機電一體化課程設(shè)計-自動分揀工件機械手的設(shè)計.doc

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1、自動分揀工件機械手的設(shè)計機電一體化系統(tǒng)課程設(shè)計題目 自動分揀工件機械手的設(shè)計班 級 機械1211學(xué)生姓名 學(xué)號 同組姓名 起迄日期 2015年12月25日 2016年1月5日 指導(dǎo)教師 講師機械工程學(xué)院目錄1. 自動分揀工件機械手設(shè)計的要求、目的及意義11.1要求31.2目的及意義32. 總體方案設(shè)計與論證42.1總體方案設(shè)計42.1.1主體功能42.1.2執(zhí)行機構(gòu)52.1.3驅(qū)動機構(gòu)62.1.4控制機構(gòu)62.2總體方案論證42.2.1調(diào)試過程62.2.2調(diào)試中出現(xiàn)的問題及解決方法72.2.3結(jié)果分析83. 機構(gòu)分析與計算33.1機械手總體設(shè)計83.2機身的總體設(shè)計94. 關(guān)鍵部件設(shè)計與校核4

2、4.1機械手手抓的設(shè)計計算94.1.1選擇手抓的類型及夾緊裝置104.1.2 手抓的力學(xué)分析114.1.3機械手手抓夾持精度的分析計算115. 結(jié)論126.收獲、體會127.參考文獻131、自動分揀工件機械手設(shè)計的要求、目的及意義1.1要求1、 機械手將傳送帶A上的大號物品傳送到傳送帶B上，其他小號的物品讓其流走。機械手所有的動作均由液壓驅(qū)動，上升，下降，左移，右移均由(雙線圈)三位四通電磁閥控制，夾緊，放松用一個(單線圈)二位四通電磁閥控制，通電夾緊，斷電放松。 所有電磁線圈驅(qū)動電源：直流， 電壓24V，電流1A,位置檢測用：行程開關(guān)，光電開關(guān)，壓力繼電器。2、 系統(tǒng)操作可實現(xiàn)單循環(huán)，自動循

3、環(huán)功能。3、 設(shè)計控制系統(tǒng)和輸入/輸出信號調(diào)理電路及功率驅(qū)動電路原理圖。4、 設(shè)計控制系統(tǒng)程序流程圖并用匯編語言編寫其中的某一段程序。5、 設(shè)計操作臺面板布置示意圖。6、 編寫設(shè)計說明書和使用說明書。7、 在滿足控制要求的前提下，力求控制系統(tǒng)簡單，經(jīng)濟。1.2目的及意義現(xiàn)代計算機技術(shù)的產(chǎn)業(yè)革命，將世界經(jīng)濟從資本經(jīng)濟帶入到知識經(jīng)濟時代。在電子世界領(lǐng)域，從20世紀(jì)中的無線電時代也進入到21世紀(jì)以計算機技術(shù)為中心的智能化現(xiàn)代電子系統(tǒng)時代。而機械手控制系統(tǒng)則逐步發(fā)展為與計算機互聯(lián)，使機械手控制系統(tǒng)更加智能化，操作更加簡單方便。隨著自動化的發(fā)展，機械手（機器人）應(yīng)用將更加普遍，尤其隨著汽車行業(yè)和塑膠行業(yè)

4、的發(fā)展，西歐、日本、蘇聯(lián)和中國等地域機械手開始百花爭放，可以這樣講，未來的人類社會將是機械手的時代。該課程設(shè)計的自動分揀機械手屬于搬運機械手。所謂搬運機械手，就是將機械手安裝在移動平臺之上。這種結(jié)構(gòu)使機械手擁有很大的操作空間和高度的運動冗余性，并同時具有移動和操作功能，這使它優(yōu)于傳統(tǒng)的機械手，因此在危險作業(yè)、制造業(yè)、服務(wù)業(yè)等行業(yè)具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、強耦合、非線性、非完整性等問題的存在，都使得對搬運機械手的研究具有相當(dāng)?shù)奶魬?zhàn)性。機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為“上下料機械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機械

5、手可以提高生產(chǎn)的自動化水平和勞動生產(chǎn)率:可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)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(jié)構(gòu)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(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)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(yīng)性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小

6、批量生產(chǎn)中獲得廣泛的應(yīng)用。 2、總體方案設(shè)計與論證2.1總體方案設(shè)計(執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)、控制機構(gòu))2.1.1主體功能設(shè)計如圖所示的工作臺機械手系統(tǒng)構(gòu)成圖(1) pb1、pb2系統(tǒng)總控制開關(guān),繼電器XO、X1(2) PS1工件檢測光電開關(guān)，繼電器X6(3) LS1控制機械手的夾緊與放松，繼電器Y5(4) LS2控制工作臺的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)，繼電器Y3、Y4(5) LS3控制工作臺的上升與下降，繼電器Y1、Y2(6) 圖上省略左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)（X3、X4）、上升與下降限位開關(guān)(X5、X2)以及傳送帶A、B電動機(Y6、Y7)、液壓馬達（Y0） 按下工作啟動按鈕，傳送帶A、B開始工作。當(dāng)光電開關(guān)檢測到工件時傳

7、送帶A電動機停止運轉(zhuǎn)，機械手下降電磁閥工作，機械手下降，到達下降限位接近開關(guān)，機械手停止下降,夾緊電磁閥工作，夾緊工件，2秒鐘后機械手上升電磁閥工作，機械手上升，到達上升限位接近開關(guān)，電動機左轉(zhuǎn)電磁閥工作，機械手旋轉(zhuǎn)電動機左轉(zhuǎn)，將工件運到傳送帶B上方，機械手左轉(zhuǎn)壓到左轉(zhuǎn)限位開關(guān)，機械手旋轉(zhuǎn)電動機停止運轉(zhuǎn)，同時機械手下降，到達限位接近開關(guān)，機械手停止下降并松開釋放工件，2秒鐘后機械手上升，到達限位接近開關(guān)，傳送帶B電動機工作，傳送帶B帶動工件運行，同時機械手旋轉(zhuǎn)電動機右轉(zhuǎn)，機械手右轉(zhuǎn)壓到右轉(zhuǎn)限位開關(guān)，傳送帶B電動機停止運轉(zhuǎn)，傳送帶A電動機又開始工作，機械手開始循環(huán)工作2.1.2執(zhí)行機構(gòu)即直接抓取

8、工件的部分，由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手。本設(shè)計項目中采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運動形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。回轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛，本設(shè)計采用回轉(zhuǎn)型。手部多為兩指（也有多指，本設(shè)計采用兩指）；指形也有不同設(shè)計，常用的指形有平面、V形面的和曲面的，本設(shè)計采用平面行的設(shè)計；手指有外夾式和內(nèi)撐式，本設(shè)計采用外夾式；另外，根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種，本設(shè)計采用外抓式。如上圖可以看出。2.1.3驅(qū)動機構(gòu) 驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分。根據(jù)動力源的不同， 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分

9、為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。本驅(qū)動機構(gòu)是液壓驅(qū)動，所有動作都可以通過液壓實現(xiàn)。2.1.4控制機構(gòu) 本設(shè)計是自動化分揀工件機械手，所以肯定采取自動控制。我們學(xué)過單片機和PLC課程。倆者各有利弊，可編程序控制器(PLC)是以微處理器為核心,綜合計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動控制裝置,它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用和使用方便等一系列優(yōu)點。PLC在電磁閥的控制等領(lǐng)域已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。所以，對于該分揀機械手首先想到的是PLC。采用PLC能靈活控制機械手的操作，而且操作簡單方便；另外，PLC控制器的穩(wěn)定性是其成為工控首選的原因。 所以本設(shè)計采

10、取三菱FX2N-48MR PLC。（1） 控制系統(tǒng)設(shè)計 在一條自動生產(chǎn)線上，由機械手將傳送帶A上的物品傳送到傳送帶B上。機械手的上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機驅(qū)動。電動機應(yīng)有相應(yīng)的保護。（2） PLC（I/O）分配輸入元件輸入繼電器輸出元件輸出繼電器啟動開關(guān)X0上升電磁閥Y1關(guān)閉開關(guān)X1下降電磁閥Y2復(fù)位開關(guān)M10左轉(zhuǎn)電磁閥Y3上升限位開關(guān)X5右轉(zhuǎn)電磁閥Y4下降限位開關(guān)X2夾緊電磁閥Y5左轉(zhuǎn)限位開關(guān)X3傳送帶A電機Y6右轉(zhuǎn)限位開關(guān)X4傳送帶B電機Y7光電開光X6

11、復(fù)位電磁閥M4液壓馬達YO輔助繼電器M10,M11,M12（3） 程序設(shè)計左轉(zhuǎn)上升夾緊下降原位 松開下降上升右轉(zhuǎn) 上圖為實現(xiàn)自動化控制所畫的流程圖，根據(jù)上圖可以輕松的設(shè)計出如下的梯形圖：這個程序是嚴(yán)格按照設(shè)計要求來編的,程序中加入的M4輔助繼電器起到復(fù)位作用,啟動開關(guān)是X0,停止開關(guān)是X1,程序中還加入了了兩個計數(shù)器C0、C1。其中計數(shù)器C0對下降限位SP2(X2)計數(shù)，從而實現(xiàn)機械手到達二號（B）傳送帶時松開機械手放置物品的控制。計數(shù)器C1對上升限位SP1(X5)計數(shù)，從而實現(xiàn)機械手在松開機械手放置物品以后上升第二次壓到上升限位SP1(X5)的時候?qū)崿F(xiàn)右轉(zhuǎn)的控制。2.2總體方案論證2.2.1

12、調(diào)試過程 按下啟動開關(guān)X0以后,觀察六秒鐘以后,傳送帶A(Y6)的燈是否亮,如果不亮,說明傳送帶A的電磁閥Y6沒有得電,相關(guān)開關(guān)沒有動作,重新查看程序,修改好;如果燈亮,說明這一步程序正常.接下來按下光電開關(guān)(模擬光電開關(guān)檢測到物品),觀察機械手是否下降(Y2),如果沒有下降,說明這一步程序設(shè)計得有問題,修改程序,再監(jiān)測;如果機械手下降,程序正常,繼續(xù)下一步程序檢查.壓下下降限位開關(guān),不要松開,觀察機械手的夾緊(Y5)檢測燈是否同時亮起來,如果沒有,程序錯誤,修改程序,再作檢測;如果燈同時亮了,程序正常,繼續(xù)下一步檢查.看看兩秒鐘以后機械手是否上升(機械手上升Y1檢測燈是否亮),如果燈沒有亮,

13、說明定時器沒有起作用,檢查修改這一步程序;如果燈亮了,說明程序正常,繼續(xù)下一步的檢查.壓下上升限位開關(guān),同時松開之前所壓的下降限位開關(guān),觀察機械手是否左轉(zhuǎn)(機械手左轉(zhuǎn)Y3監(jiān)測燈是否亮),如果沒有亮,說明這一步程序有問題,檢查問題然后修改;如果燈亮了,說明程序正常,繼續(xù)下一步檢查.接下來按下左轉(zhuǎn)限位開關(guān)(注:上升限位開關(guān)依然被緊壓,機械手下降才松開),觀察機械手是否下降,如果不下降,說明程序有問題,檢查程序,作相應(yīng)修改;如果機械手下降(機械手下降的監(jiān)測燈亮),松開之前壓下的上升限位開關(guān),但左轉(zhuǎn)限位開關(guān)不能松開.按下下降限位開關(guān),剛才機械手是否動作(機械手松開),如果動作,程序正常,不然就不正常,

14、機械手動作以后,觀察兩秒鐘以后機械手是否上升,如果不上升,程序有問題;如果上升,松開下降限位開關(guān),此時左轉(zhuǎn)限位開關(guān)依然處于壓下狀態(tài).繼續(xù)下一步檢查.按下上升限位開關(guān),觀察傳送帶B是否動作,以及機械手是否同時右轉(zhuǎn)(Y4),如果同時動作,什么程序準(zhǔn)確,不然就有錯誤,得修改程序.然后同時松開左轉(zhuǎn)限位開關(guān)和上升限位開關(guān),觀察傳送帶B和機械手是否同時停止動作,及傳送帶A是否動作,如果答案是:是,那程序正常,所有程序調(diào)試完成。接下來調(diào)試復(fù)位開關(guān),當(dāng)機械手傳送帶在運作中的時候,按下停止按鈕,看看能不能復(fù)位,如果可以,什么復(fù)位正常,程序準(zhǔn)確,如果不能,就應(yīng)該找出問題并且修改程序了。2.2.2調(diào)試中出現(xiàn)的問題及

15、解決方法調(diào)試過程中,由于好多按鍵是配合使用的,使用經(jīng)常會出問題,對程序的設(shè)計要求比較高,有時候好難顧及到多個方面,例如:機械手還沒有上升的時候,下降限位開關(guān)必須被壓下,機械手還沒有左轉(zhuǎn)的時候,右轉(zhuǎn)限位就必須一直被按著,雖然只是簡簡單單的描述,但真正到了編程的時候,要求就比較高了,好多時候,在顧及到機械手右轉(zhuǎn)的同時,傳送帶B沒有動作;或者在松開上升限位和左轉(zhuǎn)限位的時候,傳送帶B和機械手右轉(zhuǎn)還是動作的.解決方式也是有好多的,最好用的就是一邊調(diào)試一邊修改程序,最終完成程序的編寫.2.2.3結(jié)果分析通過運行自己設(shè)計的正確程序，可以實現(xiàn)用機械手將物品從傳送帶A移到傳送帶B，整個過程通過手動結(jié)合程序控制，

16、PLC控制的機械手傳送帶系統(tǒng)比較大的優(yōu)點就是容易作出相應(yīng)的修改，從而適應(yīng)不同的場合，而且控制比較簡單明了。機械手的上升、下降、左轉(zhuǎn)、右轉(zhuǎn)、夾緊、放松動作分別由電磁閥控制液壓傳動系統(tǒng)工作，并用限位開關(guān)及光電開關(guān)檢測機械手動作的狀態(tài)和物品的位置。傳送帶A、B均由三相鼠籠型異步電動機驅(qū)動。3、機構(gòu)分析與計算3.1機械手總體設(shè)計3.1.1機械手基本形式的選擇常見的工業(yè)機械手根據(jù)手臂的動作形態(tài),按坐標(biāo)形式大致可以分為以下4種: (1)直角坐標(biāo)型機械手;(2)圓柱坐標(biāo)型機械手; ( 3)球坐標(biāo)(極坐標(biāo))型機械手; (4)多關(guān)節(jié)型機機械手。其中圓柱坐標(biāo)型機械手結(jié)構(gòu)簡單緊湊,定位精度較高,占地面積小，因此本設(shè)

17、計采用圓柱坐標(biāo)型。3.1.2機械手的主要部件及運動在圓柱坐在圓柱坐標(biāo)式機械手的基本方案選定后，根據(jù)設(shè)計任務(wù)，為了滿足設(shè)計要求，本設(shè)計關(guān)于機械手具有5個自由度既：手抓張合；手部回轉(zhuǎn)；手臂伸縮；手臂回轉(zhuǎn)；手臂升降5個主要運動。本設(shè)計機械手主要由4個大部件和5個液壓缸組成：（1）手部，采用一個直線液壓缸，通過機構(gòu)運動實現(xiàn)手抓的張合；（2） 腕部，采用一個回轉(zhuǎn)液壓缸實現(xiàn)手部回轉(zhuǎn)180；（3）臂部，采用直線缸來實現(xiàn)手臂平動50mm；（4）機身，采用一個直線缸和一個回轉(zhuǎn)缸來實現(xiàn)手臂升降和回轉(zhuǎn)。3.1.3驅(qū)動機構(gòu)的選擇驅(qū)動機構(gòu)是工業(yè)機械手的重要組成部分, 工業(yè)機械手的性能價格比在很大程度上取決于驅(qū)動方案及其

18、裝置。根據(jù)動力源的不同, 工業(yè)機械手的驅(qū)動機構(gòu)大致可分為液壓、氣動、電動和機械驅(qū)動等四類。采用液壓機構(gòu)驅(qū)動機械手,結(jié)構(gòu)簡單、尺寸緊湊、重量輕、控制方便，驅(qū)動力大等優(yōu)點。因此，機械手的驅(qū)動方案選擇液壓驅(qū)動。3.1.4機械手的技術(shù)參數(shù)列表一、用途：搬運:用于車間搬運二、設(shè)計技術(shù)參數(shù):1、抓重:6Kg (夾持式手部) 2、自由度數(shù):5個自由 3 、座標(biāo)型式:圓柱座標(biāo) 4、最大工作半徑:60mm 5、手臂最大中心高:100mm3.2機身的總體設(shè)計按照設(shè)計要求，機械手要實現(xiàn)手臂1800的回轉(zhuǎn)運動，實現(xiàn)手臂的回轉(zhuǎn)運動機構(gòu)一般設(shè)計在機身處。為了設(shè)計出合理的運動機構(gòu)，就要綜合考慮，分析。機身承載著手臂，做回轉(zhuǎn)

19、，升降運動，是機械手的重要組成部分。常用的機身結(jié)構(gòu)有以下幾種：（1） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之下的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)優(yōu)點是能承受較大偏重力矩。其缺點是回轉(zhuǎn)運動傳動路線長，花鍵軸的變形對回轉(zhuǎn)精度的影響較大。（2） 回轉(zhuǎn)缸置于升降之上的結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)采用單缸活塞桿，內(nèi)部導(dǎo)向，結(jié)構(gòu)緊湊。但回轉(zhuǎn)缸與臂部一起升降，運動部件較大。（3） 活塞缸和齒條齒輪機構(gòu)。手臂的回轉(zhuǎn)運動是通過齒條齒輪機構(gòu)來實現(xiàn)：齒條的往復(fù)運動帶動與手臂連接的齒輪作往復(fù)回轉(zhuǎn)，從而使手臂左右擺動。分析：經(jīng)過綜合考慮，本設(shè)計選用回轉(zhuǎn)缸置于升降缸之上的結(jié)構(gòu)。本設(shè)計機身包括兩個運動，機身的回轉(zhuǎn)和升降。如上圖所示，回轉(zhuǎn)機構(gòu)置于升降缸之上的機身結(jié)構(gòu)。手臂部件與

20、回轉(zhuǎn)缸的上端蓋連接，回轉(zhuǎn)缸的動片與缸體連接，由缸體帶動手臂回轉(zhuǎn)運動?；剞D(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)軸與升降缸的活塞桿是一體的。活塞桿采用空心，內(nèi)裝一花鍵套與花鍵軸配合，活塞升降由花鍵軸導(dǎo)向?；ㄦI軸與與升降缸的下端蓋用鍵來固定，下短蓋與連接地面的的底座固定。這樣就固定了花鍵軸，也就通過花鍵軸固定了活塞桿。這種結(jié)構(gòu)是導(dǎo)向桿在內(nèi)部，結(jié)構(gòu)緊湊。具體結(jié)構(gòu)見下圖。驅(qū)動機構(gòu)是液壓驅(qū)動，回轉(zhuǎn)缸通過兩個油孔，一個進油孔，一個排油孔，分別通向回轉(zhuǎn)葉片的兩側(cè)來實現(xiàn)葉片回轉(zhuǎn)。回轉(zhuǎn)角度一般靠機械擋塊來決定，對于本設(shè)計就是考慮兩個葉片之間可以轉(zhuǎn)動的角度，為滿足設(shè)計要求，設(shè)計中動片和靜片之間可以回轉(zhuǎn)1804、關(guān)鍵部件設(shè)計與校核4.1機械手手抓

21、的設(shè)計計算4.1.1選擇手抓的類型及夾緊裝置本設(shè)計是設(shè)計平動搬運機械手的設(shè)計，考慮到所要達到的原始參數(shù)：手抓張合角=，夾取重量為6Kg。常用的工業(yè)機械手手部,按握持工件的原理,分為夾持和吸附兩大類。吸附式常用于抓取工件表面平整、面積較大的板狀物體,不適合用于本方案。本設(shè)計機械手采用夾持式手指,夾持式機械手按運動形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。平移型手指的張開閉合靠手指的平行移動,這種手指結(jié)構(gòu)簡單, 適于夾持平板方料, 且工件徑向尺寸的變化不影響其軸心的位置, 其理論夾持誤差零。若采用典型的平移型手指, 驅(qū)動力需加在手指移動方向上,這樣會使結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜且體積龐大。顯然是不合適的，因此不選擇這種類型。通

22、過綜合考慮，本設(shè)計選擇二指回轉(zhuǎn)型手抓，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。夾緊裝置選擇常開式夾緊裝置，它在彈簧的作用下機械手手抓閉和，在壓力油作用下，彈簧被壓縮，從而機械手手指張開。4.1.2 手抓的力學(xué)分析下面對其基本結(jié)構(gòu)進行力學(xué)分析：滑槽杠桿 圖3.1（a）為常見的滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)。 (a) (b)圖3.1 滑槽杠桿式手部結(jié)構(gòu)、受力分析1手指 2銷軸 3杠桿在杠桿3的作用下，銷軸2向上的拉力為F，并通過銷軸中心O點，兩手指1的滑槽對銷軸的反作用力為F1和F2，其力的方向垂直于滑槽的中心線和并指向點，交和的延長線于A及B。由 =0 得 =0 得 由 =0 得 h F= 式中 a手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中

23、心的距離（mm）； 工件被夾緊時手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點的夾角。由分析可知，當(dāng)驅(qū)動力一定時，角增大，則握力也隨之增大，但角過大會導(dǎo)致拉桿行程過大，以及手部結(jié)構(gòu)增大，因此最好=-。4.1.3機械手手抓夾持精度的分析計算機械手的精度設(shè)計要求工件定位準(zhǔn)確,抓取精度高,重復(fù)定位精度和運動穩(wěn)定性好,并有足夠的抓取能力。機械手能否準(zhǔn)確夾持工件，把工件送到指定位置，不僅取決于機械手的定位精度（由臂部和腕部等運動部件來決定），而且也于機械手夾持誤差大小有關(guān)。特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中，為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi)變化，一定進行機械手的夾持誤差。 圖3.3 手抓夾持誤差分析示意圖該設(shè)計以棒料來分析機械手

24、的夾持誤差精度。機械手的夾持范圍為80mm-180mm。一般夾持誤差不超過1mm,分析如下：工件的平均半徑：手指長,取V型夾角偏轉(zhuǎn)角按最佳偏轉(zhuǎn)角確定：計算 當(dāng)S時帶入有：夾持誤差滿足設(shè)計要求。5、結(jié)論本智能系統(tǒng)擁有強大的分揀能力，可以根據(jù)物體的大小，顏色進行現(xiàn)場調(diào)試從而快速的進行調(diào)整和分揀。該系統(tǒng)具有良好的開放性能，可用來分揀材料、零件、工具等物件；為了執(zhí)行不同的任務(wù)而具有可改變和可編程動作的專用系統(tǒng)。適用于大批量大規(guī)模小型工件的分揀工作，然后所采用的機構(gòu)和動力驅(qū)動都是精度很高，適用性很強的元器件。所采取的PLC可編程控制器也是簡單易操作，在工廠的實際生產(chǎn)作業(yè)中，可以發(fā)揮很大的作用。該套設(shè)備設(shè)

25、計簡單，維修方便，即便是毫無經(jīng)驗的一線操作工都可以在設(shè)備處理簡單故障時進行快速有效的緊急維修。該設(shè)備采用的材料等也是成本低廉，方便各小型工廠的大批量的購買，對生產(chǎn)實際可以發(fā)揮巨大作用。該套設(shè)備都是采用了模塊化設(shè)計，從機械部分到電氣部分，方便安裝也方便適應(yīng)各種各樣工件的分揀，如果在加上一些更多的光電檢測開關(guān)可以對更多不同種類的工件進行高效快速的分揀工作，方便適應(yīng)不同廠家的不同需求，后期的可繼續(xù)開發(fā)性特別好，實用性和適用范圍也是很廣泛。6、收獲、體會經(jīng)過這次的機電一體化課程設(shè)計，我覺得收獲相當(dāng)大，在這個實踐環(huán)節(jié)中我學(xué)到了很多知識，同時也提高了自身的實踐能力。在這次設(shè)計中我發(fā)現(xiàn)了很多問題，對于出現(xiàn)的

26、問題，我們翻找了專業(yè)書籍來復(fù)習(xí)，以前學(xué)的大多是理論性極強的東西，這是一個實際應(yīng)用問題。查找了很多資料，與同學(xué)討論。缺乏一個完整的知識體系，以前所學(xué)的知識沒有在學(xué)完之后進行總結(jié)歸納，對于機械類跟電子類的知識分別進行總結(jié)，只有這樣才能形成自己的知識體系，在面對機電一體化這樣的綜合問題才能有步驟地進行解決。學(xué)會掌握常用伺服電動機的工作原理、設(shè)計計算方法與控制驅(qū)動方式，學(xué)會軟件的設(shè)計思路，CPU的選擇等。培養(yǎng)了獨立分析問題和解決問題的能力，學(xué)會并初步樹立“系統(tǒng)設(shè)計”的思想。7.參考文獻1蔡自興.機器人學(xué)的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略.2001.42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.2001.23吳振順.氣壓傳動與控制.哈爾濱:哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社，19954馬小軍可編程控制器及其應(yīng)用南京：東南大學(xué)出版社，2007.85史宜巧，田敏PLC控制系統(tǒng)設(shè)計與運行維護北京：機械工業(yè)出版社，201096阮友德電氣控制與PLC實訓(xùn)教程北京：人民郵電出版社，200697巫莉電氣控制與PLC應(yīng)用北京：中國電力出版社，2008614