2.383. 3 3.1 83.29.專業(yè) .整理 .下載可編輯4. 4 4.1 94.1.1104.1.2114.1.3115. 12 6. 127.131、自動分揀工件機(jī)械手設(shè)計(jì)的要求、目的及意義1.11、AB() () 24

2、V 1A,23/.專業(yè) .整理 .下載可編輯4、 設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)程序流程圖并用匯編語言編寫其中的某一段程序。5、 設(shè)計(jì)操作臺面板布置示意圖。6、 編寫設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。7、 在滿足控制要求的前提下，力求控制系統(tǒng)簡單 ，經(jīng)濟(jì)。1.2 目的及意義現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的產(chǎn)業(yè)革命，將世界經(jīng)濟(jì)從資本經(jīng)濟(jì)帶入到知識經(jīng)濟(jì)時代 。在電子世界領(lǐng)域 ，從 20 世紀(jì)中的無線電時代也進(jìn)入到21 世紀(jì)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為中心的智能化現(xiàn)代電子系統(tǒng)時代。而機(jī)械手控制系統(tǒng)則逐步發(fā)展為與計(jì)算機(jī)互聯(lián) ，使機(jī)械手控制系統(tǒng)更加智能化，操作更加簡單方便 。隨著自動化的發(fā)展 ，機(jī)械手 （機(jī)器人 ）應(yīng)用將更加普遍 ，尤其隨著汽車行業(yè)和塑膠行業(yè)的

3、發(fā)展 ，西歐、日本、蘇聯(lián)和中國等地域機(jī)械手開始百花爭放，可以這樣講 ，未來的人類社會將是機(jī)械手的時代。該課程設(shè)計(jì)的自動分揀機(jī)械手屬于搬運(yùn)機(jī)械手。所謂搬運(yùn)機(jī)械手 ，就是將機(jī)械手安裝在移動平臺之上。這種結(jié)構(gòu)使機(jī)械手擁有很大的操作空間和高度的運(yùn)動冗余性 ，并同時具有移動和操作功能，這使它優(yōu)于傳統(tǒng)的機(jī)械手，因此在危險(xiǎn)作業(yè) 、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜 、強(qiáng)耦合 、非線性、非完整性等問題的存在，都使得對搬運(yùn)機(jī)械手的研究具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序 、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動抓取、搬運(yùn)或操作的自動機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“上下料機(jī)械手 ”

4、。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:.專業(yè) .整理 .下載可編輯可以減輕勞動強(qiáng)度 、保證產(chǎn)品質(zhì)量 、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn) ；尤其在高溫 、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作 ，意義更為重大 。 因此，在機(jī)械加工 、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè) 、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用 .機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng) ，僅為某臺機(jī)床的上下料裝置 ，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的 “程序控制通用機(jī)械手 ”，簡稱通用機(jī)械手 。 由

5、于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng) ，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。2、總體方案設(shè)計(jì)與論證2.1 總體方案設(shè)計(jì) (執(zhí)行機(jī)構(gòu) 、驅(qū)動機(jī)構(gòu) 、控制機(jī)構(gòu))2.1.1 主體功能設(shè)計(jì)如圖所示的工作臺.專業(yè) .整理 .下載可編輯機(jī)械手系統(tǒng)構(gòu)成圖(1) pb1 、pb2 系統(tǒng)總控制開關(guān) ,繼電器 XO、X1(2) PS1 工件檢測光電開關(guān) ，繼電器 X6(3) LS1 控制機(jī)械手的夾緊與放松 ，繼電器 Y5(4) LS2 控制工作臺的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn) ，繼電器 Y3、Y4(5) LS3 控制工作臺的上升與下降 ，繼電器 Y1、Y2(6) 圖上省略左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn) （X3、 X4）、上

6、升與下降限位開關(guān) (X5、X2)以及傳送帶 A、B 電動機(jī) (Y6、Y7)、液壓馬達(dá) （ Y0）.專業(yè) .整理 .下載可編輯按下工作啟動按鈕 ，傳送帶 A、B 開始工作 。當(dāng)光電開關(guān)檢測到工件時傳送帶 A 電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn) ，機(jī)械手下降電磁閥工作 ，機(jī)械手下降 ，到達(dá)下降限位接近開關(guān) ，機(jī)械手停止下降 , 夾緊電磁閥工作 ，夾緊工件 ， 2 秒鐘后機(jī)械手上升電磁閥工作 ，機(jī)械手上升 ，到達(dá)上升限位接近開關(guān) ，電動機(jī)左轉(zhuǎn)電磁閥工作，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電動機(jī)左轉(zhuǎn) ，將工件運(yùn)到傳送帶B 上方，機(jī)械手左轉(zhuǎn)壓到左轉(zhuǎn)限位開關(guān) ，機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn)，同時機(jī)械手下降 ，到達(dá)限位接近開關(guān) ，機(jī)械手停止下降并松開釋放

7、工件，2 秒鐘后機(jī)械手上升 ，到達(dá)限位接近開關(guān) ，傳送帶 B 電動機(jī)工作 ，傳送帶 B 帶動工件運(yùn)行 ，同時機(jī)械手旋轉(zhuǎn)電動機(jī)右轉(zhuǎn) ，機(jī)械手右轉(zhuǎn)壓到右轉(zhuǎn)限位開關(guān)，傳送帶 B 電動機(jī)停止運(yùn)轉(zhuǎn) ，傳送帶 A 電動機(jī)又開始工作 ，機(jī)械手開始循環(huán)工作2.1.2 執(zhí)行機(jī)構(gòu)即直接抓取工件的部分 ，由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手 。本設(shè)計(jì)項(xiàng)目中采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成 。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型 ?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單 ，制造容易 ，故應(yīng)用較廣泛 ，本設(shè)計(jì)采用回轉(zhuǎn)型 。 手部多為兩指 （也有多指 ，本設(shè)計(jì)采用兩指

8、）；指形也有不同設(shè)計(jì)，常用的指形有平面 、V 形面的和曲面的 ，本設(shè)計(jì)采用平面行的設(shè)計(jì)；手指有外夾式和內(nèi)撐式 ，本設(shè)計(jì)采用外夾式 ；另外，根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種 ，本設(shè)計(jì)采用外抓式 。如上圖可以看出 。2.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu).專業(yè) .整理 .下載可編輯驅(qū)動機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分。根據(jù)動力源的不同 ， 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機(jī)械驅(qū)動等四類 。本驅(qū)動機(jī)構(gòu)是液壓驅(qū)動 ，所有動作都可以通過液壓實(shí)現(xiàn)。2.1.4 控制機(jī)構(gòu)本設(shè)計(jì)是自動化分揀工件機(jī)械手，所以肯定采取自動控制。我們學(xué)過單片機(jī)和 PLC 課程 。倆者各有利弊 ，可編程序控制器 (PLC)是以微處理器為核心

9、 ,綜合計(jì)算機(jī)技術(shù) 、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動控制裝置 ,它具有結(jié)構(gòu)簡單 、易于編程 、性能優(yōu)越 、可靠性高 、靈活通用和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。 PLC 在電磁閥的控制等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對于該分揀機(jī)械手首先想到的是PLC。采用 PLC 能靈活控制機(jī)械手的操作，而且操作簡單方便 ；另外，PLC 控制器的穩(wěn)定性是其成為工控首選的原因。所以本設(shè)計(jì)采取 三菱 FX2N-48MR PLC 。（ 1 ） 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)在一條自動生產(chǎn)線上 ，由機(jī)械手將傳送帶 A 上的物品傳送到傳送帶B上。機(jī)械手的上升 、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作 ，

10、并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機(jī)械手動作的狀態(tài)和物品的位置 。傳送帶 A、B均由三相鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動。電動機(jī)應(yīng)有相應(yīng)的保護(hù) 。（ 2 ） PLC（ I/O ）分配輸入元件輸入繼電器輸出元件輸出繼電器啟動開關(guān)X0上升電磁閥Y1.專業(yè) .整理 .下載可編輯關(guān)閉開關(guān)X1下降電磁閥Y2復(fù)位開關(guān)M10左轉(zhuǎn)電磁閥Y3上升限位開關(guān)X5右轉(zhuǎn)電磁閥Y4下降限位開關(guān)X2夾緊電磁閥Y5左轉(zhuǎn)限位開關(guān)X3傳送帶 A 電機(jī)Y6右轉(zhuǎn)限位開關(guān)X4傳送帶 B 電機(jī)Y7光電開光X6復(fù)位電磁閥M4液壓馬達(dá)YO輔助繼電器M10,M11,M12.專業(yè) .整理 .下載可編輯（3）程序設(shè)計(jì)原位下降夾緊上升左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)上升松開下降上圖為實(shí)現(xiàn)自動

11、化控制所畫的流程圖，根據(jù)上圖可以輕松的設(shè)計(jì)出如下的梯形圖：.專業(yè) .整理 .下載可編輯這個程序是嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求來編的,程序中加入的M4 輔助繼電器起到復(fù)位作用 ,啟動開關(guān)是X0,停止開關(guān)是X1,程序中還加入了了兩個計(jì)數(shù)器C0、C1。其中計(jì)數(shù)器 C0 對下降限位 SP2(X2)計(jì)數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手到達(dá)二號（B）傳送帶時松開機(jī)械手放置物品的控制。計(jì)數(shù)器 C1 對上升限位SP1(X5)計(jì)數(shù)，.專業(yè) .整理 .下載可編輯從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在松開機(jī)械手放置物品以后上升第二次壓到上升限位SP1(X5)的時候?qū)崿F(xiàn)右轉(zhuǎn)的控制 。2.2 總體方案論證2.2.1 調(diào)試過程按下啟動開關(guān) X0 以后 ,觀察六秒鐘以后

12、,傳送帶 A(Y6)的燈是否亮 ,如果不亮 ,說明傳送帶 A 的電磁閥 Y6 沒有得電 ,相關(guān)開關(guān)沒有動作 ,重新查看程序 ,修改好 ;如果燈亮 ,說明這一步程序正常 .接下來按下光電開關(guān) (模擬光電開關(guān)檢測到物品),觀察機(jī)械手是否下降 (Y2),如果沒有下降 ,說明這一步程序設(shè)計(jì)得有問題 ,修改程序 ,再監(jiān)測 ;如果機(jī)械手下降 ,程序正常 ,繼續(xù)下一步程序檢查 .壓下下降限位開關(guān) ,不要松開 ,觀察機(jī)械手的夾緊 (Y5)檢測燈是否同時亮起來,如果沒有 ,程序錯誤 ,修改程序 ,再作檢測 ;如果燈同時亮了 ,程序正常 ,繼續(xù)下一步檢查 .看看兩秒鐘以后機(jī)械手是否上升 (機(jī)械手上升 Y1 檢測燈

13、是否亮 ),如果燈沒有亮 ,說明定時器沒有起作用 ,檢查修改這一步程序 ;如果燈亮了 ,說明程序正常 ,繼續(xù)下一步的檢查 .壓下上升限位開關(guān) ,同時松開之前所壓的下降限位開關(guān),觀察機(jī)械手是否左轉(zhuǎn) (機(jī)械手左轉(zhuǎn) Y3監(jiān)測燈是否亮 ),如果沒有亮 ,說明這一步程序有問題 ,檢查問題然后修改 ;如果燈亮了 ,說明程序正常 ,繼續(xù)下一步檢查 .接下來按下左轉(zhuǎn)限位開關(guān)(注 :上升限位開關(guān)依然被緊壓,機(jī)械手下降才松開),觀察機(jī)械手是否下降 ,如果不下降 ,說明程序有問題 ,檢查程序 ,作相應(yīng)修改 ;如果機(jī)械手下降 (機(jī)械手下降的監(jiān)測燈亮 ),松開之前壓下的上升限位開關(guān) ,但左轉(zhuǎn)限位開關(guān)不能松開 .按下下降

14、限位開關(guān) ,剛才機(jī)械手是否動作 (機(jī)械手松開 ),如果動作 ,程序正常 ,不然就不正常 ,機(jī)械手動作以后 ,觀察兩秒鐘以后機(jī)械手是否上升 ,.專業(yè) .整理 .下載可編輯如果不上升 ,程序有問題 ;如果上升 ,松開下降限位開關(guān) ,此時左轉(zhuǎn)限位開關(guān)依然處于壓下狀態(tài) .繼續(xù)下一步檢查 .按下上升限位開關(guān) ,觀察傳送帶 B 是否動作 ,以及機(jī)械手是否同時右轉(zhuǎn)(Y4),如果同時動作 ,什么程序準(zhǔn)確 ,不然就有錯誤 ,得修改程序 .然后同時松開左轉(zhuǎn)限位開關(guān)和上升限位開關(guān) ,觀察傳送帶 B 和機(jī)械手是否同時停止動作,及傳送帶 A 是否動作 ,如果答案是 :是,那程序正常 ,所有程序調(diào)試完成 。接下來調(diào)試復(fù)位

15、開關(guān) ,當(dāng)機(jī)械手傳送帶在運(yùn)作中的時候,按下停止按鈕 ,看看能不能復(fù)位 ,如果可以 ,什么復(fù)位正常 ,程序準(zhǔn)確 ,如果不能 ,就應(yīng)該找出問題并且修改程序了 。2.2.2 調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法調(diào)試過程中 ,由于好多按鍵是配合使用的,使用經(jīng)常會出問題 ,對程序的設(shè)計(jì)要求比較高 ,有時候好難顧及到多個方面,例如 :機(jī)械手還沒有上升的時候,下降限位開關(guān)必須被壓下 ,機(jī)械手還沒有左轉(zhuǎn)的時候,右轉(zhuǎn)限位就必須一直被按著,雖然只是簡簡單單的描述 ,但真正到了編程的時候 ,要求就比較高了 ,好多時候 ,在顧及到機(jī)械手右轉(zhuǎn)的同時 ,傳送帶 B 沒有動作 ;或者在松開上升限位和左轉(zhuǎn)限位的時候,傳送帶 B 和機(jī)械

16、手右轉(zhuǎn)還是動作的.解決方式也是有好多的 ,最好用的就是一邊調(diào)試一邊修改程序,最終完成程序的編寫 .2.2.3 結(jié)果分析通過運(yùn)行自己設(shè)計(jì)的正確程序，可以實(shí)現(xiàn)用機(jī)械手將物品從傳送帶A 移.專業(yè) .整理 .下載可編輯到傳送帶 B，整個過程通過手動結(jié)合程序控制，PLC 控制的機(jī)械手傳送帶系統(tǒng)比較大的優(yōu)點(diǎn)就是容易作出相應(yīng)的修改，從而適應(yīng)不同的場合 ，而且控制比較簡單明了 。機(jī)械手的上升 、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作 ，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機(jī)械手動作的狀態(tài)和物品的位置 。傳送帶 A、 B 均由三相鼠籠型異步電動機(jī)驅(qū)動。3、機(jī)構(gòu)分析與計(jì)算3.1 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)3.

17、1.1 機(jī)械手基本形式的選擇常見的工業(yè)機(jī)械手根據(jù)手臂的動作形態(tài),按坐標(biāo)形式大致可以分為以下4種 : (1)直角坐標(biāo)型機(jī)械手 ;(2)圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手 ; ( 3) 球坐標(biāo) (極坐標(biāo) )型機(jī)械手 ;(4)多關(guān)節(jié)型機(jī)機(jī)械手 。 其中圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊 ,定位精度較高 ,占地面積小 ，因此本設(shè)計(jì)采用圓柱坐標(biāo)型。3.1.2 機(jī)械手的主要部件及運(yùn)動在圓柱坐在圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的基本方案選定后，根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù) ，為了滿足設(shè)計(jì)要求，本設(shè)計(jì)關(guān)于機(jī)械手具有5個自由度既 ：手抓張合 ；手部回轉(zhuǎn) ；手臂伸縮 ；手臂回轉(zhuǎn)；手臂升降 5 個主要運(yùn)動 。 本設(shè)計(jì)機(jī)械手主要由 4 個大部件和 5個液壓缸組成 ：（ 1

18、 ）手部，采用一個直線液壓缸 ，通過機(jī)構(gòu)運(yùn)動實(shí)現(xiàn)手抓的張合 ；（ 2 ） 腕部 ，采用一個回轉(zhuǎn)液壓缸實(shí)現(xiàn)手部回轉(zhuǎn)180 ；（3 ）臂部 ，采用直線缸來實(shí)現(xiàn)手臂平動50mm ；（ 4 ）機(jī)身，采用一個直線缸和一個回轉(zhuǎn)缸來實(shí)現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。3.1.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇驅(qū)動機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分, 工業(yè)機(jī)械手的性能價(jià)格比在很大程度上取決于驅(qū)動方案及其裝置。 根據(jù)動力源的不同, 工業(yè)機(jī)械手的驅(qū)動機(jī)構(gòu)大致可分為液壓、.專業(yè) .整理 .下載可編輯氣動 、電動和機(jī)械驅(qū)動等四類 。 采用液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動機(jī)械手 ,結(jié)構(gòu)簡單 、尺寸緊湊 、重量輕、控制方便 ，驅(qū)動力大等優(yōu)點(diǎn) 。 因此，機(jī)械手的驅(qū)動方案選擇液壓

19、驅(qū)動 。3.1.4 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表一、用途 ：搬運(yùn) :用于車間搬運(yùn)二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù) :1 、抓重 :6Kg ( 夾持式手部 )2、自由度數(shù) :5個自由3、座標(biāo)型式 :圓柱座標(biāo)4 、最大工作半徑:60mm5 、手臂最大中心高:100mm3.2 機(jī)身的總體設(shè)計(jì)按照設(shè)計(jì)要求 ，機(jī)械手要實(shí)現(xiàn)手臂 1800 的回轉(zhuǎn)運(yùn)動 ，實(shí)現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動機(jī)構(gòu)一般設(shè)計(jì)在機(jī)身處 。 為了設(shè)計(jì)出合理的運(yùn)動機(jī)構(gòu) ，就要綜合考慮 ，分析。機(jī)身承載著手臂 ，做回轉(zhuǎn) ，升降運(yùn)動 ，是機(jī)械手的重要組成部分 。常用的機(jī)身結(jié)構(gòu)有以下幾種 ：（ 1） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的結(jié)構(gòu) 。 這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)是能承受較大偏重力矩。其缺點(diǎn)是回轉(zhuǎn)運(yùn)動傳

20、動路線長 ，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大。（ 2）回轉(zhuǎn)缸置于升降之上的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向 ，結(jié)構(gòu)緊湊。 但回轉(zhuǎn)缸與臂部一起升降，運(yùn)動部件較大 。（ 3）活塞缸和齒條齒輪機(jī)構(gòu) 。 手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動是通過齒條齒輪機(jī)構(gòu)來實(shí)現(xiàn)：齒條的往復(fù)運(yùn)動帶動與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動。分析 ：經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計(jì)選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計(jì)機(jī)身包括兩個運(yùn)動，機(jī)身的回轉(zhuǎn)和升降。如上圖所示 ，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)置于升降缸之上的機(jī)身結(jié)構(gòu)。手臂部件與回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接，由缸體帶動手臂回轉(zhuǎn)運(yùn)動。回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的?；钊麠U采用空心，內(nèi)裝一花鍵

21、套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向。花鍵軸與與升降缸的下端蓋用鍵來固定，下短蓋與連接地面的的底座固定 。 這樣就固定了花鍵軸，也就通過花鍵軸固定了活塞桿。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊 。 具體結(jié)構(gòu)見下圖。驅(qū)動機(jī)構(gòu)是液壓驅(qū)動，回轉(zhuǎn)缸通過兩個油孔，一個進(jìn)油孔，一個排油孔 ，分別通向回轉(zhuǎn)葉片的兩側(cè)來實(shí)現(xiàn)葉片回轉(zhuǎn)?；剞D(zhuǎn)角度一般靠機(jī)械擋塊來決定，對于本設(shè)計(jì)就是考慮兩個葉片之間可以轉(zhuǎn)動的角度，為滿足設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)中動片和靜片之間可以回轉(zhuǎn)180 4、關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)與校核4.1 機(jī)械手手抓的設(shè)計(jì)計(jì)算.專業(yè) .整理 .下載可編輯4.1.1 選擇手抓的類型及夾緊裝置本設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)平動搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，考慮到所要

22、達(dá)到的原始參數(shù)：手抓張合角= 60 0 ，夾取重量為 6Kg 。 常用的工業(yè)機(jī)械手手部 ,按握持工件的原理 ,分為夾持和吸附兩大類 。吸附式常用于抓取工件表面平整 、面積較大的板狀物體 ,不適合用于本方案 。本設(shè)計(jì)機(jī)械手采用夾持式手指,夾持式機(jī)械手按運(yùn)動形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動 ,這種手指結(jié)構(gòu)簡單 , 適于夾持平板方料 , 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置 , 其理論夾持誤差零 。 若采用典型的平移型手指 , 驅(qū)動力需加在手指移動方向上 ,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大 。顯然是不合適的 ，因此不選擇這種類型 。通過綜合考慮 ，本設(shè)計(jì)選擇二指回轉(zhuǎn)型手

23、抓 ，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式 。 夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置 ，它在彈簧的作用下機(jī)械手手抓閉和 ，在壓力油作用下 ，彈簧被壓縮 ，從而機(jī)械手手指張開 。4.1.2 手抓的力學(xué)分析下面對其基本結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析：滑槽杠桿圖 3.1 （ a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。 .專業(yè) .整理 .下載可編輯(a)(b)圖 3.1滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析1 手指 2 銷軸3 杠桿在杠桿 3 的作用下 ，銷軸 2 向上的拉力為 F，并通過銷軸中心O 點(diǎn)，兩手指 1 的滑槽對銷軸的反作用力為 F和 F其力的方向垂直于滑槽的中心線oo1 和 oo2 并指向 o 點(diǎn)，交12，F(xiàn)1 和 F2 的延長線于 A 及

24、B。由Fx =0得F1F2Fy =0得F1FF1F12cos由M01 F =0得F1FN hhab2cosF=cos FNa式中a 手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對稱中心的距離（ mm ）； 工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角。 由分析可知 ，當(dāng)驅(qū)動力 F 一定時 ，角增大 ，則握力 FN也隨之增大，但角過大會導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好= 300- 400。4.1.3 機(jī)械手手抓夾持精度的分析計(jì)算機(jī)械手的精度設(shè)計(jì)要求工件定位準(zhǔn)確,抓取精度高 ,重復(fù)定位精度和運(yùn)動穩(wěn)定性好,并有足夠的抓取能力。機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機(jī)械手的定位精度（由臂部和腕部等運(yùn)動

25、部件來決定）， 而且也于機(jī)械手夾持誤差大小有關(guān)。 特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中 ，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差。.專業(yè) .整理 .下載可編輯圖 3.3 手抓夾持誤差分析示意圖該設(shè)計(jì)以棒料來分析機(jī)械手的夾持誤差精度 。機(jī)械手的夾持范圍為 80mm-180mm 。一般夾持誤差不超過1mm, 分析如下 ：904065mm工件的平均半徑 ： Rcp2手指長 l100mm,取 V 型夾角 21200偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角確定：cos 1 RCPcos 160460l sin100sin 600計(jì)算R0l sin cos100 sin 600 cos 46060.15當(dāng) R0RMAXRMIN S 時帶入有 ：22l 2Rmax2l RMAX cos2l 2RMAX2l Rmin cos0.6782sinsinsinsin.專業(yè) .整理 .下載可編輯夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。5、結(jié)論本智能系統(tǒng)擁有強(qiáng)大的分揀能力，可以根據(jù)物體的大小 ，顏色進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)試從而快速的進(jìn)行調(diào)整和分揀。該系統(tǒng)具有良好的開放性能，可用來分揀材料、零件、工具等物件 ；為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專用系統(tǒng) 。適用于大批量大規(guī)模小型工件的分揀工作，然后所采用的機(jī)構(gòu)和動力驅(qū)動都是精度很高 ，適用性很強(qiáng)的元器件 。 所采取的 PLC 可編程控制器也是簡單易操作 ，在工廠的實(shí)際生產(chǎn)作業(yè)中，可以