气动机械手毕业设计论文费下载(4)

空心杆

活塞杆横截面惯性矩

实心杆 空心杆

空心活塞杆内径直径（m）； 活塞杆截面积 实心杆 空心杆 系数

材料弹性模量 对钢取

材料强度实验值 对钢取

系数 对钢取a=1/5000 3.1.2 平衡装置 在本设计中

为了使手臂的两端能够尽量接近重力矩平衡状态 减少手抓一侧重力矩对性能的影响 故在手臂伸缩气缸一侧加装平衡装置 装置内加放砝码

砝码块的质量根据抓取物体的重量和气缸的运行参数视具体情况加以调节 务求使两端尽量接近平衡

3.2手腕回转气缸的尺寸设计与校核 3.2.1 尺寸设计

此部分选用单片叶片式摆动气马达需设计其叶片内直径与叶片轴直径计算公式如下： T=（R2-r2）bpn/8 叶片宽度设计为b=9mm 气缸内径为D1=53mm 轴径D2=13mm

叶片数n=1

则理论驱动力矩 ：T=（D12-D22）bpn/8 =12.276N.M 3.2.2 尺寸校核

1．测定参与手臂转动的部件的质量m1=2kg 分析部件的质量分布情况

质量密度等效分布在一个半径r=53mm的圆盘上

那么转动惯量：

=2×0.053×0.053/2 =0.03（）

=0.03×(180/1)=5.4 N.M 考虑轴承

油封之间的摩擦力 设定摩擦系数

=0.2×5.4=1.08 N.M 总驱动力矩

=5.4+1.08=6.48 N.M T>M

设计尺寸满足使用要求

第四章 气动系统设计

4．1 气压传动系统工作原理图

图4-1为该机械手的气压传动系统工作原理图

它的气源是由空气压缩机（排气压力大于0.4-0.6MPa）通过快换接头进入储气罐 经分水过滤器、调压阀、油雾器 进入各并联气路上的电磁阀 以控制气缸和手部动作

图4-1 机械手气压传动原理图

各执行机构调速

凡是能采用排气口节流方式的

都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速 这种方法的特点是结构简单 效果尚好

如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀 可以加快启动速度 也可调节全程上的速度

升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂上升速度 由于手臂可自重下降

其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成 气液传送器气缸侧的排气节流

可用来调整回转液压缓冲器的背压大小

为简化气路 减少电磁阀的数量

各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器

这样可以省去电磁阀和切换调节阀或行程节流阀的气路阻尼元件

电磁阀的通径

是根据各工作气缸的尺寸、行程、速度计算出所需压缩空气流量 与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的

第五章 机械手的PLC控制设计 考虑到机械手的通用性 同时使用点位控制

因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制.当机械手的动作流程改变时

只需改变PLC程序即可实现 非常方便快捷

5.1可编程序控器的简介 在60年代

汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的 当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装 随着生产的发展

汽车型号更新的周期愈来愈短 这样

继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装 十分费时 费工 费料

甚至阻碍了更新周期的缩短 为了改变这一现状

美国通用汽车公司在1969年公开招标 要求用新的控制装置取代继电器控制装置 并提出了十项招标指标 即

1. 编程方便

现场可修改程序；2. 维修方便 采用模块化结构；

3. 可靠性高于继电器控制装置；4. 体积小于继电器控制装置； 5. 数据可直接送入管理计算机；6. 成本可与继电器控制装置竞争； 7. 输入可以是交流115V； 8. 输出为交流115V 2A以上

能直接驱动电磁阀 接触器等；

9. 在扩展时

原系统只要很小变更；

10. 用户程序存储器容量至少能扩展到4K

1969年

美国数字设备公司(DEC) 研制出第一台PLC 在美国通用汽车自动装配线上试用 获得了成功

这种新型的工业控制装置以其简单易懂 操作方便 可靠性高 通用灵活 体积小

使用寿命长等一系列优点

很快地在美国其他工业领域推广应用 到1971年

已经成功地应用于食品 饮料 冶金

造纸等工业

这一新型工业控制装置的出现 也受到了世界其他国家的高度重视 1971年

日本从美国引进了这项新技术 很快研制出了日本第一台PLC 1973年

西欧国家也研制出它们的第一台PLC 我国从1974年开始研制 于1977年开始工业应用

5.2 PLC的结构 种类和分类

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机 其硬件结构基本上与微型计算机相同 如图所示：

图5-1

（一）中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢

它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态 并能诊断用户程序中的语法错误

（二） 存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器

存放应用软件的存储器称为用户程序存储器

PLC常用的存储器类型：

(1) RAM (Random Assess Memory) 这是一种读/写存储器(随机存储器) 其存取速度最快 由锂电池支持

(2) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory) 这是一种可擦除的只读存储器 在断电情况下

存储器内的所有内容保持不变