机械手plc设计就

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1、3.1方案一图2方案一示意图1-夹紧气缸；2-纵向气缸；3-横向气缸；4-常开手部5-固定支架导轨（2个）；6-弹簧3.2方案二图3方案二示意图1-升降气缸2-水平移动气缸3-夹紧气缸4-常开手部5-弹簧3.3方案的比较及最终方案的确定由以上两个方案可以看出：方案一为悬挂式，根据场地情况制作一个固定支架，机械手的所有重量都由固定支架来支撑。支架上方是一个导轨，气缸3通过固定设备固定在导轨上，气缸2通过与导轨相连，可以在水平方向移动。气缸1采用的是靠弹簧恢复的单作用气缸，它与手爪构成了一套常闭式夹紧装置；方案二为地面固定式，气缸3固定在地面上的固定台上，其它气

2、缸重量由气缸3支撑，气缸1与方案一相同。通过方案比较可知，在负载相同的情况下，方案二中气缸3的尺寸将远远小于方案一，浪费原材料，不经济，而且横向气缸活塞杆会承受很大的弯矩，影响装置的使用寿命，但方案一的占地面积大些。综合考虑后，我认为方案一较方案二更好些，故我选择方案一。4机械传动系统设计本方案的机械设计中重在气缸的设计，气缸1的作用是物品的抓紧和释放，气缸2的作用是实现物料纵向的提升与下降，气缸3的作用是实现物料的横向移动。对气缸结构的要求一是重量尽量轻，以达到动作灵活、运动速度高、节约材料和动力，同时减少运动的冲击，二是要有足够的刚度以保证运动精度和定位

3、精度气缸的设计流程图如图5所示图4气缸设计流程图气缸按结构特征分类如图5单活塞杆气缸是各类气缸中应用最广的一种气缸。由于它只在活塞的一端有活塞杆，活塞两侧承受气压作用的面积不等，因而活塞杆伸出时的推力大于退回时的拉力。双活塞杆气缸活塞两侧都有活塞杆，两侧受气压作用的面积相等，活塞杆伸出时的推力和退回时的拉力相等。单作用气缸是由一侧气口供给气压驱动活塞运动，依靠弹簧力、外力或自重等作用返回；而双作用气缸是由两侧供气口交替供给气压使活塞作往复运动。结合课程设计的方案，夹紧气缸1选择单作用气缸，依靠弹簧力恢复；纵向气缸2选择单作用气缸，靠重力恢复；横向气缸3选择双

4、作用气缸图5气缸结构分类4.1手指气缸的设计图6手指气缸结构图（1）夹紧力的计算手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据。必须对其大小、方向和作用点进行分析、计算。一般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运动状态变化所产生的载荷(惯性力或惯性力矩)，以使工件保持可靠的夹紧状态。手指对工件的夹紧力可按下式计算：式中——安全系数，通常取1.2-2.0；——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响，可用下式估算其中a——运载工件时重力方向的最大升加速度g——重力加速度——方位系数，根据手指与工件形状以及手指与工件位置不同进行选定。f——摩擦系数G——选

5、取工件所受的重力（N）设为1.5，将已知条件代入得：（2）气缸的内径根据手指的几何关系得：由设计任务可以知道，要驱动的负载大小位100Kg，考虑到气缸未加载时实际所能输出的力，受气缸活塞和缸筒之间的摩擦、活塞杆与前气缸之间的摩擦力的影响。在研究气缸性能和确定气缸缸径时，常用到负载率β：由《液压与气压传动技术》表11-1：取β=0.45根据气缸的结构得：估算时取d=0.3D,=40N,P=0.5。代入上式得：按照GB/T2348-1993标准进行圆整，取D=80mm（1）活塞杆直径由d=0.3D估取活塞杆直径d=25mm(4)缸筒长度的确定：缸筒长度S=L+B

6、+20L为活塞行程；B为活塞厚度活塞厚度B=(0.200.25)D=0.2080=16mm由于气缸的行程L=200mm,所以S=L+B+20=236mm（5）气缸筒的壁厚的确定:由《液压气动技术速查手册》知：一般气缸缸筒与内径之比，其壁厚通常按薄壁筒公式计算：通常计算出的壁厚往往很薄，考虑机械加工工艺性，往往将缸筒壁厚适当加厚，且尽量选用标准内径和壁厚的钢管与铝合金管。下图所列缸筒壁厚可供参考。假设所选材料为无缝钢管，则由表知(6)气缸耗气量的计算：气缸的耗气量是指气缸往复运动时所消耗的压缩空气量。耗气量大小与气缸的性能无关，但它是选择空压机排气量的重要依据

7、。(7)气缸的进、排气口计算通常气缸的进、排气口的直径大小与气缸速度有关，根据ISO-15552、ISO-7180。气缸的进、排气口的直径见下表（ISO标准规定）气缸直径3240506380气口尺寸100125150200250汽缸直径气口尺寸汽缸直径320气口尺寸查此表可知，气缸的进、排气口的规格为4.2纵向气缸的设计由设计方案可以知道，纵向气缸1不仅要承受负载50kg的重量，还要承受气缸3及手指部分的重量，假设此重量为负载的十分之一，即5kg。则纵向气缸实际的负载F=539N。进一步求的理论负载（1）气缸的内径由公式得：查表后得：D=63mm。（2）活塞

8、杆直径由d=0.3D估取活塞杆直径d=18.9mm查