《夾緊裝置及其氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《夾緊裝置及其氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)（27頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 夾緊裝置及其氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘要 世界工業(yè)化程度的進(jìn)行中，很多的生產(chǎn)勞動都與自動化息息相關(guān)，在眾多的生產(chǎn)加工以及其他活動中，越來越離不開自動化設(shè)備。工業(yè)機(jī)器人的出現(xiàn)代替人類完成了很多繁重的生產(chǎn)勞動，由于工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜，很多工序由機(jī)械手完成。 對比近些年來機(jī)械手的發(fā)展歷程，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)需要，在對比眾多的驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)下，最終選擇采用PLC控制系統(tǒng)控制以及氣壓傳動方式驅(qū)動這一設(shè)計(jì)方案。此方案充分兼顧了機(jī)械手的軟件和硬件上的優(yōu)缺點(diǎn)，在對其進(jìn)行了系統(tǒng)優(yōu)化后 ，最后提出一種簡易、易于實(shí)現(xiàn)、理論明確的設(shè)計(jì)方案。 本文的設(shè)計(jì)內(nèi)容是零件自動存放裝置的夾緊機(jī)構(gòu)以

2、及氣壓驅(qū)動系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)環(huán)境和勞動強(qiáng)度，設(shè)計(jì)出一臺以控制系統(tǒng)控制、氣壓系統(tǒng)驅(qū)動的工業(yè)機(jī)械手，該裝置將結(jié)合機(jī)床，完成工件的抓取和放置。 關(guān)鍵詞：氣壓，工業(yè)機(jī)械手，夾緊 Abstract In the process of industrialization in the world, a lot of production labor is closely related to automation. In many production and processing and other activities, it is increasingly insepara

3、ble from automation equipment. The emergence of industrial robots has replaced a lot of heavy production work for humans. Due to the complex industrial production environment, many processes are completed by robots. Compared with the development process of the manipulator in recent years, combined

4、with the actual production needs, under the comparison of many driving methods and control systems, the PLC control system control and pneumatic transmission method were finally selected to drive this design scheme. This scheme fully takes into account the advantages and disadvantages of the softwar

5、e and hardware of the manipulator. After optimizing the system, a simple, easy to implement, and theoretically clear design scheme is finally proposed. The design content of this article is the clamping mechanism and pneumatic drive system of the parts automatic storage device. According to the pro

6、duction environment and labor intensity, an industrial manipulator designed by the control system and driven by the pneumatic system is designed. This device will be combined with the machine tool to complete the grasping and placement of the workpiece. Keywords: air pressure, industrial robot，Clam

7、ping 目錄 摘要 3 Abstract 4 目錄 5 一、緒論 7 1.1研究的目的及意義 7 1.2.機(jī)械手的分類 7 1.3國內(nèi)外機(jī)械手的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 10 1.4機(jī)械手的主要特點(diǎn) 11 二、機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案 11 2.1機(jī)械手的組成 11 2.2機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 13 2.2.1執(zhí)行機(jī)構(gòu) 14 2.2.2驅(qū)動機(jī)構(gòu) 16 2.2.3控制機(jī)構(gòu) 16 三、 機(jī)械手氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 17 四、夾爪驅(qū)動力及氣缸選擇 20 4.1夾爪驅(qū)動力和氣缸選擇 20 4.1.1手部驅(qū)動力計(jì)算 20 4.1.2氣缸的直徑 22 4.1.3缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 24

8、五、整體結(jié)構(gòu) 25 六、結(jié)論 26 參考文獻(xiàn) 27 致 謝 29  一、緒論 1.1研究的目的及意義 機(jī)械手已經(jīng)滲透在人們生活的方方面面，在社會不斷進(jìn)步和科技不斷發(fā)展的今天，它已經(jīng)可以代替人們完成單調(diào)的普通工作，例如：搬運(yùn)貨物、下料。此外也可以替人們完成高精度的工作，例如：焊接、無塵床房操作。在各行各業(yè)，機(jī)械手正成為舉足輕重的加工生產(chǎn)器械。由于它還可以與自動化相結(jié)合，所以被廣泛應(yīng)用于制造、冶金、電子、輕工業(yè)等部門。 機(jī)械手的出現(xiàn)，替代了人類在極度危險(xiǎn)環(huán)境下工作，此外也從瑣碎重復(fù)無趣的體力勞動中解放了人類。它不僅促進(jìn)了生產(chǎn)效益，還提高了產(chǎn)品的生產(chǎn)效率。在我國很多地方，輕

9、工業(yè)以及小型汽車生產(chǎn)中，一個(gè)零件的擺放和抓取工序還需要依靠人工完成，這大大降低了生產(chǎn)效率，而且還浪費(fèi)人力。出于這個(gè)原因，設(shè)計(jì)一臺取代取代人力的機(jī)械手。該機(jī)械手采用氣動系統(tǒng)提供動力，采用PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行自動化控制。它可以在復(fù)雜的工作環(huán)境中正常運(yùn)行，并在很大程度上替代了工人。 1.2.機(jī)械手的分類 工業(yè)機(jī)械手有很多種。目前國內(nèi)尚無官方一致的分類準(zhǔn)則，所以在這里按照使用的領(lǐng)域、提供動力的方式、控制系統(tǒng)對它們進(jìn)行分類。 （1）按使用領(lǐng)域分類 1.專用機(jī)械手 這種機(jī)械手沒有獨(dú)立運(yùn)行的控制系統(tǒng)，通常只有已經(jīng)編輯好的運(yùn)行程序。它結(jié)構(gòu)簡單、制作成本低下，常常被安裝在機(jī)械或者生產(chǎn)線上，被用來輸送

10、物件或者進(jìn)行單一操作，例如“用來進(jìn)行上下料的機(jī)械手”。由于其動作單一和普通，適用于大批量生產(chǎn)的生產(chǎn)線上。 2.通用機(jī)械手 與專用機(jī)械手相反，通用機(jī)械手擁有獨(dú)立的控制系統(tǒng)并且可以進(jìn)行單獨(dú)驅(qū)動，不用依附外在機(jī)器上，同樣也可以完成輸送物件或者進(jìn)行單一操作。通用機(jī)械手可分簡易型和伺服型，簡易型由程序進(jìn)行控制，只能進(jìn)行點(diǎn)位控制；而伺服型屬于數(shù)字控制，可以點(diǎn)位也可以連續(xù)軌跡控制。 （2）按驅(qū)動方式分類 1.液壓機(jī)械手 液壓機(jī)械手顧名思義是由液壓傳動提供動力運(yùn)行的機(jī)械手。液壓傳動用液壓油進(jìn)行驅(qū)動，它的優(yōu)點(diǎn)是提供的驅(qū)動力大、傳動較為和平穩(wěn)當(dāng)、靈敏性能較高。缺點(diǎn)是，對使用環(huán)境有很大要求，首先必須保證液

11、壓裝置的密封性能好，否則泄露對系統(tǒng)穩(wěn)定性起很大的影響，降低驅(qū)動能力，因此液壓驅(qū)動對環(huán)境有較高的要求，例如不能在高溫或者低溫下工作。 2.氣動機(jī)械手 氣動機(jī)械手的動力源來自空氣，其工作原理是通過壓縮外界空氣來驅(qū)動機(jī)械手。空氣即為傳動介質(zhì)，空氣易于提取，排放也無污染，所以傳動成本地下，操作方便快捷。缺點(diǎn)是空氣需要進(jìn)行壓縮，驅(qū)動機(jī)械手速度的穩(wěn)定性相對較差，所以氣壓傳動可以拾取的重量比液壓傳動小很多。優(yōu)點(diǎn)是氣壓傳動的結(jié)構(gòu)較為簡單，相同條件下，首選氣壓驅(qū)動。 3.機(jī)械傳動機(jī)械手 機(jī)械傳動主要通過純機(jī)械結(jié)構(gòu)間的相互運(yùn)動來進(jìn)行力的傳播，機(jī)械傳動的機(jī)構(gòu)有很多種，例如齒輪和齒條、蝸輪蝸桿、凸輪等。它們的

12、動力統(tǒng)一由主機(jī)傳遞，如電機(jī)、馬達(dá)等。機(jī)械傳動機(jī)械手，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，動作單一，一般被用來進(jìn)行簡單的上下料工作。 4.電力機(jī)械手 電力機(jī)械手的驅(qū)動方式是通過電動機(jī)，而驅(qū)動電動機(jī)可分為直線電動機(jī)和步進(jìn)電動機(jī)，兩種電動機(jī)各有千秋，使用條件不同。不同于機(jī)械傳動機(jī)械手，電力機(jī)械手沒有機(jī)械結(jié)構(gòu)的相互作用，它直接由電動機(jī)提供動力，所以它結(jié)構(gòu)相對簡單，維護(hù)和使用非常方便。 （3）按控制方式分類 1.點(diǎn)位控制 點(diǎn)位控制即機(jī)械手只能進(jìn)行點(diǎn)到點(diǎn)間的運(yùn)動，稱為直線運(yùn)動，而無法進(jìn)行曲線運(yùn)動，倘若通過增加點(diǎn)數(shù)來描繪曲線運(yùn)動，則增加了控制系統(tǒng)的復(fù)雜和電氣元件的使用，成本較高。 2.連續(xù)軌跡控制 連續(xù)軌跡控制即機(jī)

13、械手進(jìn)行曲線運(yùn)動，這種運(yùn)動是通過增加點(diǎn)位來描繪運(yùn)動軌跡，通常機(jī)械手采用這種控制，但缺點(diǎn)是這種運(yùn)動的控制系統(tǒng)較為復(fù)雜，成本較高。 1.3國內(nèi)外機(jī)械手的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 機(jī)械手技術(shù)是一個(gè)多學(xué)科集合技術(shù)，分別集合了計(jì)算機(jī)、機(jī)械機(jī)構(gòu)、自動化控制、人工智能、仿生學(xué)等學(xué)科，大家稱機(jī)器手技術(shù)為當(dāng)今火熱、應(yīng)用廣泛的高新型技術(shù)。衡量一個(gè)國家的自動化水平，無疑是比較機(jī)械手技術(shù)。某種意義上，機(jī)器人代替了人類完成人工生產(chǎn)勞動，它還是一種既擁有人的行為特長也擁有機(jī)器特長的一種先進(jìn)自動化機(jī)械設(shè)備。目前國外的機(jī)械人水平不斷提高，他們追求機(jī)器的高精度、高速度以及便于操作。出現(xiàn)了可進(jìn)行重組的俗稱“模塊化”機(jī)械手，例如用組成機(jī)

14、械手關(guān)節(jié)的模塊和連桿模塊即可重組機(jī)器人。機(jī)械手的傳感技術(shù)也逐漸完善，多樣化和復(fù)雜化，傳統(tǒng)的傳感器只應(yīng)用在測量位置、速度、加速度上，而多樣化后，傳感器還包括視覺、聲覺以及力覺傳感器，大大提高了機(jī)械手的感應(yīng)水平。虛擬現(xiàn)實(shí)機(jī)器人也在發(fā)展中，它是一種用于模擬遠(yuǎn)程操作環(huán)境的機(jī)器人，讓使用者感受置身與工作環(huán)境。 我國機(jī)械手經(jīng)歷了多年的發(fā)展，從70年代初，到90年代，前后經(jīng)歷了萌芽、開發(fā)和應(yīng)用階段。但是我國機(jī)械手在國內(nèi)外的市場不容樂觀，目前國內(nèi)市場依舊被國外企業(yè)占據(jù)著，中國的制造業(yè)要參與國際分工，必須繼續(xù)推行科技創(chuàng)新，改善我國自動化水平的狀況。此外機(jī)械手的發(fā)展也依賴政府的政策支持和資金投入。 機(jī)械手已經(jīng)

15、在眾多領(lǐng)域得到發(fā)展應(yīng)用，從最初的汽車制造領(lǐng)域轉(zhuǎn)到非制造領(lǐng)域。例如，維護(hù)和維修機(jī)器人，建筑水電機(jī)器人。此外機(jī)械手也廣泛遍布國防、軍事、食品加工等領(lǐng)域。 1.4機(jī)械手的主要特點(diǎn) 1）它具有很強(qiáng)的適應(yīng)環(huán)境的能力，可以代替人們在復(fù)雜而有害的環(huán)境中長時(shí)間工作。 2）該機(jī)械手堅(jiān)固耐用，可以使人們免于繁重而單調(diào)的工作，并擴(kuò)展和擴(kuò)展了人體功能。 3）穩(wěn)定和有助于提高產(chǎn)品質(zhì)量，此外還可以免去人為操作錯(cuò)誤 4）機(jī)械手的應(yīng)用，可提升生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益，減少人工成本 二、機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案 2.1機(jī)械手的組成 圖2.1所示工業(yè)機(jī)械手由控制、驅(qū)動和執(zhí)行三大機(jī)構(gòu)組成。 圖2.1機(jī)械手工作原理

16、圖 合格的氣壓驅(qū)動機(jī)械手應(yīng)具備快速反應(yīng)的能力，工作時(shí)候?qū)庸すぜM(jìn)行夾取和放置，機(jī)械手本身需能夠及時(shí)響應(yīng)并且精度不受影響，此外工作的區(qū)域足夠和靈活也是重點(diǎn)。對待機(jī)械手的設(shè)計(jì)，需要經(jīng)過慎重驗(yàn)證和考慮，首先需要了解機(jī)械手作用的環(huán)境、對象、技術(shù)要求，綜合各條件再提出最后的設(shè)計(jì)方案，使制造的機(jī)械手符合生產(chǎn)工藝的操作要求，并且適應(yīng)操作環(huán)境。對機(jī)械手工作也有基本要求，首先工作前需要先了解被加工工件的基本特性，例如工件的結(jié)構(gòu)特征、材料特征等，其次是工件的精度要求和尺寸質(zhì)量參數(shù)，基于以上條件再對機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和控制需要進(jìn)行設(shè)計(jì)，精準(zhǔn)制造，減免不必要的設(shè)計(jì)累贅。本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手為通用機(jī)械手，它的主要功能是進(jìn)行零

17、件的夾取和安放，該機(jī)械手為通用機(jī)機(jī)械手，所以適合中小批量化的生產(chǎn)，通過改變程序，可以進(jìn)行不同的工作內(nèi)容，在不同環(huán)境場合工作。 對機(jī)械手能力評估就是其能夠夾取物品的最大重量，相比液壓機(jī)械手，氣壓機(jī)械手能夠夾取的物品不能太重。查詢相關(guān)設(shè)計(jì)手冊，再結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)需求，本設(shè)計(jì)擬定氣動機(jī)械手能夾取物品的重量為5kg。 此外還需考慮機(jī)械手的工作移動速度，太快和太慢都影響加工工作，本機(jī)械手最大移動速度設(shè)為1.0m/s，平均速度設(shè)為0.8m/s。 圖2.2夾爪模塊 圖2.3夾爪俯視圖 2.2機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 一、用途:用于自動拾取和擺放工件。 二、設(shè)計(jì)技術(shù)參數(shù): （1）抓

18、重: （2）自由度數(shù):2個(gè)自由度 （3）平均移動速度： （4）定位方式:行程開關(guān)或可調(diào)機(jī)械擋塊等 （5）定位精度: （6）驅(qū)動方式:氣壓傳動 （7）控制方式:PLC 2.2.1執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)為機(jī)械手夾爪處，夾爪用來進(jìn)行夾緊。對夾爪的要求是，能夠快速反應(yīng)，并且反應(yīng)準(zhǔn)確可靠。在設(shè)計(jì)夾爪機(jī)構(gòu)時(shí)有很多考量。首先需要考慮的三個(gè)參數(shù)分別為機(jī)械手的速度、加速度和坐標(biāo)位置，其次要通過夾緊重量來計(jì)算夾緊力、慣性大小。由于該機(jī)械手為通用機(jī)械手，夾爪處應(yīng)該設(shè)計(jì)成可以進(jìn)行裝卸的結(jié)構(gòu)，使其可以根據(jù)工件的結(jié)構(gòu)大小特性換取不用的夾爪機(jī)構(gòu)來進(jìn)行工作，從而做到機(jī)械手通用性。需要注意的是，夾緊力不適宜過大

19、，否則容易夾壞工件，因此在控制夾緊力范圍的前提下，也需要在夾爪處安裝軟墊片或者彈性墊片，用來防止工件被破壞?？紤]到極端環(huán)境機(jī)器斷電情況下，還需要考慮突然斷電工件不能掉下的情況，因此需要設(shè)計(jì)一種自鎖結(jié)構(gòu)，在突然斷電情況下，工件被鎖緊在機(jī)械手里不能掉落。夾緊機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單，便于靈活設(shè)計(jì)和應(yīng)用。 夾緊方案有很多種，常見的有機(jī)械夾緊、吸盤夾緊和電磁夾緊等類型。本設(shè)計(jì)的機(jī)械手處于夾緊狀態(tài)時(shí)，其上方有存儲空間。處理后的零件通過導(dǎo)軌滑到機(jī)械手。 機(jī)械手是模仿人的手指，具有人手部的運(yùn)動特性。機(jī)械手夾緊分為內(nèi)部支撐、外部支撐和自鎖型三種。常見的有二指型、三指型和四指型。本設(shè)計(jì)用四指型，即氣動夾緊爪。 電磁動作

20、由PLC控制，以控制夾具的打開和關(guān)閉。 圖2.4單個(gè)夾爪 圖2.5機(jī)械主視圖 2.2.2驅(qū)動機(jī)構(gòu) 由于氣動控制的介質(zhì)提取以及排放處理較為方便，結(jié)合機(jī)械手的控制系統(tǒng)，本設(shè)計(jì)選用氣動系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動。夾爪部位主要缸進(jìn)行夾緊。 圖2.6夾緊氣缸 2.2.3控制機(jī)構(gòu) PLC控制系統(tǒng)控制 編程設(shè)計(jì)主要包括手動編程，停止，緊急停止，復(fù)位，報(bào)警編程和自動操作編程 1）為了滿足設(shè)備調(diào)試和維護(hù)的需要，系統(tǒng)需要一步控制每個(gè)氣缸，并且可以在觸摸屏界面上設(shè)置相應(yīng)的手動控制按鈕。 2）為了滿足設(shè)備的正常安全運(yùn)行，必須設(shè)置停機(jī)，急停，故障報(bào)警等功能。按下停止按鈕后，系統(tǒng)將在當(dāng)前循環(huán)結(jié)束后停止為

21、零。當(dāng)按下緊急停止按鈕時(shí)，系統(tǒng)立即停止所有動作。如果系統(tǒng)運(yùn)行期間發(fā)生任何故障，則應(yīng)立即停止所有動作并發(fā)出警報(bào)信號。 3）系統(tǒng)根據(jù)設(shè)定的程序自動運(yùn)行，只需啟動，根據(jù)程序的設(shè)定，機(jī)械手可以進(jìn)行工件抓取、搬運(yùn)和放置。 3、 機(jī)械手氣壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 驅(qū)動是機(jī)械手設(shè)計(jì)中重要的一環(huán)，動力源有氣動驅(qū)動、液壓驅(qū)動、電動驅(qū)動和機(jī)械驅(qū)動四種。由于氣動控制介質(zhì)的提取和處理方便，阻損失和泄漏小，動作快，響應(yīng)靈敏，工作環(huán)境適應(yīng)性好，成本低。 目前很多機(jī)械手使用液壓進(jìn)行驅(qū)動，但液壓傳動有它的局限性，常見有以下幾種： （1） 液壓傳動能量容易損耗，比如摩擦的損耗和泄露的損耗，能量損耗會導(dǎo)致機(jī)械手運(yùn)行不穩(wěn)定，降低其

22、操作精度。此外液壓傳動對密封性有較高要求，液壓油容易泄露，泄露的油污染了操縱車間，嚴(yán)重還會引起火災(zāi)。 （2） 因?yàn)橐簤簜鲃域?qū)動的重量較大，所以工作時(shí)候溫度的變化較大，而溫度影響液體的粘度，油溫產(chǎn)生變化時(shí)，運(yùn)動特性也會隨著變化，從而導(dǎo)致運(yùn)動特性變化。 （3） 液壓油中難免混合著空氣，導(dǎo)致液壓傳動過程中噪音較大。 （4） 高度的密封性要求就意味著更高精密度的零部件，隨即運(yùn)行成本也提高，不符合經(jīng)濟(jì)效益。 同等條件下，首先氣壓驅(qū)動，相比液壓驅(qū)動，氣壓驅(qū)動具有眾多優(yōu)勢。 （1） 更容易獲取工作介質(zhì)，氣壓傳動工作介質(zhì)為空氣，空氣可以直接從大氣中獲取，方便快捷成本低。此外氣壓工作介質(zhì)排放到大氣中不

23、造成污染，符合環(huán)保要求。 （2） 氣壓傳動的阻力損失和泄漏比液壓小很多。空氣適合進(jìn)行長距離的輸送，并且一般不會泄露，即使泄露也不會導(dǎo)致工作不穩(wěn)定，其次泄露對環(huán)境無影響。 （3） 氣壓傳動系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，在很少的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到工作要求的壓力和速度，一般只需0.02~0.3s即可。此外還可以在氣壓系統(tǒng)中設(shè)置過載保護(hù)裝置，避免出現(xiàn)過載損壞，用來保護(hù)系統(tǒng)，方便控制。 （4） 氣壓系統(tǒng)中設(shè)立的儲氣罐可以儲存壓縮空氣，以保證在沒電情況下機(jī)器系統(tǒng)也能正常運(yùn)行。 （5） 因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)的原因決定了氣壓系統(tǒng)在惡劣的工作環(huán)境下也能正常運(yùn)行，例如易燃易爆、高輻射的環(huán)境。在極端的工作條件下相比液壓、電氣、機(jī)械驅(qū)

24、動，首選氣壓驅(qū)動。 （6） 氣壓系統(tǒng)投入低，成本低下，不同的壓力要求對氣動元件的要求也低，相同條件下，氣動驅(qū)動需要的壓力不會太高，因此組成氣壓系統(tǒng)的材料和氣動元件的精度要求也就相應(yīng)不高，制作成本降低。 圖2.7機(jī)械手氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 序號 1 氣源 2 儲氣罐 3 三聯(lián)件（空氣過濾器、減壓閥、油霧器） 4 二位五通電磁閥 5 夾緊氣缸 圖2.8氣壓系統(tǒng)表 圖2.7所示為機(jī)械手的氣壓系統(tǒng)運(yùn)行原理圖。從圖所示1為氣源，氣源通過從大氣經(jīng)過壓縮機(jī)，空氣進(jìn)行壓縮后進(jìn)入2儲氣罐進(jìn)行儲存，然后通過三聯(lián)件即空氣過濾器、減壓閥、油霧器對壓縮空氣進(jìn)行除濕減壓處理，最

25、后通過電磁閥控制夾緊氣缸以此來控制機(jī)械手動作。 四、夾爪驅(qū)動力及氣缸選擇 4.1夾爪驅(qū)動力和氣缸選擇 4.1.1手部驅(qū)動力計(jì)算 氣動機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)如圖3-1所示。 工件的重量為G= 10kg，b = 120mm，R = 24mm，摩擦系數(shù)為f = 0.10?！?V”形手指的角度為2 = 120°， 圖4-1機(jī)械手主視圖 根據(jù)手部結(jié)構(gòu)的傳動示意圖，其驅(qū)動力為: 根據(jù)手指夾持工件的方位，可得握力計(jì)算公式: 所以： =490（N） 實(shí)際驅(qū)動力: 取=0.

26、94 ，并取=1.5. 若被抓取工件的最大加速度取a=g 時(shí)，則: 所以： 因此，夾緊缸的驅(qū)動力為1563N。 4.1.2氣缸的直徑 由力的平衡原理可知，氣缸在工作時(shí)，活塞桿上的輸出推力必須為總阻力。 公式為： 式中: ——活塞桿上的推力，N ——?dú)飧坠ぷ鲿r(shí)的總阻力，N P——?dú)飧坠ぷ?壓力，Pa 考慮到負(fù)載率幾的影響，則: 由以上分析得作用氣缸的直徑:

27、 代入有關(guān)數(shù)據(jù)，可得： 所以： 通過查詢有關(guān)手冊，得D=65 mm 由于d/D=O.2～0.3， 得出活塞桿直徑:d=(0.2～0.3)D=13～19.5 mm 因此取活塞桿直徑d=18 mm 校核，按公式 有: 其中=120MPa, F=750N 則:d (4490/120) =2.28 18 此設(shè)計(jì)滿足設(shè)計(jì)要求。 4.1.3缸筒壁厚的設(shè)計(jì) 氣缸如果承受壓縮空

28、氣的壓力，則需要具有一定的厚度。 通常，缸筒的壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，可以根據(jù)薄壁筒的公式計(jì)算出壁厚： 式中: 6—— 缸筒壁厚 mm D——?dú)飧變?nèi)徑 P——實(shí)驗(yàn)壓力，取P=1.5PPa 材料為 : ZL3,[] =3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為: = =6.5 mm 取=7.5 mm，則缸筒外徑為:D=65+7.52 =80 mm。 五、整體結(jié)構(gòu) 圖5三維圖  六、結(jié)論 1.通用機(jī)械手的應(yīng)用范圍比專用機(jī)械手廣泛。通用機(jī)械手可以通過不同的程序進(jìn)行不同的加工活動，而專用機(jī)械手則只

29、能進(jìn)行單一活動，范圍狹小。 2.機(jī)械手可以配備普通的抓手來抓緊普通工件；它也可以用噴射負(fù)壓吸盤代替，以吸收玻璃，墻壁和地板磚以及薄的氣密性工件（如圓盤和圓盤），從而使機(jī)械手更加有用和廣泛使用。該機(jī)械手還可以用來進(jìn)行教學(xué)演示，搬運(yùn)一些重量較小的小零件。 3.氣壓傳動系統(tǒng)反應(yīng)靈敏，在很少的時(shí)間內(nèi)就可以達(dá)到工作要求的壓力和速度，一般只需0.02~0.3s即可。此外還可以在氣壓系統(tǒng)中設(shè)置過載保護(hù)裝置，避免出現(xiàn)過載損壞，用來保護(hù)系統(tǒng)，方便控制。 4.機(jī)械手通過PLC控制，可以根據(jù)不同運(yùn)行程序進(jìn)行不同的加工操作，程序的可變性較高。PLC可以兼容時(shí)間控制、行程控制和混合控制，只需要編輯相應(yīng)程序即可實(shí)現(xiàn)

30、。  參考文獻(xiàn) [1]郝立偉. 在工業(yè)生產(chǎn)中關(guān)于氣動機(jī)械手的設(shè)計(jì)[J]. 民營科技, 2013(08):40-40. [2]袁野. 機(jī)械手功能實(shí)現(xiàn)及其控制方式設(shè)計(jì)[J]. 裝備制造技術(shù), 2012(03):216-217. [3]諸小麗. 竹簽成型機(jī)中破竹機(jī)的技改研究[J]. 現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備, 2014(03):18-21. [4]古永祥. 淺析工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用[J]. 中國科技博覽, 2015(2):1-1. [5]夏鯤 徐濤 李靜鋒 孔斌. 工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用研究[J]. 廣西輕工業(yè), 2008(08):68-69. [6]賀東坤 田明. 氣動通用上下料機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)

31、計(jì)[J]. 長春大學(xué)學(xué)報(bào), 2012(10):9-11. [7]呂翠俠 馬新國. NZQ_2011m3氣動抓巖機(jī)中氣動絞車的改造[J]. 煤礦機(jī)械, 2010(05):159-161. [8]程錦鋒. 基于PLC控制及氣動驅(qū)動的工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]. 職業(yè), 2013(09):101-104. [9]包歡歡. 氣動機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)[J]. 科技創(chuàng)新與應(yīng)用, 2013(28):27-27. [10]張艷. 淺談工業(yè)機(jī)器人在汽車制造業(yè)中的應(yīng)用[J]. 成功：中下, 2017(16):1-1. [11]潘麗霞. 論工業(yè)機(jī)器人的發(fā)展與應(yīng)用[J]. 山西科技, 2010(03):26-27. [12]許鵬輝. 工業(yè)機(jī)器人在機(jī)械制造中的應(yīng)用[J]. 中外企業(yè)家, 2015(09):142-143. [13]張瑞新. 基于SolidWorks的液壓機(jī)械手設(shè)計(jì)[J]. 消費(fèi)電子, 2012(07X):1-1. [14]李清霞 吳小洪 張紹裘 吳冉泉 樊昶明. 積木式小型通用氣動機(jī)械手[J]. 液壓氣動與密封, 1999(01):25-27. [15]劉春林 史斐娜. 基于PLC的搬運(yùn)機(jī)械手硬件系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]. 可編程控制器與工廠自動化, 2014(08):68-71.