制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)大作業(yè)-機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、制造系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)作業(yè)題目:搬運(yùn)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 班號(hào):學(xué)號(hào):姓名:日期:一、 設(shè)計(jì)要求1、 搬運(yùn)機(jī)械手功能示意圖 2、基本要求與參數(shù)本作業(yè)要求完成一種二指機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。 該機(jī)械手采用二指夾 持結(jié)構(gòu),如圖 1所示,機(jī)械手實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的夾持、搬運(yùn)、放置等操作。以?shī)A持圓 柱體為例,要求設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)及控制流程。機(jī)械手通過(guò)升降、左右回轉(zhuǎn)、前 后伸縮、 夾緊及松開(kāi)等動(dòng)作完成工件從位置 A 到 B 的搬運(yùn)工作, 具體操作順序:逆時(shí)針回轉(zhuǎn) (機(jī)械手的初始位置在 A 與 B 之間 >下降 >夾緊 >上升 >順時(shí) 針回轉(zhuǎn) >下降 >松開(kāi) >上升,機(jī)械

2、手的工作臂都設(shè)有限位開(kāi)關(guān) SQ i 。設(shè)計(jì)參數(shù): (1抓重 :10Kg(2最大工作半徑:1500mm (3運(yùn)動(dòng)參數(shù):伸縮行程:0-1200mm ; 伸縮速度:80mm/s; 升降行程:0-500mm ; 升降速度:50mm/s 回轉(zhuǎn)范圍:0-1800控制器要求:(1在 PLC 、單片機(jī)、 PC 微機(jī)或者 DSP 中任選其一;(2具備回原點(diǎn)、手動(dòng)單步操作及自動(dòng)連續(xù)操作等基本功能。AB工件SQ 1SQ 46夾緊松開(kāi)二、 驅(qū)動(dòng)及傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)及部件的選擇初步選定為圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手。 , 它適用于搬運(yùn)和測(cè)量工件。 具有直觀性好, 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,本體占用的空間較小,而動(dòng)作范圍較大等優(yōu)點(diǎn)。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手的工

3、作范圍可分為:一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng), 一個(gè)直線運(yùn)動(dòng), 加一 個(gè)不在直線運(yùn)動(dòng)所在的平面內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng);二個(gè)直線運(yùn)動(dòng)加一個(gè)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 選用液壓傳動(dòng)系統(tǒng),工作穩(wěn)定,易于控制。1 手部抓取缸液壓原理圖 采用: YF-B10B溢流閥2FRM5-20/102調(diào)速閥23E1-10B二位三通閥2 擺動(dòng)液壓回路 采用: 2FRM5-20/102調(diào)速閥 34E1-10B 換向閥 YF-B10B 溢流閥 3 小臂伸縮缸液壓回路 采用:YF-B10B 溢流閥 2FRM5-20/102 調(diào)速閥 23E1-10B 二位三通閥 4 總體系統(tǒng)圖 三、 二指夾持機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)及計(jì)算 夾緊機(jī)械手, 根據(jù)工件的形狀, 采用最常用的外卡式兩指鉗爪

4、, 夾緊方式用 常閉史彈簧夾緊,松開(kāi)時(shí),用單作用式液壓缸。此種結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單,制造方便。如下圖所示:油缸右腔停止進(jìn)油時(shí), 彈簧力夾緊工件, 油缸右腔進(jìn)油時(shí)松開(kāi) 工件。 1、 右腔推力為2230.5104908.744p F D P N =2、根據(jù)鉗爪夾持的方位,查出當(dāng)量夾緊力計(jì)算公式為:212F cos ' N' b a=其中 N =498N=392N(物重為 98N 代入公式得:22122150cos ' N'=cos 30392176450b F N a =則實(shí)際加緊力 F2 = F1K1K 2 / = 1764 × 1.5 × 1.1 &

5、#247; 0.85 = 3424N 經(jīng)圓整 F1 = 3500N 3、計(jì)算手部活塞桿行程長(zhǎng) L,即 D L = tan = 25 × tan30° = 23.1mm 2 經(jīng)圓整取 L = 25mm 4、確定“V”型鉗爪的 L 、 。 Rcp =3 L P 200 Rcp = = = 50 4 4 取 式中： 則 L = 3 × Rcp = 150mm 取“V”型鉗口的夾角 2 = 120° ，則偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角來(lái)確定， 查表得： = 22°39 ' 四、 總體控制方案及控制流程的設(shè)計(jì) 機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程如下圖所示 控制電路設(shè)計(jì)主要是 PLC 輸入