搬運機械手的設(shè)計

..畢業(yè)設(shè)計〔論文〕〔說明書〕題目：搬運機械手的設(shè)計姓名：編號：XXXXX學院年月日摘要本課題設(shè)計的為通用圓柱坐標系機械手。工業(yè)機械手是工業(yè)生產(chǎn)的必然產(chǎn)物，它是一種模仿人體上肢的局部功能，按照預(yù)定要求輸送工件或握持工具進展操作的自動化技術(shù)設(shè)備，對實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)自動化，推開工業(yè)生產(chǎn)的進一步開展起著重要作用。因而具有強大的生命力受到人們的廣泛重視和歡送。實踐證明，工業(yè)機械手可以代替人手的繁重勞動，顯著減輕工人的勞動強度，改善勞動條件，提高勞動生產(chǎn)率和自動化水平。工業(yè)生產(chǎn)中經(jīng)常出現(xiàn)的笨重工件的搬運和長期頻繁、單調(diào)的操作，采用機械手是有效的。此外，它能在高溫、低溫、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染環(huán)境條件下進展操作，更顯示其優(yōu)越性，有著廣闊的開展前途。通過對機械手進展構(gòu)造設(shè)計和液壓傳動原理設(shè)計，它能實現(xiàn)自動上料運動，自動搬運棒料。機械手的運動速度是按著滿足生產(chǎn)率的要求來設(shè)定。關(guān)鍵詞：搬運機械手,手爪,手腕,手臂,液壓，PLCAbstractThistopicdesignforgeneralcylindricalcoordinatemanipulator.Industrialmachineryhandistheinevitableproductofindustrialproduction,itisacopyoftheupperpartofthehumanbodyfunctions,inaccordancewithapredeterminedtransferrequestortheworkpieceholdthetoolstooperatetheequipmentautomationtechnology,toachieveindustrialproductionautomation,thepromotionofindustrialproductionofthefurtherdevelopmentplaysanimportantrolein.Sotheyhavestrongvitalityofthepeoplebytheextensiveattentionandwele.Practicehasproved,theindustrialrobotcanreplacethestaffoftheheavylabor,significantlyreducedlaborintensityofworkers,improveworkingconditions,improvelaborproductivityandthelevelofautomation.Industrialproductionoftenappearsinthebulkyworkpiecehandlingandfrequentlong-term,monotonousoperation,amechanicalhandtobeeffective.Inaddition,itcanbeinhightemperature,lowtemperature,water,theuniverse,radioactiveandothertoxic,pollutionoftheenvironmentundertheconditionsofoperation,butalsoshowitssuperiority,therearebroaddevelopmentprospects.Throughthemechanicalhandforstructuredesignandthehydraulictransmissionprincipledesign,itcanrealizetheautomaticfeeding,automatichandlingbar.Themanipulatormotionspeedistomeettherequirementstosettheproductivity.Keywords:manipulator,gripper,wrist,arm,hydraulic,PLC目錄摘要1Abstract2第一章緒論41.1搬運機械手的組成41.2設(shè)計的主要容5第二章搬運機械手執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計72.1手部設(shè)計計算7對手部設(shè)計的要求7拉緊裝置原理8手部驅(qū)動力的計算82.2腕部回轉(zhuǎn)設(shè)計計算112.2.1腕部的構(gòu)造形式11手腕驅(qū)動力矩的計算122.3手臂伸縮機構(gòu)設(shè)計計算142.4手臂升降機構(gòu)設(shè)計152.4.1尺寸設(shè)計16尺寸校核172.5手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計18計算扭矩M119機構(gòu)工作參數(shù)總結(jié)：202.6液壓泵的初選擇20第三章搬運機械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計233.1手部抓取缸233.2腕部擺動液壓回路243.3手臂伸縮液壓缸回路253.5手臂回轉(zhuǎn)擺動缸回路263.6總體系統(tǒng)圖26第四章搬運機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計294.1機械手的模擬工作過程294.2機械手的操作原理314.3機械手傳送系統(tǒng)梯形圖31參考文獻34致35第一章緒論1.1搬運機械手的組成搬運機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成圖1.1搬運機械手的動作順序和檢測元件、執(zhí)行元件的布置示意圖1.執(zhí)行機構(gòu)：包括手部、手腕、手臂和立柱等部件手部：是機械手與工件接觸的部件。由于與物體接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手部。由于本課題的工件是圓柱狀棒料，所以采用夾持式。由手指和傳力機構(gòu)所構(gòu)成，手指與工件接觸而傳力機構(gòu)那么通過手指夾緊力來完成夾放工件的任務(wù)。手腕：是聯(lián)接手部和手臂的部件，起調(diào)整或改變工件方位的作用。手臂：支承手腕和手部的部件，用以改變工件的空間位置。立柱：是支承手臂的部件。手臂的回轉(zhuǎn)運動和升降運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立柱通常為固定不動的。機座：是機械手的根底局部。機械手執(zhí)行機構(gòu)的各部件和驅(qū)動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支承和聯(lián)接的作用。2.驅(qū)動系統(tǒng)：機械手的驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行運動的傳動裝置。常用的有液壓傳動、氣壓傳動、電力傳動和機械傳動等四種形式。3.控制系統(tǒng)：控制系統(tǒng)是機械手的指揮系統(tǒng)，它控制驅(qū)動系統(tǒng)，讓執(zhí)行機構(gòu)按規(guī)定的要求進展工作，并檢測其正確與否。一般常見的為電器與電子回路控制，計算機控制系統(tǒng)也不斷增多。搬運機械手各系統(tǒng)相互之間的關(guān)系如方框圖1.2所示。圖1.2機械手組成方框圖1.2設(shè)計的主要容設(shè)計通用圓柱坐標系機械手及控制系統(tǒng)。設(shè)計中的機械手各動作由液壓缸驅(qū)動，并有電磁閥控制，技術(shù)指標如下：抓重：50N-200N自由度〔四個自由度〕動作符號行程圍速度伸縮X400mm小于250mm/s升降Z300mm小于70mm/s回轉(zhuǎn)φ0——120o小于90o/s手腕運動參數(shù)回轉(zhuǎn)φ行程圍0——180o速度小于90o/s手指夾持圍：棒料，直徑50——70mm，長度450——1200mm定位精度：±3mm?？刂品绞剑篜LC第二章搬運機械手執(zhí)行機構(gòu)的設(shè)計2.1手部設(shè)計計算2.1.1對手部設(shè)計的要求1、有適當?shù)膴A緊力手部在工作時，應(yīng)具有適當?shù)膴A緊力，以保證夾持穩(wěn)定可靠，變形小，且不損壞棒料的已加工外表。對于剛性很差的棒料夾緊力大小應(yīng)該設(shè)計得可以調(diào)節(jié)，對于本應(yīng)考慮采用自鎖平安裝置。2、有足夠的開閉圍本機械手手部的手指有開和閉合裝置。工作時，一個手指開閉位置以最大變化量稱為開閉圍。對于回轉(zhuǎn)型手部手指開閉圍，可用開閉角和手指夾緊端長度表示。手指開閉圍的要求與許多因素有關(guān)，如工件的形狀和尺寸，手指的形狀和尺寸，一般來說，工作環(huán)境許可，開閉圍大一些較好，如圖2.1所示。圖2.1機械手開閉例如簡圖3、力求構(gòu)造簡單，重量輕，體積小手部處于腕部的最前端，工作時運動狀態(tài)多變，其構(gòu)造，重量和體積直接影響整個機械手的構(gòu)造，抓重，定位精度，運動速度等性能。因此，在設(shè)計手部時，必須力求構(gòu)造簡單，重量輕，體積小。4、手指應(yīng)有一定的強度和剛度5、其它要求對于夾緊機械手，根據(jù)工件的形狀為圓形棒料，因此最常采用的是外卡式兩指鉗爪，夾緊方式用常閉史彈簧夾緊，松開時，用單作用式液壓缸。此種構(gòu)造較為簡單，制造方便。2.1.2拉緊裝置原理如圖2.3所示：油缸右腔停頓進油時，彈簧力向右工件，油缸右腔進油時松開工件。當油缸的右腔停頓進油時，彈簧收到向右的力，使與彈簧相連的手部受到向右的拉力，從而使手爪合攏。當油腔的右腔進油時，彈簧受到向左的壓力，使與彈簧相連的手爪向外伸出，從而放松工件。左出油口右進油口圖2.2缸示意簡圖2.1.3手部驅(qū)動力的計算圖2.3手部受力分析1.手指2.銷軸3.拉桿4.指座如下圖為滑槽式手部構(gòu)造。在拉桿3作用下銷軸2向上的拉力為P，并通過銷軸中心O點，兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為P1、P2，其力的方向垂直于滑槽中心線OO1和OO2并指向O點，P1和P2的延長線交O1O2于A及B，由于△O1OA和△O2OA均為直角三角形，故∠AOC=∠BOC=α。根據(jù)銷軸的力平衡條件，即∑Fx=0,P1=P2;∑Fy=0P=2P1cosαP1=P/2cosα銷軸對手指的作用力為p1′。手指握緊工件時所需的力稱為握力〔即夾緊力〕，假想握力作用在過手指與工件接觸面的對稱平面，并設(shè)兩力的大小相等，方向相反，以N表示。由手指的力矩平衡條件，即∑m01(F)=0得P1′h=Nb因h=a/cosα所以P=2b(cosα)N/a式中a——手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心線的距離〔毫米〕。α——工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點連線間的夾角。由上式可知，當驅(qū)動力P一定時，α角增大那么握力N也隨之增加，但α角過大會導(dǎo)致拉桿〔即活塞〕的行程過大，以及手指滑槽尺寸長度增大，使之構(gòu)造加大，因此，一般取α=30°~40°。這里取角α=30度。這種手部構(gòu)造簡單，具有動作靈活，手指開閉角大等特點。查"工業(yè)機械手設(shè)計根底"中表2-1可知，V形手指夾緊圓棒料時，握力的計算公式N=0.5G，綜合前面驅(qū)動力的計算方法，可求出驅(qū)動力的大小。為了考慮工件在傳送過程中產(chǎn)生的慣性力、振動以及傳力機構(gòu)效率的影響，其實際的驅(qū)動力P實際應(yīng)按以下公式計算，即：P實際=PK1K2/η式中η——手部的機械效率，一般取0.85~0.95；K1——平安系數(shù)，一般取1.2~2K2——工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，K2可近似按下式估計，K2=1+a/g，其中a為被抓取工件運動時的最大加速度，g為重力加速度。本機械手的工件只做水平和垂直平移，當它的移動速度為500毫米/秒，移動加速度為1000毫米/秒，工件重量G為98牛頓，V型鉗口的夾角為120°,α=30°時，拉緊油缸的驅(qū)動力P和P實際計算如下：根據(jù)鉗爪夾持工件的方位，由水平放置鉗爪夾持水平放置的工件的當量夾緊力計算公式N=0.5G把條件代入得當量夾緊力為N=49〔N〕由滑槽杠桿式構(gòu)造的驅(qū)動力計算公式P=2b(cosα)N/a得P=P計算=2×45/27(cos30°)×49=122.5(N)P實際=P計算K1K2/η取η=0.85,K1=1.5,K2=1+1000/9810≈1.1那么P實際=122.51×.5×1.1/0.85=238(N)2.2腕部回轉(zhuǎn)設(shè)計計算腕部是聯(lián)結(jié)手部和臂部的部件，腕部運動主要用來改變被夾物體的方位，它動作靈活，轉(zhuǎn)動慣性小。本課題腕部具有回轉(zhuǎn)這一個自由度，可采用具有一個活動度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動的腕部構(gòu)造。要求：回轉(zhuǎn)0——180o，即±90o角速度W小于90o/s以最大負荷計算腕部的構(gòu)造形式本搬運機械手采用回轉(zhuǎn)油缸驅(qū)動實現(xiàn)腕部回轉(zhuǎn)運動，構(gòu)造緊湊、體積小，但密封性差，回轉(zhuǎn)角度為±115°.如下列圖所示為腕部的構(gòu)造，定片與后蓋，回轉(zhuǎn)缸體和前蓋均用螺釘和銷子進展連接和定位，動片與手部的夾緊油缸缸體用鍵連接。夾緊缸體也指座固連成一體。當回轉(zhuǎn)油缸的兩腔分別通入壓力油時，驅(qū)動動片連同夾緊油缸缸體和指座一同轉(zhuǎn)動，即為手腕的回轉(zhuǎn)運動。圖2.4機械手的腕部構(gòu)造手腕驅(qū)動力矩的計算驅(qū)動手腕回轉(zhuǎn)時的驅(qū)動力矩必須克制手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩必須克制手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦阻力矩，動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩以及由于轉(zhuǎn)動的重心與軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩。手腕轉(zhuǎn)動時所需要的驅(qū)動力矩可按下式計算：M驅(qū)=M慣+M偏+M摩〔N.m〕式中M驅(qū)——驅(qū)動手腕轉(zhuǎn)動的驅(qū)動力矩M慣——慣性力矩〔N.m〕M偏——參與轉(zhuǎn)動的零部件的重量〔包括工件、手部、手腕回轉(zhuǎn)缸體的動片〕對轉(zhuǎn)動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩〔N.m〕M摩——手腕轉(zhuǎn)動軸與支承孔處的摩擦力矩〔N.m〕圖2.5腕部回轉(zhuǎn)力矩計算圖=1\*GB2⑴摩擦阻力矩M摩M摩=〔N1D1+N2D2〕〔N.m〕式中f——軸承的摩擦系數(shù)，滾動軸承取f=0.02，滑動軸承取f=0.1；N1、N2——軸承支承反力〔N〕；D1、D2——軸承直徑〔m〕由設(shè)計知D1=0.035mD2=0.054mN1=800NN2=200NG1=98Ne=0.020時M摩=0.1×〔200×0.035+800×0.054〕/2得M摩=2.50〔N.m〕=2\*GB2⑵工件重心偏置力矩引起的偏置力矩M偏M偏=G1e〔N.m〕式中G1——工件重量〔N〕e——偏心距〔即工件重心到碗回轉(zhuǎn)中心線的垂直距離〕，當工件重心與手腕回轉(zhuǎn)中心線重合時，M偏為零當e=0.020，G1=98N時M偏=1.96〔N·m〕=3\*GB2⑶腕部啟動時的慣性阻力矩M慣①當知道手腕回轉(zhuǎn)角速度時，可用下式計算M慣M慣=〔J+J工件〕〔N·m〕式中——手腕回轉(zhuǎn)角速度〔1/s〕T——手腕啟動過程中所用時間〔s〕，〔假定啟動過程中近為加速運動〕J——手腕回轉(zhuǎn)部件對回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量〔kg·m〕J工件——工件對手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動慣量〔kg·m〕按計算得J=2.5，J工件=6.25，=0.3m/m,t=2故M慣=1.3〔N·m〕=2\*GB3②當知道啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度時，也可以用下面的公式計算M慣：M慣=〔J+J工件〕〔N·m〕式中——啟動過程所轉(zhuǎn)過的角度〔rad〕;——手腕回轉(zhuǎn)角速度〔1/s〕。考慮到驅(qū)動缸密封摩擦損失等因素，一般將M取大一些，可取M=1.1~1.2〔M慣+M偏+M摩〕〔N.m〕M=1.2〔2.5+1.96+1.3〕=6.9〔N.m〕2.3手臂伸縮機構(gòu)設(shè)計計算手臂是機械手的主要執(zhí)行部件。它的作用是支撐腕部和手部，并帶動它們在空間運動。臂部運動的目的，一般是把手部送達空間運動圍的任意點上，從臂部的受力情況看，它在工作中即直接承受著腕部、手部和工件的動、靜載荷，而且自身運動又較多，故受力較復(fù)雜。機械手的精度最終集中在反映在手部的位置精度上。所以在選擇適宜的導(dǎo)向裝置和定位方式就顯得尤其重要了。手臂的伸縮速度為小于250m/s行程L=400mm1.手臂右腔工作壓力，公式得：P=〔F+F摩〕/S式中：F——取工件重和手臂活動部件總重，估算F=30+25=55kg，F(xiàn)摩=1800N。所以代入公式得：F=2350N由課本"液壓與氣壓傳動"表9-2表得：負載小于5KN時，工作壓力小于0.8MPa，取P=0.6MPaS=〔F+F摩〕/P=〔55×10+1800〕/0.6=3917mm2由S=πR2得R==35.3mm那么D=70.6mm由課本"液壓與氣壓傳動"查表4-2得直徑為80mm2.手臂右腔流量，公式得：Qmax=sv=250×π×402=1256000.65mm3/s=1256ml/s2.4手臂升降機構(gòu)設(shè)計手臂執(zhí)行機械手動作，實現(xiàn)機械手功能，通過升降機構(gòu)可以實現(xiàn)機械手整體的上升與下降，聯(lián)接手爪可以實現(xiàn)貨物的上升與下降。由于手臂重量較大，因此，升降需要導(dǎo)向和支撐部件來實現(xiàn)功能。手臂的升降速度小于70mm/s，行程為300mm，符號為Z手臂回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計與校核手臂升降機構(gòu)如圖2.6圖2.6手臂升降機構(gòu)工作原理：當液壓油從下端油口輸入時，升降液壓缸將做上升運動，液壓油從上端油口回油；當液壓油從上端油口進油時，液壓缸做下降運動，液壓油從下端油口回油2.4.1尺寸設(shè)計氣缸長度設(shè)計為,氣缸徑為,半徑R=105mm,軸徑半徑,氣缸運行角速度=，加速度時間0.5s,壓強,那么力矩：2.4.2尺寸校核測定參與手臂轉(zhuǎn)動的部件的質(zhì)量,分析部件的質(zhì)量分布情況，質(zhì)量密度等效分布在一個半徑的圓盤上，那么轉(zhuǎn)動慣量：〔〕考慮軸承，油封之間的摩擦力，設(shè)定摩擦系數(shù),總驅(qū)動力矩設(shè)計尺寸滿足使用要求。2.5手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計本課題手臂具有回轉(zhuǎn)這一個自由度，可采用具有一個活動度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動的手臂構(gòu)造。要求：回轉(zhuǎn)0——210o角速度W小于90o/s以最大負荷計算：當工件裝夾在手爪上，伸縮手臂處于最大長度時，采用估算法，總重為100Kg，伸縮液壓缸伸出總長度L=800mm。圖2.7手臂回轉(zhuǎn)機構(gòu)回轉(zhuǎn)液壓缸的工作原理：改回轉(zhuǎn)液壓缸為，軸不轉(zhuǎn)動，缸桶轉(zhuǎn)動。軸當液壓油從B側(cè)進入時，回轉(zhuǎn)液壓缸缸桶逆時針轉(zhuǎn)動；當液壓油從A側(cè)進入時，回轉(zhuǎn)液壓缸缸桶順時針轉(zhuǎn)動本課題手臂具有回轉(zhuǎn)這一個自由度，可采用具有一個活動度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動的手臂構(gòu)造。要求：回轉(zhuǎn)0——210o角速度W小于90o/s以最大負荷計算：當工件裝夾在手爪上，伸縮手臂處于最大長度時，采用估算法，總重為100Kg，伸縮液壓缸伸出總長度L=800mm。2.5.1計算扭矩M1設(shè)重力集中于離手指中心250mm處，假設(shè)所夾的重物的重力為F，即扭矩M2為：M2=F×S=1000×0.25=250〔N·M〕由于有油缸配件、擺動缸的摩擦力矩的存在，暫且在計算力矩的根底上乘以系數(shù)φ=1.2那么M總=φM2=250×1.2=300〔N·M〕由公式T=P×b〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕×106/8其中：b—葉片密度，這里取b=3cm；ΦA(chǔ)1—擺動缸徑,這里取ΦA(chǔ)1=15cm；Φmm—轉(zhuǎn)軸直徑,這里取Φmm=6cm。所以代入公式P=8T/b〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕×106=8×300/0.03×〔0.152-0.062〕×106=4.23Mpa由W=8Q/〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕b所以Q=W〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕b/8=〔π/4〕〔0.152-0.062〕×0.03/8=0.56×10-4m3/s=56ml/s2.5.2機構(gòu)工作參數(shù)總結(jié)：手部抓緊直徑70mm行程50mm工作壓力4.18MPa流量251.2ml/s速度50mm/s腕部回轉(zhuǎn)徑120mm轉(zhuǎn)軸直徑50mm行程0——180o〔±90o〕工作壓力2.71MPa流量35ml/s速度小于90o/s小臂伸縮徑80mm行程400mm工作壓力0.6MPa流量1256ml/s速度小于250m/s手臂升降徑100mm行程300mm工作壓力0.6MPa速度小于70mm/s流量549.5ml手臂回轉(zhuǎn)徑150mm轉(zhuǎn)軸直徑60mm行程0——210o工作壓力4.23MPa流量56ml/s速度小于90o/s2.6液壓泵的初選擇1.根據(jù)小節(jié)2.5.2中計算所得參數(shù)可知所需液壓最高壓力P=4.23Mpa所需液壓最大流量Q=1256ml/s選取CB-D型液壓泵〔齒輪泵〕此泵工作壓力為10Mpa，轉(zhuǎn)速為1800r/min，工作流量Q在32—70ml/r之間，即900mm/s——2100mm/s，可以滿足需要。2.驗算腕部擺動缸：T=Pb〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕ηm×106/8W=8θηv/〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕b式中：ηm—機械效率?。?.85～0.9ηv—容積效率?。?.7～0.95所以代入公式得：T=2.71×0.03×〔0.122-0.052〕×0.85×106/8=102.8〔N·M〕T<M=121〔N·M〕代入公式得：Wmax=〔8×35×10-6〕×0.85/〔0.122-0.052〕×0.03=0.667rad/sW<π/2≈1.57rad/s因此，取腕部回轉(zhuǎn)油缸工作壓力P=3Mpa流量Q=40ml/s3.驗算手臂回轉(zhuǎn)擺動缸：T=Pb〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕ηm×106/8W=8θηv/〔ΦA(chǔ)12-Φmm2〕b式中：ηm—機械效率?。?.85～0.9ηv—容積效率?。?.7～0.95所以代入公式得：T=4.23×0.03×〔0.152-0.062〕×0.85×106/8=254.8〔N·M〕T<M總=300〔N·M〕代入公式得：Wmax=〔8×56×10-6〕×0.85/〔0.152-0.062〕×0.03=0.672rad/sW<π/2≈1.57rad/s因此，取腕部回轉(zhuǎn)油缸工作壓力P=5Mpa流量Q=60ml/s圓整其他缸的數(shù)值：手部抓取缸工作壓力PⅠ=4.5Mpa流量QⅠ=300ml/s小臂伸縮缸工作壓力PⅠ=0.6Mpa流量QⅠ=1300ml/s手臂升降缸工作壓力PⅠ=0.6Mpa流量QⅠ=600ml/s4.確定電機規(guī)格：通過對液壓泵的型號確實定，液壓泵選取CB-D型液壓泵，額定壓力P=10Mpa，工作流量在32～70ml/r之間。選取1500ml/s〔90L/min〕為額定流量的泵因此：傳動功率功率=壓力×流量/〔60×效率〕N=P×Q/η式中：η=0.8〔經(jīng)歷值〕所以代入公式得：N=10×90/〔60×0.8〕=18.75KW選取380V交流異步電動機的額定功率20KW，轉(zhuǎn)速為2940r/min。第三章搬運機械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計經(jīng)過比擬分析以及工業(yè)上的應(yīng)用，驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計采用液壓驅(qū)動裝置3.1手部抓取缸圖3.1鉗式手爪缸液壓原理圖泵的供油壓力P取10Mpa，流量Q取系統(tǒng)所需最大流量即Q=1300ml/s。因此，需裝調(diào)速閥，流量定為300ml/s，工作壓力P=5Mpa。采用：YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通閥3.2腕部擺動液壓回路圖3.2腕部擺動液壓回路工作壓力P=3Mpa流量Q=40ml/s采用：2FRM5-20/102調(diào)速閥34E1-10B三位四通換向閥YF-B10B溢流閥3.3手臂伸縮液壓缸回路圖3.3手臂伸縮液壓缸回路工作壓力P=0.6Mpa流量Q=1300ml/s采用：YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B三位四通閥圖3.3手臂伸縮液壓缸回路3.4手臂升降液壓缸回路圖3.4手臂升降液壓缸回路工作壓力P=0.6Mpa流量Q=600ml/s采用：YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B三位四通閥3.5手臂回轉(zhuǎn)擺動缸回路圖3.5手臂回轉(zhuǎn)擺動缸回路工作壓力P=4.23MPa流量Q=56ml/s采用：2FRM5-20/102調(diào)速閥34E1-10B三位四通換向閥YF-B10B溢流閥3.6總體系統(tǒng)圖圖3.6總體系統(tǒng)圖工作過程小臂伸長→手部抓緊→腕部回轉(zhuǎn)→小臂回轉(zhuǎn)→小臂收縮→手部放松電磁鐵動作順序如表3.1表3.1電磁鐵動作順序表元件動作YA1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8小臂伸長－+－+-+-+手部抓緊+－+-+-+-腕部回轉(zhuǎn)+－+-+小臂收縮++-+-手部放松－++-+第四章搬運機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計控制系統(tǒng)是機械手的重要組成局部。根據(jù)本課題的要求采用PLC控制方式，機械手的手部、腕部、臂部等的動作以及相關(guān)機械的協(xié)調(diào)動作都是通過PLC的控制來實現(xiàn)的。主要控制容有動作的順序，動作的位置與路徑、動作的時間。4.1機械手的模擬工作過程圖4.1機械手的工作過程由于控制點數(shù)比擬少，因此我們選擇使用小型PLC來控制，通過對經(jīng)濟效益的比擬，我們采用三菱PLC，采用FX2N-40MR1輸入輸出點數(shù)的分配表4.1輸入和輸出點的分配名稱代號輸入名稱代號輸入名稱代號輸出啟動SB1X000夾緊SB5X010電磁閥下降YV1Y000下限行程SQ1X001放松SB6X011電磁閥夾緊YV2Y001上限行程SQ2X002單步上升SB7X012電磁閥上升YV3Y002右限行程SQ3X003單步下降SB8X013電磁閥右行YV4Y003左限行程SQ4X004單步左移SB9X014電磁閥左行YV5Y004停頓SB2X005單步右移SB10X015原點指示ELY005手動操作SB3X006回原點SB11X016連續(xù)操作SB4X007工件檢測SQ5X0172.輸入和輸出點原理接線圖輸入和輸出點原理接線圖如圖4.2所示。圖4.2原理接線圖4.2機械手的操作原理操作原理圖如4.3所示。圖4.3自動操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖4.3機械手傳送系統(tǒng)梯形圖回原位程序和自動操作程序。是用步進順控方式編程。在各步進順控末行，都以RET完畢本步進順控程序塊。但兩者又有不同?；卦怀绦虿荒茏詣?/p>