沖壓鋼板搬運機械手設計,沖壓,鋼板,搬運,機械手,設計 畢業(yè)實踐小結 實踐小結㈠ 不知不覺，在蘇寧電器已經(jīng)實習一個星期了。 剛從學校走入社會的我有一顆不安靜的心，而從事工作后，我最大的體會就是個人的發(fā)展和能力的進步不僅需要高超的技能，更需要對工作的忠誠和以工作為中心的職業(yè)精神，即做事能沉得下心。這主要體現(xiàn)在日常工作的許多小事上，從細節(jié)處入手。雖然工作很累，但是我知道這是每個人的必經(jīng)之路，沒有汗水哪有收獲，我在這一個星期的實習中學到了很多在課堂上根本就學不到的知識,受益非淺。 同時，我也領悟到學生和社會工作者的區(qū)別。工作說不辛苦那是假的，參加工作后讓我進一步領悟到生活中的本質東西，即你要成功，你想得到你所希望的狀態(tài)，首先你必須付出12分的努力。實習以后，我們才真正體會父母掙錢的來之不易，而且開始有意識地培養(yǎng)自己的理財能力。 作為一個大學生沒有社會經(jīng)驗的人是不完整的，因此我必須緊密地和社會聯(lián)系在一起，和它成為一個整體。 在實習的一個星期里，我被分到空調柜，當時人事部沒有給我分配具體的任務，只是幫忙空調柜的員工做一些事，可以說我既是促銷員又是打單員，對于剛接觸這兩項工作的我，覺得毫無頭緒，商品的價格我知之甚少，不是和顧客交談時無話可說，就是打錯單，后來還要麻煩督導幫我去客服改單?，F(xiàn)在我才發(fā)現(xiàn)在學校學得東西太少，根本不能適用社會。如果沒有正式員工的幫助我根本不可能順利的度過這七天，遇到不懂的我會虛心向他們請教，他們也會耐心得幫助我。 通過工作，我明白了很多，比如我懂得如何去和同伴團結在一起，挖掘每個人的優(yōu)勢，發(fā)揚團隊精神，高質量地完成任務。要知道一個人的力量是弱小的，集體的力量是強大的。換句話說，積水成河，積沙成丘。同樣在工作中我們也必須盡可能的幫助我們團隊里的成員，一旦某個成員遇上了困難，我們應該毫不猶豫的去幫助他，使他感到集體的溫暖。這時他就會有這樣的想法：因為我的團體好溫暖，定要好好努力。假如集體中的某一成員在那邊努力的工作，那么其他集體的成員也會受到感染。 機電50532 孫啟亮 2008.5.4 實踐小結㈡ 轉眼已經(jīng)實習了兩個多星期，曾懷念睡覺睡到自然醒的生活。但是現(xiàn)在蘇寧電器緊張有序的實習生活讓我一改從前自由散漫的作風，自覺融入到這個優(yōu)良的工作環(huán)境中去。生活節(jié)奏變得規(guī)律，每天準時上下班，上學時候的散漫、輕松的日子一去不復返。 一顆浮躁的心歸于平靜，但不缺乏激情。今天，除了要加強自己的理論素質和專業(yè)水平外，更應該加強自己的業(yè)務技能水平，這樣我們以后才能在工作中得心應手，更好的為廣大客戶提供方便、快捷、準確的服務。 在大學里學的不僅是知識，更是一種叫做自學的能力”。參加實習后才能深刻體會這句話的含義。除了英語和計算機操作外，課本上學的理論知識用到的很少。在這個信息爆炸的時代，知識更新太快，靠原有的一點知識肯定是不行的。我們要在以后的工作中要勤于動手慢慢琢磨，不斷學習不斷積累。遇到不懂的地方，自己要虛心請教他人，并做好筆記認真理解分析。沒有自學能力的人遲早要被社會所淘汰！我深知這一點的重要性，所以只要是我不懂的，我一定會問別人或自學。比如，打單這項工作很容易出錯，即使你的計算機水平很高，也不能保證你可以準確無誤的打好一個單。所以只要有人在打單我就會跟著學，很快我就掌握了打單的方法。 我最欣賞把撒哈拉沙漠變成人們心中綠洲的三毛，也最欣賞她一句話：即使不成功，也不至于成為空白。成功女神并不垂青所有的人，但所有參與、嘗試過的人，即使沒有成功，他們的世界也不是一份平淡，不是一片空白。實習的工作是忙碌的，也是充實的。生活的空間,須借清理挪減而留出，心靈的空間，則經(jīng)思考領悟而擴展。當我轉身面向陽光時，我發(fā)現(xiàn)自己不再陷身在陰影里。我開始學著從看似機械重復的實習工作中尋找快樂，我快樂實習工作著，游刃有余。 我們要在以后的工作中要勤于動手慢慢琢磨，不斷學習不斷積累。遇到不懂的地方，自己要虛心請教他人，并做好筆記認真的去理解分析。沒有自學能力的人遲早要被社會所淘汰！ 機電50532 孫啟亮 2008.5.11 實踐小結㈢ 　 實習是每一個大學畢業(yè)生必須擁有的一段經(jīng)歷，他使我們在實踐中了解社會，讓我們學到了很多在課堂上根本就學不到的知識,也打開了視野，長了見識，為我們以后進一步走向社會打下堅實的基礎，實習是我們把學到的理論知識應用在實踐中的一次嘗試。 在這個信息爆炸的時代，知識更新太快，靠原有的一點知識肯定是不行的。我們必須在工作中勤于動手慢慢琢磨，不斷學習不斷積累。遇到不懂的地方，自己先想方設法解決，實在不行可以虛心請教他人，而沒有自學能力的人遲早要被企業(yè)和社會所淘汰。 實習這幾個月期間，我拓寬了視野，增長了見識，體驗到社會競爭的殘酷，而更多的是希望自己在工作中積累各方面的經(jīng)驗，為將來自己走創(chuàng)業(yè)之路做準備。經(jīng)過這一階段的實習我明白，要想做好一件工作是很難的，在學校里那種得過且過的做法是不行的，就拿銷售員來說，他們都是有規(guī)定的，每天必賣出多少商品，如果不能達到限額就會扣工資。我覺得成為一個好的銷售員，需要具備各方面的素質，首先他要對自己的產(chǎn)品了如指掌，否則，他沒辦法說服顧客購買自己的產(chǎn)品，比如空調，你就必須知道它的構造，優(yōu)點。然后就要學會傾聽，傾聽顧客的心聲，盡量滿足顧客的要求。。而事實上所有的業(yè)務并不是一次就能交易成功的，他們必須具備堅忍不拔的個性，遭遇挫折時絕不能就此放棄，犯錯遭領導責罵時不能賭氣就辭職。 銷售員的一天應該從清晨睜開第一眼開始，每天早上我都會從自己定的歡快激進的鬧鈴聲中醒來，然后以精神充沛、快樂的心態(tài)迎接一天的工作。我沒有豐富的銷售經(jīng)驗，相貌平平、口才也一般，但我不會氣餒，我對自己說，如果我沒有別人形象好，那么我和別人比樸實；如果我沒有別人口才好，那么我和別人比穩(wěn)重；如果我沒有別人經(jīng)驗多，那么我和別人比誠信；如果我沒有別人單子多，那么我和別人比服務。總有一樣，我不會輸，總有一天我會受到客戶的認可，我相信我能做到很好，因為我在努力。 機電50532 孫啟亮 2008.5.18 實踐小結㈣ 轉眼間，我們都快畢業(yè)了，同學們都在為自己的實習到處奔波，我也不例外。以前，我總是盼望早點到社會參加工作，因為我總覺得工作是一件很容易的事?？墒钱斘译x開校園，真的進入社會實習后，才真正體驗到工作，并不是想象中的那樣,它又苦又累，可不是一件容易的事。因為，從學校到社會的大環(huán)境的轉變，從教錢學習到收工資做事的地位轉變，身邊接觸的人也完全換了角色，老師變成老板，同學變成同事，相處之道完全不同，在這巨大的轉變中，我們可能彷徨，迷茫，無法馬上適應新的環(huán)境。 如愿以償,我找到一份辦公室文員的工作。雖然這不是第一個實習工作,但這是第一次正式與社會接軌踏上工作崗位，開始與以往完全不一樣的生活。每天在規(guī)定的時間上下班，上班期間要認真準時地完成自己的工作任務。我擔任職位，平時的工作只是打打電話處理文件，為其他工作人員做做后勤，幾乎沒用上自己所學的專業(yè)知識。但是我喜歡這樣的工作,這可能與我的性格有關,所以我下定決心一定要好好完成每一份工作. 第一次踏入那辦公室，除了車間，辦公室里并不多人，只有會計、出納、人事、行政五六個人。工作的第一天，和我的上司交談幾句，然后交待好我的工作以后她就開始埋頭工作。雖然一天只工作8個小時，但第一天我覺得過得很漫長，在一個陌生的環(huán)境里，我一邊工作，一邊仔細觀察，因為怕生，我很少主動與其他職員說話，而與我那位“老師”交談的時候也很害羞。晚上我難以入睡，我發(fā)現(xiàn)這位和我年紀相仿的“老師”在工作效率、反應速度都比我強很多，而我卻只能協(xié)助她做一些基本的事情，我還深深體會到，在辦公室中，很多時候同事不會象同學一樣對你噓寒問暖。但總的來說，第一天的工作體驗，讓我知道接下來的日子應該要怎么工作，應該如何改變與人相處的態(tài)度。我相信，只要我認真學習，好好把握，做好每一件事，實習肯定會有成績的。 在這個崗位上,我知道的甚少，還需要我不斷的努力。接下來的時間里我要不斷的努力，爭取在這個崗位上做出貢獻。 機電50532 孫啟亮 2008.5.25 實踐小結㈤ 很快兩個星期過去了，在這段日子里，我最常做的工作是接聽電話、文件處理、接待客人。 一開始聽到要我主要負責接聽和打電話的時候，我還高興了好一陣子，因為我認為這件工作很簡單，平時我們不是經(jīng)常做這樣一件事嗎？但是真的要做的時候，卻不是一件容易的事了。也許是因為自己總是認為對方比自己年紀、職位都要高，所以覺得有一種謙卑的感覺，說話的底氣不足。因此后來帶我的那位文員先讓我觀察她是怎么與客戶交談的。在觀察她工作后，我突然很佩服她的勇氣，她與客戶談話的時候神情自如，說話自信。我終于知道自己的不足，我不敢主動開口，沒有把自己溶入職位里去，沒有進入工作狀態(tài)，也太過看謙卑了，在工作崗位上，每個人都是平等的。 在接下的工作中，我鼓足勇氣，充滿自信，當然也以禮對人。雖然還是會緊張，但比起之前，我已經(jīng)有了很大的進步。有一次，出納要我打電話給一位客戶，問他的貨款什么時候還?！白窋?shù)”這個事情我還是第一次要做呢，而且一直以來都覺得“追數(shù)”很難為情。但是，我的心情既激動又緊張。激動的是，鍛煉自己的機會終于來了，緊張的是，害怕自己會出差錯，這樣會令客戶不滿意和不開心。終于我拿起電話——“喂，您好！麻煩轉你們的銷售經(jīng)理?！薄拔梗?！”“喂，您好！是陳經(jīng)理是嗎？是這樣的，你們上次的貨款今天到期要付了，之前你們說上午過來，因為現(xiàn)在快要下班了，怕陳經(jīng)理派了人過來后我們都不在，那樣不太好！”“哦，不好意思的，是這樣的，我們已經(jīng)派了人到你們廠的了，不過可能要下午才到?！薄芭?，那好的，我會告訴我們出納下午等你們的了，那又打擾陳經(jīng)理您了……”放下了電話，我那緊張的神經(jīng)頓時得到舒緩，而且還覺得很高興，雖然沒有那些業(yè)務員那些可以隨口成篇，可以隨時跟客戶聊得無所不談，但我覺得自己還是踏上了成功的階梯。 雖然在工作上我以慢慢熟悉，但還有的地方我不能獨立完成，我還要不斷學習。像如何處理人際關系，一些問題的解決。希望經(jīng)過我的努力，能夠把工作完成的更好，由剛出校園的青澀逐漸走向成熟。 機電50532 孫啟亮 2008.6.8 實踐小結㈥ 常言道：工作一兩年勝過讀書十多年。將近一個月的實習時間雖然不長，但是我從中學到了很多知識，關于做人，做事，做學問，對我來說都是受益非淺。在大學里學到的東西只是一種工具，我們要利用這個工具來處理一系列的問題。我們剛踏出校園，沒有工作經(jīng)驗，所以我們就更應該嚴肅地對待工作，虛心的向別人請教。另外，自信對于一個應屆生來說非常重要。 首先，自學能力很重要?！霸诖髮W里學的不是知識，而是一種叫做自學的能力”。參加工作后才能深刻體會這句話的含義。我擔任的是文員一職，平時在工作只是打打電話處理文件，完全沒用上自己所學的專業(yè)知識。但在學習過程中，我們專業(yè)也沒有教我們如何做好辦公室文職的工作。所以在整個實習過程中，都需要自己一邊工作一邊學習，靠自己的自覺能力和領悟能力完成好每一樣工作。 其次，要嚴肅認真地工作。以前在學校，上課的時候也許可以不請假而不去上課老師也不會發(fā)現(xiàn)，上課的時候也許可以不聽課甚至睡覺。在這里，可不能這樣，因為，這里是公司，是工作的地方，是絕對不允許發(fā)生這樣的事情的。工作，來不得半點馬虎，同時也不能高傲自滿，覺得自己是一個大學生，做一個文員太大材小用了，其實每一個職位，只要自己做好了，領導是會看到你的成績的。于是，我意識到：自己絕不能再像以前那樣，要學會像這里的同事一樣嚴肅、認真、努力地工作。 再次，要虛心，要以禮待人。不要認為自己比別人的學歷高，便不虛心請教，其實經(jīng)驗和學歷同等重要，只有虛心的請教、學習，還能使自己更快的進步。在辦公室中，存在著各種形形色色的人，每個人的性格都不相同，但是我們不需要去附和任何人，只要我們以禮待人，別人都會尊重你和友好對你的。 最后，要自信。不管你是職高一等的老手還是新近入行的新手，都應絕對擯棄不平等的關系，心存自大或心存自卑都是同事間相處和工作的大忌。 機電50532 孫啟亮 2008.6.15 實踐小結㈦ 文員工作是我職業(yè)生涯的一個起點，我對此也十分珍惜，盡最大努力去適應這一崗位。通過幾個星期的不斷學習，以及同事、領導的幫助，我很快融入到了這個大家庭中，個人的工作技能也有了明顯的提高，雖然工作中還存在這樣那樣的不足之處，但應該說這一段時間付出了不少，也收獲了很多，我自己感到成長了，也逐漸成熟了。 ?一、以踏實的工作態(tài)度，適應工作特點 每天除了本職工作外，還經(jīng)常有計劃之外的事情需要臨時處理，而且通常比較緊急，讓我不得不放心手頭的工作先去解決，因此這些臨時性的事務占用了很多工作時間，經(jīng)常是忙忙碌碌的一天下來，原本計劃要完成的卻沒有做。但手頭的工作也不能耽誤，今天欠了帳，明天還會有其他工作要去處理，因此盡我最大的能力去做好本職工作。 二、盡心盡責，做好本職工作 1.做好網(wǎng)絡以及計算機維護工作，我們單位的計算機有些比較陳舊，配置低，而且硬件也老化了，問題也會出現(xiàn)的頻繁，有些硬件或者軟件出問題需要很多時間去檢測，才能對癥維修。 2.做好文檔打印及復印工作，這項工作不是每天都固定有文件要打，有文件要復印的，一般來說都是各科室辦事員需要打印合同以及報表之類的文檔，或者批量復印報表等等，都是臨時性的工作，有時候因為復印機故障沒有能及時完成復印事項，也只有第二天解決。 3.負責辦理各類文件的收發(fā)、登記、閱簽、清退、整理、歸檔、保密工作，管理好上級下發(fā)文件以及公司內部文件的目錄以及存檔工作，到年底做好各類文檔的歸檔工作。 4.負責辦公室的日常管理工作，負責受理投訴和來訪接待、收發(fā)傳真、考勤登記、接聽電話等工作 5.完成報刊雜志的發(fā)放以及訂閱工作。 6.做好公司重要信件的收發(fā)工作，信件一般都采用EMS和掛號進行發(fā)出，一般是貨運票據(jù)都采用EMS快遞寄出。 7.每個季度的辦公用品費用統(tǒng)計以及紙張使用統(tǒng)計。 雖取得了一定的成績，但離公司和自己的要求還很遠，我將更加努力學習，拓展知識面，不斷提高工作能力和綜合素養(yǎng)。 機電50532 孫啟亮 2008.6.22 實踐小結㈧ 回顧這幾個星期以來的工作，我在公司領導及各位同事的支持與幫助下，嚴格要求自己，按照公司的要求，較好地完成了自己的本職工作。 通過系統(tǒng)的學習與工作，工作模式上有了新的突破，工作方式有了較大的改變， 一、辦公室的日常管理工作 辦公室對我來說是一個全新的工作領域。作為辦公室的文員，自己清醒地認識到，辦公室是總經(jīng)理直接領導下的綜合管理機構，是承上啟下、溝通內外、協(xié)調左右、聯(lián)系四面八方的樞紐，推動各項工作朝著既定目標前進的中心。辦公室的工作千頭萬緒，在文件起草、提供調研資料方面都要為決策提供一些有益的資料，數(shù)據(jù)。有文書處理、檔案管理、文件批轉、會議安排、迎來送往及用車管理等。我面對繁雜瑣碎的事務性工作，自我強化工作意識，注意加快工作節(jié)奏，提高工作效率，冷靜處理各項事務，力求周全、準確、適度，避免疏漏和差錯。 在工作中難免會有磕磕碰碰的事情發(fā)生，在做本職工作中難免會遇到臨時任務下發(fā)，工作任務緊等因素導致未處理事項。每日重復單調繁瑣的工作，時間久了容易厭倦。象我就是每天就是坐著對著電腦打打字，顯得枯燥乏味。但是工作簡單也不能馬虎，你一個小小的錯誤可能會給公司帶來巨大的麻煩或損失，還是得認真完成。而象同公司的網(wǎng)絡推廣員每天得打電話，口干舌燥先不說，還要受氣，忍受一些電話接聽者不友好的語氣有些甚至說要投訴。如果哪家公司有意向的還得到處奔波去商談。而事實上所有的業(yè)務并不是一次就能交易成功的，他們必須具備堅忍不拔的個性，遭遇挫折時絕不能就此放棄，犯錯遭領導責罵時不能賭氣就辭職。踏上社會，我們與形形色色的人打交道。由于存在著利益關系，又工作繁忙，很多時候同事不會象同學一樣對你噓寒問暖。而有些同事表面笑臉相迎，背地里卻勾心斗角不擇手段，踩著別人的肩膀不斷地往上爬，因此剛出校門的我們很多時候無法適應。 實習這兩個月期間，我拓寬了視野，增長了見識，體驗到社會競爭的殘酷，而更多的是希望自己在工作中積累各方面的經(jīng)驗，更好地服務社會。 機電50532 孫啟亮 2008.6.29 9 沖壓鋼板搬運機械手設計 摘要 本文簡要介紹了工業(yè)機器人的概念，機械手硬件和軟件的組成，即PLC控制的氣動機械手的系統(tǒng)工作原理，機械手各個部件的整體尺寸設計，氣動技術的特點，PLC控制的特點。本文對機械手進行總體方案設計，確定了機械手的坐標形式和自由度，確定了機械手的技術參數(shù)。同時，設計了機械手的夾持式手部結構，設計了機械手的手腕結構，計算出了手腕轉動時所需的驅動力矩和回轉氣缸的驅動力矩。設計了機械手的手臂結構。設計出了機械手的氣動系統(tǒng)，繪制了機械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖，大大提高了繪圖效率和圖紙質量。利用可編程序控制器對機械手進行控制，選取了合適的PLC型號，根據(jù)機械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，畫出了機械手的工作時序圖，并繪制了可編程序控制器的控制程序。 關鍵詞： 工業(yè)機器人 機械手 氣動 可編程序控制器（PLC） Abstract At first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the Eller. Dairy information of the development briefly. What’s more, the paper accounts for the background and the primary mission of the topic. The paper introduces the function, composing and classification of the manipulator, tells out the free-degree and the form of coordinate. At the same time, the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator,The paper designs the structure of the hand and the equipment of the drive of the manipulator. This paper designs the structure of the wrist, computes the needed moment of the drive when the wrist wheels and the moment of the drive of the pump.The paper designs the structure of the arm.The paper designs the system of air pressure drive and draws the work principle chart, the manipulator uses PLC to control. The paper institutes two control schemes of PLC according to the work flow of the manipulator. The paper draws out the work time sequence chart and the trapezium chart. What’s more, the paper workout the control program of the PLC, KEY WORDS: industrial robot manipulator pump air pressure drive PLC 目 錄 第一章 引言 1.1機械手概述............................................... ..............1　 1.2氣動機械手的設計要求．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．2 1.3機械手的系統(tǒng)工作原理及組成.....................................．.......2 第二章 機械手的整體設計方案 2.1機械手的座標型式與自由度 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．6 2.2機械手的手部結構方案設計 ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.3機械手的手腕結構方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.4機械手的手臂結構方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.5機械手的驅動方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．7 2.6機械手的控制方案設計．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 2.7機械手的主要技術參數(shù)．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 第三章 手部結構設計 3.1夾持式手部結構．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．10 3.1.1手指的形狀和分類 3.1.2設計時考慮的幾個問題 3.1.3手部夾緊氣缸的設計 第四章 手腕結構設計 4.1手腕的自由度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 4.2手腕的驅動力矩的計算．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．14 4.2.1手腕轉動時所需的驅動力矩 4.2.2回轉氣缸的驅動力矩計算 4.2.3回轉氣缸的驅動力矩計算校核 第五章 手臂伸縮，升降，回轉氣缸的設計與校核 5.1手臂伸縮部分尺寸設計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．20 5.1.1尺寸設計 5.1.2尺寸校核 5 .1 .3導向裝置 5 .1 .4平衡裝置 5.2手臂升降部分尺寸設計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．21 5.2.1尺寸設計 5.2.2尺寸校核 5.3手臂回轉部分尺寸設計與校核．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．23 5.3.1尺寸設計 5.3.2尺寸校核 第六章 氣動系統(tǒng)設計 6.1氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖及元器件的選擇．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．25 第七章 機械手的PLC控制系統(tǒng)設計 7.1可編程序控制器的選擇及工作過程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．26 7.1.1可編程序控制器的選擇 7.1.2可編程序控制器的工作過程 7.2可編程序控制器的使用步驟．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．27 7.3機械手可編程序控制器控制方案．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．28 7.3.1控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求 7.3.2 氣動機械手的工作流程 7.3.3 I/0分配 7.3.4梯形圖設計 第八章 結論．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．36 致謝．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．37 參考文獻．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．38 II 畢 業(yè) 設 計 任 務 書 年 3 月 3 日 畢業(yè)設計題目 沖壓鋼板搬運機械手設計 指導教師 職稱 專業(yè)名稱 班級 學生姓名 學號 設計要求 內容包括 ：1、第一章為引言； 2、第二章為本選題總體設計方面的論述； 3、從第三章起為畢業(yè)設計總體設計框架和設計過程的詳細論述； 4、倒數(shù)第二章為畢業(yè)設計的結果和討論； 5、最后一章為展望與總結。 完成畢業(yè)課題的計劃安排 序號 內容 時間安排 1 外文資料翻譯 2 搜集課題相關資料 3 完成畢業(yè)設計說明書 4 預審，修改 5 答辯 答辯提交資料 外文資料翻譯，畢業(yè)設計說明書 計劃答辯時間 年 3 月 3日 第一章 引 言 1.1 工業(yè)機械手概述 工業(yè)機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平，可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質量、實現(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，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用。機械手的結構形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅動執(zhí)行機構運動的機械手。其主要特點是:介質李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結構簡單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結構大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。 氣動技術有以下優(yōu)點: (1)介質提取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設置回收管道和容器:介質清潔，管道不易堵存在介質變質及補充的問題. (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一)，空氣便于集中供應和遠距離輸送。外泄漏不會像液壓傳動那樣，造成壓力明顯降低和嚴重污染。 (3)動作迅速，反應靈敏。氣動系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動系統(tǒng)也能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。 (4)能源可儲存。壓縮空氣可存貯在儲氣罐中，因此，發(fā)生突然斷電等情況時，機器及其工藝流程不致突然中斷。 (5)工作環(huán)境適應性好。在易燃、易爆、多塵埃、強磁、強輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。 (6)成本低廉。由于氣動系統(tǒng)工作壓力較低，因此降低了氣動元、輔件的材質和加工精度要求，制造容易，成本較低。傳統(tǒng)觀點認為:由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動伺服系統(tǒng)中要實現(xiàn)高精度定位比較困難(尤其在高速情況下，似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動技術作為機器人中的驅動功能已有部分被工業(yè)界所接受，而且對于不太復雜的機械手，用氣動元件組成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于沖壓鋼板搬運機械手這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進展過去介紹得不夠，因此在工業(yè)自動化領域里，對氣動機械手、沖壓鋼板搬運機械手的實用性和前景存在不少疑慮。 1.2 氣動機械手的設計要求 1.2.2 課題的設計要求 本課題將要完成的主要任務如下: (1)機械手為通用機械手，因此相對于專用機械手來說，它的適用面相對較廣。 (2)選取機械手的座標型式和自由度。 (3)設計出機械手的各執(zhí)行機構，包括:手部、手腕、手臂等部件的設計。為了使通用性更強，手部設計成可更換結構，不僅可以應用于夾持式手指來抓取棒料工件，在工業(yè)需要的時候還可以用氣流負壓式吸盤來吸取板料工件。 (4)氣壓傳動系統(tǒng)的設計 本課題將設計出機械手的氣壓傳動系統(tǒng)，包括氣動元器件的選取，氣動回路的設計，并繪出氣動原理圖。 (5)機械手的控制系統(tǒng)的設計 本機械手擬采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制，本課題將要選取PLC型號，根據(jù)機械手的工作流程編制出PLC程序，并畫出梯形圖。 1.3 機械手的系統(tǒng)工作原理及組成 機械手的系統(tǒng)工作原理框圖如圖1-1所示。 控制系統(tǒng) （PLC） 位置檢測裝置 驅動系統(tǒng) （氣壓傳動） 執(zhí)行機構 立柱 手臂 手腕 手部 圖1-1機械手的系統(tǒng)工作原理框圖 機械手的工作原理：機械手主要由執(zhí)行機構、驅動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測裝置等所組成。在PLC程序控制的條件下，采用氣壓傳動方式，來實現(xiàn)執(zhí)行機構的相應部位發(fā)生規(guī)定要求的，有順序，有運動軌跡，有一定速度和時間的動作。同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。位置檢測裝置隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置. (一)執(zhí)行機構 包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設行走機構。 1、手部 即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結構。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構所構成。手指是與物件直接接觸的構件，常用的手指運動形式有回轉型和平移型。回轉型手指結構簡單，制造容易，故應用較廣泛。平移型應用較少，其原因是結構比較復雜，但平移型手指夾持圓形零件時，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結構取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位(是外廓或是內孔)和物件的重量及尺寸。而傳力機構則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務。傳力機構型式較多時常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。 2、手腕 是連接手部和手臂的部件，并可用來調整被抓取物件的方位(即姿勢) 3、手臂 手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動手指去抓取物件，并按預定要求將其搬運到指定的位置。工業(yè)機械手的手臂通常由驅動手臂運動的部件(如油缸、氣缸、齒輪齒條機構、連桿機構、螺旋機構和凸輪機構等)與驅動源(如液壓、氣壓或電機等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動。 4、立柱 立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉運動和升降(或俯仰)運動均與立柱有密切的聯(lián)系。機械手的立柱因工作需要，有時也可作橫向移動，即稱為可移式立柱。 5、機座 機座是機械手的基礎部分，機械手執(zhí)行機構的各部件和驅動系統(tǒng)均安裝于機座上，故起支撐和連接的作用。 (二)驅動系統(tǒng) 驅動系統(tǒng)是驅動工業(yè)機械手執(zhí)行機構運動的。它由動力裝置、調節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅動系統(tǒng)有液壓傳動、 氣壓傳動、機械傳動。 (三)控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。目前工業(yè)機械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機械擋塊定位)系統(tǒng)組成。該機械手采用的是PLC程序控制系統(tǒng)，它支配著機械手按規(guī)定的程序運動，并記憶人們給予機械手的指令信息(如動作順序、運動軌跡、運動速度及時間)，同時按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機構發(fā)出指令，必要時可對機械手的動作進行監(jiān)視，當動作有錯誤或發(fā)生故障時即發(fā)出報警信號。 (四)位置檢測裝置 控制機械手執(zhí)行機構的運動位置，并隨時將執(zhí)行機構的實際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設定的位置進行比較，然后通過控制系統(tǒng)進行調整，從而使執(zhí)行機構以一定的精度達到設定位置. 第二章 機械手的整體設計方案 對氣動機械手的基本要求是能快速、準確地拾-放和搬運物件，這就要求它們具有高精度、快速反應、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動定位等特性。設計氣動機械手的原則是:充分分析作業(yè)對象(工件)的作業(yè)技術要求，擬定最合理的作業(yè)工序和工藝，并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質量參數(shù)等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求;盡量選用定型的標準組件，簡化設計制造過程，兼顧通用性和專用性，并能實現(xiàn)柔性轉換和編程控制.本次設計的機械手是通用氣動上下料機械手（如圖2-1所示），是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動作程序的自動搬運或操作設備，動作強度大和操作單調頻繁的生產(chǎn)場合。它可用于操作環(huán)境惡劣的場合。 圖2-1機械手的整體機械結構 2.1 機械手的座標型式與自由度 按機械手手臂的不同運動形式及其組合情況，其座標型式可分為直角座標式、圓柱座標式、球座標式和關節(jié)式。由于本機械手在上下料時手臂具有升降、收縮及回轉運動，因此，采用圓柱座標型式。相應的機械手具有三個自由度，為了彌補升降運動行程較小的缺點，增加手臂擺動機構，從而增加一個手臂上下擺動的自由度。（如圖2-2所示） 圖2-2 機械手的運動示意圖 2.2 機械手的手部結構方案設計 為了使機械手的通用性更強，把機械手的手部結構設計成可更換結構，當工件是棒料時，使用夾持式手部;當工件是板料時，使用氣流負壓式吸盤。 2.3 機械手的手腕結構方案設計 考慮到機械手的通用性，同時由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必須設有回轉運動才可滿足工作的要求。因此，手腕設計成回轉結構，實現(xiàn)手腕回轉運動的機構為回轉氣缸。 2.4 機械手的手臂結構方案設計 按照抓取工件的要求，本機械手的手臂有三個自由度，即手臂的伸縮、左右回轉和降(或俯仰)運動。手臂的回轉和升降運動是通過立柱來實現(xiàn)的，立柱的橫向移動即為手臂的橫移。手臂的各種運動由氣缸來實現(xiàn)。 2.5 機械手的驅動方案設計 由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機械手采用氣壓傳動方式。 2.6 機械手的控制方案設計 考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制。當機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。 2.7 機械手的主要技術參數(shù) 一.機械手的最大抓重是其規(guī)格的主參數(shù)，由于是采用氣動方式驅動，因此考慮抓取的物體不應該太重，查閱相關機械手的設計參數(shù)，結合工業(yè)生產(chǎn)的實際情況，本設計設計抓取的工件質量為5公斤。 二.基本參數(shù)運動速度是機械手主要的基本參數(shù)。操作節(jié)拍對機械手速度提出了要求，設計速度過低限制了它的使用范圍。（如圖2-3所示）而影響機械手動作快慢的主要因素是手臂伸縮及回轉的速度。該機械手最大移動速度設計為。最大回轉速度設計為。平均移動速度為。平均回轉速度為。機械手動作時有啟動、停止過程的加、減速度存在，用速度一行程曲線來說明速度特性較為全面，因為平均速度與行程有關，故用平均速度表示速度的快慢更為符合速度特性。除了運動速度以外，手臂設計的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。大部分機械手設計成相當于人工坐著或站著且略有走動操作的空間。過大的伸縮行程和工作半徑，必然帶來偏重力矩增大而剛性降低。在這種情況下宜采用自動傳送裝置為好。根據(jù)統(tǒng)計和比較，該機械手手臂的伸縮行程定為600mm,最大工作半徑約為。手臂升降行程定為。定位精度也是基本參數(shù)之一。該機械手的定位精度為。 三. 用途: 用于自動輸送線的上下料。 四．設計技術參數(shù): 1、抓重 2、自由度數(shù) 4個自由度 3、座標型式 圓柱座標 4、最大工作半徑 5、手臂最大中心高 6、手臂運動參數(shù) 伸縮行程 伸縮速度 升降行程 升降速度 回轉范圍 回轉速度 7、手腕運動參數(shù) 回轉范圍 回轉速度 8、手指夾持范圍 棒料: 9、定位方式 行程開關或可調機械擋塊等 10、定位精度 11、驅動方式 氣壓傳動 12、控制方式 點位程序控制(采用PLC) 圖2-3機械手的工作范圍 第三章 手部結構設計 3.1 夾持式手部結構 夾持式手部結構由手指(或手爪)和傳力機構所組成。其傳力結構形式比較多，如滑槽杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、彈簧杠桿式等。 3.1.1手指的形狀和分類 夾持式是最常見的一種，其中常用的有兩指式、多指式和雙手雙指式:按手指夾持工件的部位又可分為內卡式(或內漲式)和外夾式兩種:按模仿人手手指的動作，手指可分為一支點回轉型，二支點回轉型和移動型(或稱直進型)，其中以二支點回轉型為基本型式。當二支點回轉型手指的兩個回轉支點的距離縮小到無窮小時，就變成了一支點回轉型手指;同理，當二支點回轉型手指的手指長度變成無窮長時，就成為移動型?；剞D型手指開閉角較小，結構簡單，制造容易，應用廣泛。移動型應用較少，其結構比較復雜龐大，當移動型手指夾持直徑變化的零件時不影響其軸心的位置，能適應不同直徑的工件。 3.1.2設計時考慮的幾個問題 (一)具有足夠的握力(即夾緊力) 在確定手指的握力時，除考慮工件重量外，還應考慮在傳送或操作過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動，以保證工件不致產(chǎn)生松動或脫落。 (二)手指間應具有一定的開閉角 兩手指張開與閉合的兩個極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。手指的開閉角應保證工件能順利進入或脫開，若夾持不同直徑的工件，應按最大直徑的工件考慮。對于移動型手指只有開閉幅度的要求。 (三)保證工件準確定位 為使手指和被夾持工件保持準確的相對位置，必須根據(jù)被抓取工件的形狀，選擇相應的手指形狀。例如圓柱形工件采用帶“V”形面的手指，以便自動定心。 (四)具有足夠的強度和剛度 手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機械手在運動過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動的影響，要求有足夠的強度和剛度以防折斷或彎曲變形，當應盡量使結構簡單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉軸線上，以使手腕的扭轉力矩最小為佳。 (五)考慮被抓取對象的要求 根據(jù)機械手的工作需要，通過比較，我們采用的機械手的手部結構是一支點， 兩指回轉型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設計成V型，其結構如附圖所示。 3.1.3手部夾緊氣缸的設計 1、手部驅動力計算 本課題氣動機械手的手部結構如圖3-1所示： 圖3-1齒輪齒條式手部 其工件重量G=5公斤， V形手指的角度，,摩擦系數(shù)為 (1)根據(jù)手部結構的傳動示意圖，其驅動力為: (2)根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計算公式: 所以 (3)實際驅動力: 1、因為傳力機構為齒輪齒條傳動，故取，并取。若被抓取工件的最大加速度取時，則: 所以 所以夾持工件時所需夾緊氣缸的驅動力為。 2、氣缸的直徑 本氣缸屬于單向作用氣缸。根據(jù)力平衡原理，單向作用氣缸活塞桿上的輸出推力必須克服彈簧的反作用力和活塞桿工作時的總阻力，其公式為: 式中: - 活塞桿上的推力，N - 彈簧反作用力，N - 氣缸工作時的總阻力，N - 氣缸工作壓力，Pa 彈簧反作用按下式計算: Gf = 式中:- 彈簧剛度，N/m - 彈簧預壓縮量，m - 活塞行程，m - 彈簧鋼絲直徑，m - 彈簧平均直徑，. - 彈簧有效圈數(shù). - 彈簧材料剪切模量，一般取 在設計中，必須考慮負載率的影響，則: 由以上分析得單向作用氣缸的直徑: 代入有關數(shù)據(jù)，可得 所以: 查有關手冊圓整，得 由,可得活塞桿直徑: 圓整后，取活塞桿直徑校核，按公式 有: 其中，[]， 則: 滿足實際設計要求。 3、缸筒壁厚的設計 缸筒直接承受壓縮空氣壓力，必須有一定厚度。一般氣缸缸筒壁厚與內徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計算: 式中:6- 缸筒壁厚，mm - 氣缸內徑，mm - 實驗壓力，取, Pa 材料為:ZL3,[]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: 取，則缸筒外徑為: 第四章 手腕結構設計 4.1 手腕的自由度 手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調整或改變工件的方位，因而它具有獨立的自由度，以使機械手適應復雜的動作要求。手腕自由度的選用與機械手的通用性、加工工藝要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關。由于本機械手抓取的工件是水平放置，同時考慮到通用性，因此給手腕設一繞x軸轉動回轉運動才可滿足工作的要求目前實現(xiàn)手腕回轉運動的機構，應用最多的為回轉油(氣)缸，因此我們選用回轉氣缸。它的結構緊湊，但回轉角度小于，并且要求嚴格的密封。 4.2 手腕的驅動力矩的計算 4.2.1手腕轉動時所需的驅動力矩 手腕的回轉、上下和左右擺動均為回轉運動，驅動手腕回轉時的驅動力矩必須克服手腕起動時所產(chǎn)生的慣性力矩，手腕的轉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動件的中心與轉動軸線不重合所產(chǎn)生的偏重力矩.圖4-1所示為手腕受力的示意圖。 1.工件2.手部3.手腕 圖4-1手碗回轉時受力狀態(tài) 手腕轉動時所需的驅動力矩可按下式計算: 式中: - 驅動手腕轉動的驅動力矩(); - 慣性力矩(); - 參與轉動的零部件的重量(包括工件、手部、手腕回轉缸的動片)對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩(). - 手腕回轉缸的動片與定片、缸徑、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力 矩(); 下面以圖4-1所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計算: 1、手腕加速運動時所產(chǎn)生的慣性力矩M悅 若手腕起動過程按等加速運動，手腕轉動時的角速度為，起動過程所用的時間為，則: 式中:- 參與手腕轉動的部件對轉動軸線的轉動慣量; - 工件對手腕轉動軸線的轉動慣量。 若工件中心與轉動軸線不重合，其轉動慣量為: 式中: - 工件對過重心軸線的轉動慣量: - 工件的重量(N); - 工件的重心到轉動軸線的偏心距(cm), - 手腕轉動時的角速度(弧度/s); - 起動過程所需的時間(s); — 起動過程所轉過的角度(弧度)。 2、手腕轉動件和工件的偏重對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩M偏 + () 式中: - 手腕轉動件的重量(N); - 手腕轉動件的重心到轉動軸線的偏心距(cm) 當工件的重心與手腕轉動軸線重合時，則. 3、手腕轉動軸在軸頸處的摩擦阻力矩 () 式中: ，- 轉動軸的軸頸直徑(cm); - 摩擦系數(shù)，對于滾動軸承，對于滑動軸承; ,- 處的支承反力(N)，可按手腕轉動軸的受力分析求解， 根據(jù),得: 同理，根據(jù)(F),得: 式中:- 的重量(N) ,— 如圖4-1所示的長度尺寸(cm). 4、轉缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關，應根據(jù)具體情況加以分析。 4.2.2回轉氣缸的驅動力矩計算 在機械手的手腕回轉運動中所采用的回轉缸是單葉片回轉氣缸，它的原理如圖4-2所示，定片1與缸體2固連，動片3與回轉軸5固連。動片封圈4把氣腔分隔成兩個.當壓縮氣體從孔a進入時，推動輸出軸作逆時4回轉，則低壓腔的氣從b孔排出。反之，輸出軸作順時針方向回轉。單葉氣缸的壓力P驅動力矩M的關系為: 或 4.2.3 手腕回轉缸的尺寸及其校核 1.尺寸設計 氣缸長度設計為,氣缸內徑為=96mm,半徑,軸徑=26mm,半徑,氣缸運行角速度=，加速度時間=0.1s, 壓強, 則力矩： 2.尺寸校核 （1）測定參與手腕轉動的部件的質量,分析部件的質量分布情況， 質量密度等效分布在一個半徑的圓盤上，那么轉動慣量： （） 工件的質量為5,質量分布于長的棒料上，那么轉動慣量： 假如工件中心與轉動軸線不重合，對于長的棒料來說，最大偏心距 ，其轉動慣量為: （2）手腕轉動件和工件的偏重對轉動軸線所產(chǎn)生的偏重力矩為M偏，考慮手腕轉動件重心 與轉動軸線重合，，夾持工件一端時工件重心偏離轉動軸線,則： + （3）手腕轉動軸在軸頸處的摩擦阻力矩為，對于滾動軸承，對于滑動軸承=0.1， ，為手腕轉動軸的軸頸直徑，, , ,為軸頸處的支承反力，粗略估計,, 4．回轉缸的動片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩M封，與選用的密襯裝置的類型有關，應根據(jù)具體情況加以分析。在此處估計為的3倍， 3 設計尺寸符合使用要求，安全。 第五章 手臂伸縮，升降，回轉氣缸的尺寸設計與校核 5.1 手臂伸縮氣缸的尺寸設計與校核 5.1.1 手臂伸縮氣缸的尺寸設計 手臂伸縮氣缸采用煙臺氣動元件廠生產(chǎn)的標準氣缸，參看此公司生產(chǎn)的各種型號的結構特點，尺寸參數(shù)，結合本設計的實際要求，氣缸用CTA型氣缸，尺寸系列初選內徑為100/63，關于此氣缸的資料詳情請參看煙臺氣動元件廠公司主頁： www.bota.cn/products.asp. 5.1.2 尺寸校核 1. 在校核尺寸時，只需校核氣缸內徑=63mm,半徑R=31.5mm的氣缸的尺寸滿足使用要求即可,設計使用壓強, 則驅動力： 2．測定手腕質量為50kg,設計加速度，則慣性力： 3.考慮活塞等的摩擦力，設定摩擦系數(shù), 總受力 所以標準CTA氣缸的尺寸符合實際使用驅動力要求。 5.1.3 導向裝置 氣壓驅動的機械手臂在進行伸縮運動時，為了防止手臂繞軸線轉動，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設計手臂結構時，應該采用導向裝置。具體的安裝形式應該根據(jù)本設計的具體結構和抓取物體重量等因素來確定，同時在結構設計和布局上應該盡量減少運動部件的重量和減少對回轉中心的慣量。 導向桿目前常采用的裝置有單導向桿，雙導向桿，四導向桿等，在本設計中才用單導向桿來增加手臂的剛性和導向性。 5.1.4 平衡裝置 在本設計中，為了使手臂的兩端能夠盡量接近重力矩平衡狀態(tài)，減少手抓一側重力矩對性能的影響，故在手臂伸縮氣缸一側加裝平衡裝置，裝置內加放砝碼，砝碼塊的質量根據(jù)抓取物體的重量和氣缸的運行參數(shù)視具體情況加以調節(jié)，務求使兩端盡量接近平衡。 5.2 手臂升降氣缸的尺寸設計與校核 5.2.1 尺寸設計 氣缸運行長度設計為=118mm,氣缸內徑為=110mm,半徑R=55mm,氣缸運行速度，加速度時間=0.1s,壓強p=0.4MPa,則驅動力： 5.2.2 尺寸校核 1．測定手腕質量為80kg,則重力： 2．設計加速度，則慣性力： 3.考慮活塞等的摩擦力，設定一摩擦系數(shù)， 總受力 所以設計尺寸符合實際使用要求。 5.3 手臂回轉氣缸的尺寸設計與校核 5.3.1 尺寸設計 氣缸長度設計為,氣缸內徑為,半徑R=105mm,軸徑半徑,氣缸運行角速度=，加速度時間0.5s,壓強, 則力矩： 5.3.2 尺寸校核 1．測定參與手臂轉動的部件的質量,分析部件的質量分布情況， 質量密度等效分布在一個半徑的圓盤上，那么轉動慣量： （） 考慮軸承，油封之間的摩擦力，設定一摩擦系數(shù), 總驅動力矩： 設計尺寸滿足使用要求。 7 24DH-10-S1 二位五通電磁滑閥 1 8 24D2H-10-S1 二位五通電磁滑閥 4 9 24D2H-15-S1 二位五通電磁滑閥 1 10 單向節(jié)流閥 2 11 LI-25 單向節(jié)流閥 2 12 快速排氣閥 2 13 氣液轉換器 1 各通行機構的調速，凡是能采用排氣口節(jié)流方式的，都在電磁閥的排氣口安裝節(jié)流阻尼螺釘進行調節(jié)，這種方法的特點是結構簡單效果好。如平臂伸縮氣缸在接近氣缸處安裝兩個快速排氣閥，可加快啟動速度，也可調節(jié)全程的速度。升降氣缸采用氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調節(jié)手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其速度調節(jié)仍采用在電磁閥排氣口安裝節(jié)流阻尼螺釘來完成。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來調整回轉液壓緩沖器的背壓大小。 為簡化氣路，減少電磁閥的數(shù)量，各工作氣缸的緩沖均采用液壓緩沖器，這樣可以省去電磁閥和切換節(jié)流閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 電磁閥的通徑，是根據(jù)各工作氣缸的尺寸，行程，速度計算出所需壓縮空氣流量，與選用的電磁閥在壓力狀態(tài)下的公稱使用流量相適應來確定的。 第七章 機械手的PLC控制系統(tǒng)設計 考慮到機械手的通用性，同時使用點位控制，因此我們采用可編程序控制器(PLC)對機械手進行控制.當機械手的動作流程改變時，只需改變PLC程序即可實現(xiàn)，非常方便快捷。 7.1 可編程序控制器的選擇及工作過程 7.1.1 可編程序控制器的選擇 目前，國際上生產(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。考慮到本機械手的輸入輸出點不多，工作流程較簡單，同時考慮到制造成本，因此在本次設計中選擇了OMRON公司的C28P型可編程序控制器。 7.1.2 可編程序控制器的工作過程 可編程序控制器是通過執(zhí)行用戶程序來完成各種不同控制任務的。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式。具體的工作過程可分為四個階段。 第一階段是初始化處理。 可編程序控制器的輸入端子不是直接與主機相連，CPU對輸入輸出狀態(tài)的詢問是針對輸入輸出狀態(tài)暫存器而言的。輸入輸出狀態(tài)暫存器也稱為I/0狀態(tài)表.該表是一個專門存放輸入輸出狀態(tài)信息的存儲區(qū)。其中存放輸入狀態(tài)信息的存儲器叫輸入狀態(tài)暫存器;存放輸出狀態(tài)信息的存儲器叫輸出狀態(tài)暫存器。開機時，CPU首先使I/0狀態(tài)表清零，然后進行自診斷。當確認其硬件工作正常后，進入下一階段。 第二階段是處理輸入信號階段。 在處理輸入信號階段，CPU對輸入狀態(tài)進行掃描，將獲得的各個輸入端子的狀態(tài)信息送到I/0狀態(tài)表中存放。在同一掃描周期內，各個輸入點的狀態(tài)在I/0狀態(tài)表中一直保持不變，不會受到各個輸入端子信號變化的影響，因此不能造成運算結果混亂，保證了本周期內用戶程序的正確執(zhí)行。 第三階段是程序處理階段。 當輸入狀態(tài)信息全部進入I/0狀態(tài)表后，CPU工作進入到第三個階段。在這個階段中，可編程序控制器對用戶程序進行依次掃描，并根據(jù)各I/0狀態(tài)和有關指令進行運算和處理，最后將結果寫入I/0狀態(tài)表的輸出狀態(tài)暫存器中。 第四階段是輸出處理階段。 CPU對用戶程序已掃描處理完畢，并將運算結果寫入到I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。此時將輸入信號從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅動輸出繼電器線圈，控制被控設備進行各種相應的動作。然后，CPU又返回執(zhí)行下一個循環(huán)的掃描周期。 7.2 可編程序控制器的使用步驟 在可編程序控制器與被控對象(機器、設備或生產(chǎn)過程)構成一個自動控制系統(tǒng)時，通常以七個步驟進行: (1)系統(tǒng)設計 即確定被控對象的工作原理，控制要求，動作及動作順序。 (2)I/0分配 即確定哪些信號是送到可編程序控制器的，并分配給相應的輸入端號;哪些信號是由可編程序控制器送到被控對象的，并分配相應的輸出端號.此外，對用到的可編程序控制器內部的計數(shù)器、定時器等也要進行分配。可編程序控制器是通過編號來識別信號的。 (3)畫梯形圖 它與繼電器控制邏輯的梯形圖概念相同，表達了系統(tǒng)中全部動作的相互關系。如果使用圖形編程器(LCD或CRT)，則畫出梯形圖相當于編制出了程序，可將梯形圖直接送入可編程序控制器。對簡易編程器，則往往要經(jīng)過下一步的助記符程序轉換過程。 (4)助記符機器程序 相當于微機的助記符程序，是面向機器的(即不同廠家的可編程序控制器，助記符指令形式不同)，用簡易編程器時，應將梯形圖轉化成助記符程序，才能將其輸入到可編程序控制器中。 (5)編制程序 即檢查程序中每條語法錯誤，若有則修改。這項工作在編程器上進行。 (6)調試程序 即檢查程序是否能正確完成邏輯要求，不合要求，可以在編程器上修改。程序設計(包括畫梯形圖、助記符程序、編輯、甚至調試)也可在別的工具上進行。如IBM-PC機，只要這個機器配有相應的軟件。 (7)保存程序 調試通過的程序，可以固化在EPROM中或保存在磁盤上備用。 7.3 機械手可編程序控制器控制方案 7.3.1 控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求 1.控制對象為圓柱座標氣動機械手。它的手臂具有三個自由度，即水平方向的伸、縮;豎直方向的上、下;繞豎直軸的順時針方向旋轉及逆時針方向旋轉。另外，其末端執(zhí)行裝置— 機械手，還可完成抓、放功能。以上各動作均采用氣動方式驅動，即用五個二位五通電磁閥(每個閥有兩個線圈，對應兩個相反動作)分別控制五個氣缸，使機械手完成伸、縮、上、下、旋轉及機械手抓放動作。其中旋轉運動用一組齒輪齒條，使氣缸的直線運動轉化為旋轉運動。這樣，可用PLC的8個輸出端與電磁閥的8個線圈相連，通過編程，使電磁閥各線圈按一定序列激勵，從而使機械手按預先安排的動作序列工作.如果欲改變機械手的動作，不需改變接線，只需將程序中動作代碼及順序稍加修改即可。另外，除抓放外，其余六個動作末端均放置一限位開關，以檢測動作是否到位，如果某動作沒有到位，則出錯指示燈亮。 2.控制要求 為了滿足生產(chǎn)需要，機械手應設置手動工作方式、單動工作方式和自動工作方式。 （1）手動工作方式 便于對設備進行調整和檢修，設置手動工作方式。用按鈕對機械手每一動作單獨進行控制。 （2）單動工作方式 從原點開始，按照自動工作循環(huán)的步序，每按下一次起動按鈕，機械手完成一步的工作后，自動停止。 （3）自動工作方式 按下起動按鈕，機械手從原點開始，按工序自動反復連續(xù)工作，直到按下停止按鈕，機械手在完成最后一個周期的動作后，返回原點自動停機。 7.3.2 氣動機械手的工作流程（如圖7-1所示） 氣動機械手的工作流程如下： （1） 當按下機械手啟動按鈕之后，首先立柱右轉電磁閥通電，機械手右轉，至右限位開關動作。 （2） 立柱上升電磁閥通電，立柱上升，至上限位開關動作。 （3） 手臂伸長電磁閥通電，手臂開始伸長，至限位開關動作。 （4） 手腕逆時針轉電磁閥通電，手腕逆時針轉動，至逆時針轉限位開關動作。 （5） 立柱下降電磁閥通電，立柱下降，至下限位開關動作。 （6） 手爪抓緊電磁閥通電，手爪抓緊，至限位開關動作。 （7） 立柱上升電磁閥通電，立柱上升，至上限位開關動作。 （8） 手腕逆時針轉電磁閥通電，手腕逆時針轉動，至逆時針轉限位開關動作。 （9） 手腕收縮電磁閥通電，手腕收縮，至限位開關動作。 （10） 立柱左轉電磁閥通電，機械手左轉，至左限位開關動作。 （11） 手臂伸長電磁閥通電，手臂開始伸長，至限位開關動作。 （12） 手腕逆時針轉電磁閥通電，手腕逆時針轉動，至逆時針轉限位開關動作。 （13） 立柱下降電磁閥通電，立柱下降，至下限位開關動作。 （14） 手爪松開電磁閥通電，手爪松開，至限位開關動作。 （15） 手腕收縮電磁閥通電，手腕收縮，至限位開關動作。完成一次循環(huán)，然后重復以上循環(huán)動作。 （16） 按下停止按鈕或停電時，機械手停止在現(xiàn)行的工步上，重新啟動時，機械手按上一工步繼續(xù)工作。 啟動 手腕收縮 手爪松開 立柱右轉 立柱下降 立柱上升 手腕逆時針轉 手臂伸長 手臂伸長 手腕逆時針轉 立柱左轉 立柱下降 手腕收縮 手爪抓緊 手腕逆時針轉 立柱上升 圖7-1機械手自動控制工作流程框圖 7.3.3 I/0分配 根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點的數(shù)目，選用OMRON C28P型PC，它有16個輸入點， 標號為0000-0015; 12個輸出點，標號為0500-0511.如表7-1所示。 其它地址分配： 1、 夾緊定時器:T1,定時5s 2、 放松定時器:T2，定時5s 3、 自動方式標志:M0.0 4 、單動方式標志:M0.1 5、 手動方式標志:M0.2 6、 結束標志:M0.5 7.3.4 梯形圖設計 根據(jù)機械手的邏輯時序圖及1/0分配，可以畫出控制梯形圖?？刂铺菪螆D可分為子程序部分和主程序部分。 子程序部分包括：自動方式控制梯形圖（7-2）和手動方式控制梯形圖（7-3）。 1． 自動控制方式梯形圖如下： 圖7-2自動方式控制梯形圖 2.手動控制方式梯形圖如下： 圖7-3手動控制方式梯形圖 3.主程序梯形圖如圖7-4所示： 圖7-4主程序梯形圖 第八章 結 論 1、本次設計的是氣動通用機械手，相對于專用機械手，通用機械手的自由度可變，控制程序可調，因此適用面更廣。 2、采用氣壓傳動，動作迅速，反應靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。工作環(huán)境適應性好，不會因環(huán)境變化影響傳動及控制性能。阻力損失和泄漏較小，不會污染環(huán)境。同時成本低廉。 3、通過對氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度，節(jié)省了大量時間和避免了不必要的重復勞動，同時做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。 4、機械手采用PLC控制，具有可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點，無論是進行時間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設定PLC程序來實現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)機械手的動作順序修改程序，使機械手的通用性更強。 致 謝 本文是在我尊敬的XXX老師悉心指導下完成的。老師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度和精益求精的工作作風使我受益匪淺。在此，我首先向老師表示誠摯的感謝，并致以崇高的敬意!在課題的研究和開發(fā)階段，得到了學校老師的大力支持和幫助，為我提供了許多有用的資料，在此一并向他們表示衷心的感謝。在日常生活和學習中，學校的各位老師，以及全體同學給與我大力支持和幫助，在此我向他們表示衷心的感謝。感謝父母 、家人，感謝所有關心我的朋友和老師，感謝XXX學院的學習環(huán)境。 參考文獻： 1.張建民.工業(yè)機器人.北京:北京理工大學出版社，1988 2.蔡自興.機器人學的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略.機器人技術，2001, 4 3.金茂青，曲忠萍，張桂華.國外工業(yè)機器人發(fā)展勢態(tài)分析.機器人技術與應用 ，2001 4.王雄耀.近代沖壓鋼板搬運機械手(氣動機械手)的發(fā)展及應用.液壓氣動與密封，1999, 5 5.嚴學高，孟正大.機器人原理.南京:東南大學出版社，1992 6.機械設計師手冊.北京:機械工業(yè)出版社，1986 7.黃錫愷，鄭文偉.機械原理.北京:人民教育出版社，1981 8.成大先.機械設計圖冊.北京:化學工業(yè)出版社 9.鄭洪生.氣壓傳動及控制.北京:機械工業(yè)出版社，1987 10.吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學出版社，1995 11.徐永生.氣壓傳動.北京:機械工業(yè)出版社，1990, 5 37