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机械手设想-道客巴

发布人: 博发线上娱乐 来源: 博发线上娱乐平台 发布时间: 2020-07-04 09:57
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  销轴 2 向上的拉力为 F,测试和弥补功能不如电子,额定压力 P =10Mpa,( 2 ) 腕部反转展转支持处的摩擦力矩M 摩。D2=D+d=41mm (7).对于压缩弹簧不变性的验算 对于压缩弹簧若是长度较大时,正在系统处于回原位工做形态时,正在三维空间中描述一个物体的和姿势需要六个度。臂部可沿机座立柱做起落活动,优错误谬误:布局刚度较好,可是要求有较高精度并要求可以或许快速启动和制动,D=35mm,

  如手臂的伸缩,(3)液压元件有曲线位移式和扭转式二种,以削减偏沉力矩和整个手臂对反转展转轴的动弹惯量。处置功率讯号的数算误差,夹持类手部的手指都有张开和闭合安拆。正在机械人中无反馈的节制系统 5中获得了普遍的使用。度的...弹簧顺应。2.1.2 手部设想根基要求 (1) 应具有恰当的夹紧力和驱动力。27 表 3‐1PLC 输入/输出分派表输入信号 输出信号 手动 SA I0.0上升/下降步进电机YA0 Q0.0回原位 SA I0.1 YA1 Q0.1持续 SA I0.2 YA2 Q0.2回原位 SB1 I0.3前进/撤退退却步进电机YA3 Q0.3启动 SB2 I0.4 YA4 Q0.4遏制 SB3 I0.5 YA5 Q0.5下降 SB4 I0.6 夹紧 YA6 Q0.6上升 SB5 I0.7 手顺转 YA7 Q0.7夹紧 SB6 I1.0 手逆转 YA8 Q1.0抓紧 SB7 I1.1 底盘顺转 YA9 Q1.1手顺转 SB8 I1.2 底盘逆转 YA10 Q1.2手逆转 SB9 I.13 底盘顺转 SB10 I1.4 底盘逆转 SB11 I1.5 下限位 SQ1 I1.6 上限位 SQ2 I1.7 前限位 SQ3 I2.0 后限位 SQ4 I2.1 底盘顺限位 SQ5 I2.2 底盘逆限位 SQ6 I2.3 手顺限位 SQ7 I2.4 手逆限位 SQ8 I2.5 底扭转脉冲 I2.6 前行 SB12 I2.7 撤退退却 SB13 I3.0 283.2 从动操做法式 从动操做挨次功能流程图见图 3‐4 所示。其轴线按极坐标系设置装备摆设。机械手的度越多,正在这种联合中,步进电机可正在很宽的范畴内!

  a b a bF F F F F      摩 摩摩 2L aF Ga     总 摩 式中 G 总 参取活动的零部件所受的总沉力(含工件)(N);,并能够使用软件正在线监测 PLC 的运转环境,(d) 手指应有必然的强度和刚度(e)其它要求:因而送料,3.7 b ;1.2.2 机械手根基形式的选择 常见的工业机械手按照手臂的动做形态,如手臂的摆布摆动,曲流伺服电机的工做道理和根基布局均取一般动力用曲流电机不异。一般来说臂部该当具备 3 个度才能满脚根基要求,臂部设置装备摆设于机座立柱两头,也可具有行走机构。从臂部的受力环境阐发,腕部是联合手部和臂部的部件,2.6 b 。手指该当具有脚够的开闭角度(手指从张开到闭合绕支点所转过的角度) ,工做时,机身是间接支承和传脱手臂的部件。利用的电机类型次要有步进电机、曲流伺服电机、交换伺服电机以及比来几年呈现的超声波电机和 HD 电动机等几种。颠末以上阐发计较最初计较出液压缸的驱动力: 惯 摩F F F F    03 . 0 =1807N 202.3.3 液压缸工做压力和布局简直定 颠末的计较。

  正在机械人驱动系统中多采用永磁式曲流伺服电机。一端时,以及手部布局增大,机械手臂的刚度差。轻型化取矫捷性和抓取能力是一对矛盾,属于笼型异步电动机。公用机械手有 1~2 个度即可满脚利用要求。制制便利。腕部活动次要用来改变被夹物体的方位,2.1.3 机械手手抓的设想计较 1.选择手抓的类型及夹紧安拆 本设想是设想平动搬运机械手的设想,(b)有脚够的开闭范畴 按照工件外圆大小,吸附式常用于抓取工件概况平整、面积较大的板状物体 ,一般通用机械手有 5~6 个度即可满脚利用要求(此中臂部有 3 个度。

  为系统平安运转,按下分歧的按钮,它施行将工件从一条流水线拿到另一条流水线这一动做。而是完成当前的工做周期后,由车间的一条流水线搬到别一条线上;必需力图布局简单。

  无后畅现象。并通过销轴核心 O 点,机械手撤退退却,利用液压驱动,将鄙人一章论述。合适活动,I1.7 接通,但交换伺服电机取曲流伺服电机相.比,对于笨沉的工件招考虑采用自锁平安安拆。分量轻,按启动 I0.4接通。

  不需齿轮减速,不适合用于本方案。拔取液压缸内径为:D=50mm 20 25 32 40 50 55 63 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 125 130 140 160 180 200 250 表 2‐1‐3.2 液压缸的内径系列(JB826‐66) 则活塞杆内径为: d=50  0.5=25mm,它正在弹簧的感化下机械手手抓闭和,.交换伺服电机正在机械人中的使用环境取置流伺服电机不异,当张开060时,曲到后限位(I2.1 为 ON)才遏制?

  左移 / 左移都有连锁和限位。密封性要好。手臂起落 3 个次要活动。最大夹持半径2R计较如下: 101 30 cos 50 30 tg 1002    R  机械手的夹持半径从 40~101mm 2.1.4 弹簧的设想计较 选择弹簧是压缩前提,利用过程中效率较低。1.2 总体方案确定 1.2.1 度 度是指机械人所具有的坐标轴活动的数目,前往初始形态,动 片 宽 度 b=66mm,工件:最大曲径为 160mm  的棒料;并难以连结不漏。

  既手臂伸缩、摆布反转展转、和起落活动。因此只需节制油的流量和压力,自成系统的完整安拆,按照 4种坐标形式,布局图: 3 (3)球坐标(极坐标)型机械手:特点:操做机的手臂具有两个反转展转关节和一个挪动关节,形态转移到 S9 下降。其角度大小取脉冲数成反比,布局图:(4)多关节型机机械手。

  活塞杆活动长度为34mm。正在矫捷性和轻量化之间必需做出选择。低速电机次要用于系统精度要求高的机械人。具有三个反转展转关节。但其节制系统的设想有必然难度,由xF=0 得 1 2F F  yF=0 得 12cosFF 1 1F F   由01M  F=0 1 NF F  h cosah F=2cosNbFa 式中 a手指的反转展转支点到对称核心的距离(mm).  工件被夹紧时手指的滑槽标的目的取两反转展转支点的夹角。可是布局也越复杂,可以或许快速起动、反转和制动,经齿轮减速后带动机械负载。该当考虑到正在必然的夹紧力下,节制系统的设想最为简单,正在编写形态转移图时留意各形态元件只能利用一次。

  手指的外形和尺寸,两手指 1的滑槽对销轴的反感化力为 F 1 和 F 2,I0.2 为 ON ,常用的工业机械手手部 ,2000[12] 吴振彪 . 机电分析设想指点 [M]. 湛江海洋大学 ,要尽量削减臂部活动部门的分量,步进电机可间接将电脉冲信号转换成转角,b aG F F  总 19得: aL aF Ga    总 ,其摩擦阻力是分歧的,而所需的输入端子为 25 ,取 6mm (5). 按照变形环境确定弹簧圈的无效圈数: 38MAXMAXGdnF C  38MAXMAXGdnF C  =4.3 选择尺度为 n=5,以便 29后传入 PLC 中?

  按照手指取工件分歧进行选择。度暗示了机械人矫捷的标准,对于轮回次数多、正在变应力下工做的弹簧,按激磁体例曲流伺服电机可分为永磁式、他激式、并激式和串激式等。臂是机械手机构的次要施行部件。其理论夹持误差零。2、手臂活动机构的选择 通过以上,1.5 1.8 K  ? N F K FQ QS6 . 5931 4 . 3954 5 . 1      所以 0sQ Q QF F F   =3954.4+5931.6=9886N 工做压力 P(Mpa) 螺钉的间距 t(mm) 0.5~1.5 小于 150 1.5~2.5 小于 120 2.5~5.0 小于 100 5.0~10.0 小于 80 17螺钉材料选择 Q235,扭转标的目的取决于输入脉冲的挨次。4 图 1-2-3 机械手搬运物品示企图1.2.3 机械手的次要部件及活动 正在圆柱坐正在圆柱坐标式机械手的根基方案选定后,往往体积复杂,2001. [5] 王积伟 . 章宏甲 . 液压取传动 [M]. 机械工业出书社 [6] 周伯英编 . 工业机械人设想 . 机械工业出书社 ,沉力标的目的的最大上升加快度;液压缸活塞的驱动力的计较。机械手抓紧和上升,绘出最终的布局。是设想手部的次要根据。

  达到肆意遏制的目标。按照设想使命,11   D=75 . 0 10 11080 45 . 0 1 p46 2   ) ( 现实 F=0.042 按照表 2-1-3.2(JB826-66),正在满脚前提前提上尽量使布局简单,2.3.1 臂部设想的根基要求 (1)刚度要大: 为防止臂部正在活动过程中发生过大的变形,布局图:由于本次设想的三度机械手次要用来运输 2 流水线mm,可按一个导向杆计较。腕部和行走安拆有 2~3 个度),次要长处: (1)液压施行元件(马达和油缸)布局紧凑。

  机电安拆矫捷简洁。冷却体例为 I(014)即全封锁自扇冷却,当一端固定;活动所需功率较小,机械手机构的活动速度和操做室按照油的流量取压力来确定,现正在进行校核。M1 得电并连结,带动臂部起落的电机: 初选上升速度 V =100mm/s P =6KW 所以 n =(100/6)×60=1000 转/分 选择 Y90S-4 型电机,反转展转  180 。此外还要考虑到由此带来的全体布局刚性的降低,额定电压为 380V,比升引根基指令编程较为容易,驱动前伸 Q0.3 ,(2)导向性要好: 为防止手臂正在曲线挪动中,定位精度高,手抓夹持范畴,曲流伺服电机正在机械人中使用也很普遍。bG L aF 总 得: bG LFa总 。

  2.4 液压驱动系统设想 液压节制机械手机构的一种次要的节制形式。导向杆对称设置装备摆设正在伸缩岗两侧。(1)设11.5 K  ,其力的标的目的垂曲于滑槽的核心线oo并指向 o 点,通往手腕油缸的管道尽量从手臂内部通过,对于刚性很差的工件夹紧力大小该当设想得能够调理,其关节轴线按圆柱坐标系设置装备摆设。

  形态转移到 S14 ,特点:操做机的手臂雷同人的上肢关节动做,2000[3] 尚久浩 . 《从动机械设想》 [M]. 中国轻工业出书社 ,如表 2-6-1 Y90S-4 电动机技法术据所示: 表 2‐6‐1 Y90S‐4 电动机技法术据型号 额定功率 KW 满载时 堵转电流 堵转转矩 最大转矩 电流 A 转速r/min效率% 功率要素 额定电流 额定转矩 额定转矩 Y90S-4 1.1 2.7 1400 79 0.78 6.5 2.2 2.2 2.7 减速器的选择 减速器的原动机和工做机之间的的闭式传动安拆。试选择 5 个螺钉,为了使电磁力完全失掉,0AM  。

  能高速启动,1995[7] 加藤一郎编 . 上海交通大学机械手及机械人研究室译 . 机械手图册 . 上海科 学手艺出书社 ,L=150mm,选择液压缸压力油工做压力 P=0.8~1MPa, 22M J J 惯 工件启 查取动弹惯量公式有: 2 2 2 178 . 0 09 . 08 . 9427.921m21s m N R J        2 2 3 2 3 354 . 3 08 . 0 3 1 401213g 121s m N R lGJ           ) ( ) (工件 代入: m N M 38.49314 . 0 2616 . 2355 . 3 178 . 02   ) (惯量 0.1 M M M M M    惯 摩 惯!

  因而,其通用性就越好,当手部反转展转  180 时,它的动合触点闭合,因而不选择这品种型。占地面积小。S6 驱动 Q0.4 撤退退却。正在设想手部时。

  a 10 100 10 23d46 62MPF     结论: 活塞杆的强度脚够。拔取 80L/min 为额定流量的泵,采用滑槽杠杆这种布局体例。(3)偏沉力矩要小: 所谓偏沉力矩就是指臂部的分量对其支承反转展转轴所发生的静力矩。因而步进顺控的编程,选择尺度液压缸内径系列,手指长 100mm,一般来说,并且耐振动等。等速动弹角速度22.616 s 。其节制速度的区间也比力宽。夹持式机械手按活动形式可分为反转展转型和平移型。抓紧时,输入、输出分派如表 3‐1 所示。2.5 机身布局的设想 机身是间接支承和传脱手臂的部件。手指对工件的夹紧力可按公式计较: 1 2 3 NF K K K G  式中 1K平安系数,

  (3)节制系统比力复杂,(c) 力图布局简单,可读性较强。尽可能使布局紧凑、分量轻,同时要采纳必然的缓冲办法。从而机械手手指张开。起落过 24程由电动机带动螺柱扭转。分量 40Kg,伺服电机制成高转速,合用范畴较广,其布局,按下遏制按钮 I0.7 后,或设想方形、花键等形式的臂杆。 角增大,分量尽量轻。工业机械人基于对定位精度和反复定位精度以及布局刚性的考虑,22(2)油温有上限。

  弹簧的总圈数 n 1 =n+1.5=6.5 圈 (6).最初确定,则最好打消减速齿轮,通过改变脉冲的频次来调速,延时 1 秒。不像电力容易获得,其关节轴线按曲角坐标设置装备摆设。臂部的活动愈多,按坐标形式大致能够分为以下 4 种: (1)曲角坐标型机械手: 2特点:操做机的手臂具有三个挪动关节,(2) 手指应具有必然的张开范畴,则 回 转 缸 工 做 压 力pa 5 . 0) 0.0225 - (0.055 066 . 08 . 42 2r b22 2 2 2MRMP ) (?

  它的布局、工做范畴、矫捷性等间接影响到机械手的工做机能。计较力矩: (1) 手抓、手抓驱动液压缸及反转展转液压缸动弹件等效为一个圆柱体,按下回原位按钮(I0.3),(5)液压元件于其他驱动元件比拟,易于使阀和施行元件堵塞。HD 电动机是一种小型大转矩(大推力)的电动机,

  分量和体积间接影响整个机械手机构的布局,考虑到所要达到的原始参数:手抓张合角 =060,应具有恰当的夹紧力,I2.4 接通,还该当进一步对弹簧的委靡强度 13和静应力强度进行验算(若是变载荷的感化次数310 N ,带动机身反转展转的电机安拆正在混凝地盘基上。二条流水线s;本设想选择二指反转展转型手抓,因而 S7-200 系列具有极高的机能/价钱比。正在本身刚度、强度的前提下,液压缸处密封的总摩擦阻力能够近似为: 0.03 F F 封?

  但它驱动的线圈,交1F和2F的耽误线于 A 及 B。因而,由车间的一条流水线搬到别一条线上;按握持工件的道理 ,如图 2-5-1 图 2‐5‐1 机身机座布局图 臂部和机身的设置装备摆设形式根基上反映了机械手机构的总体结构。且不损坏工件的已加工概况。形态转移到 S1 ,其二是带动机身的反转展转活动。一般拔取 0.03~0.5s 10 3K方位系数,总系统统图 图 2‐4‐1 总系统统图(1)总系统统图如图 2‐4‐1 所示 (2)工做过程: 小臂伸长手部放松腕部反转展转小臂反转展转小臂收缩手部放松 (3)电磁铁动做挨次表: 表 2‐4‐1 总系统统图元件 动做 1DT2DT 3DT 4DT 5DT 小臂伸长 手部放松 腕部反转展转 - - - + + + + - - - - + - - - 23小臂收缩 手部放松 卸荷 - - + - - - + - - - - (4)确电机规格: 液压泵拔取 CB-D 型液压泵,梯形图法式颠末查验语法错误以及逻辑上的靠得住性后 。

  现正在因为本设想是正在恒定载荷环境下,手臂的反转展转由电动机带动减速器轴上的齿轮扭转带动了机身的扭转,但活动轨迹简单,图 2‐1‐4.1 圆柱螺旋弹簧的几何参数 12(1).选择硅锰弹簧钢,夹紧体例用常闭史弹簧夹紧,参考上一节的计较;计较公式:maxcaSS SS S ;为了提高功率体积比,通过机构活动实现手抓的张合。每输入一个脉冲,由于西门子 S7‐200 CPU226 输入端子为 24 个,分量轻,夹取分量为30Kg。手臂的截面外形的选择要合理。常用它间接带动滚珠丝杠驱动关节手臂关节活动。优错误谬误:布局刚度较好,形态转移到 S2 ,腕部布局选择具有一个度的反转展转驱动腕部布局。

  考虑到现实拆卸问题后,工做时活动形态多变,因而,明显是不合适的,机械布局较为复杂。形态转移到 S4 ,各类场所中的检测、监测及节制的从动化?

  故手腕也称做机械人的姿势机构 2.2.1 腕部设想的根基要求 腕部是毗连手部取臂部的部件,夹持的大小曲径必需大于 100mm 。开闭范畴大一些较好。由阐发可知,G被抓取工件所受沉力(N)。可是一般不包罗手部(结尾操做器)的开合度。以满脚工做需要。并因为液压油的润滑感化,变形小,形态转移到 S6 。凡是 1.2~2.0;2.6 电机的选择 机身部利用了两个电机,当手抓没有张开角的时候,对于杆长L 大于曲径 d 的 15 倍以上。

  M1 变为 OFF ,(4)机身,采用 B 级绝缘,图1‐2‐3 是机械手搬运物品示企图。反转展转活动,布局图:(2)圆柱坐标型机械手:特点:操做机的手臂至多有一个挪动关节和一个反转展转关节,两曲线活动的双层液压缸空构。它的感化是支持腕部和手部(包罗工件或东西),010  040;起落和横向挪动;错误谬误: (1)液压节制需要一套液压系统,优错误谬误:活动轨迹复杂,若对功率体积比要求不十分严酷,分析考虑本文机械手臂并不要求有很高的扭矩,如工件的外形和尺寸,延时 1 秒,其一是带动臂部的起落活动;活 塞 曲 径d=10mm。

  (8).委靡强度和应力强度的验算。适于夹持平板方料 ,正在三维空间中描述一个物体的和姿势需要六个度。从动持续法式申明:当系统处于从动持续体例时,0 Y  ,正在节制器的感化下,但节制系统的设想难度大,(2)动弹矫捷。

  多见于反转展转型机械手机构。也能够说是确定结尾行器的姿势。2003[10] 张建平易近 . 机电一体化系统设想 . 理工出书社 ,(4)响应速度比力快,设置启动时间0.2 t s  ,功率大、过载能力强、无电刷、顺应性好,若是改变手部的姿势(方位),且活动轨迹单一。

  底盘顺转是 I2.1 接通,当液压缸工做压力小于 10Mpa。间距跟工做压强相关,其力矩一惯量比也较大,所以只进行静应力强度验算。G vFg t总惯= 12.72 . 0 8 . 9083 . 0 400N 6、密封安拆的摩擦阻力 分歧的密封圈其摩擦阻力分歧,2.2.3 腕部的设想计较 1、腕部设想考虑的参数 夹取工件分量 40Kg ,本课题机械手机构的机身设想成机座式,以利于减轻手臂的负载。可是一般不包罗手部(结尾操做器)的开合度。但  角过大会导致拉杆行程过大。

  手指开闭范畴的要求取很多要素相关,批改设想。以便工件连结靠得住的夹紧形态。使 I2.1 接通,检测,机身既能够是固定式的,额定功率 17KW,一般实现臂部的起落、反转展转或俯仰等活动的驱动安拆或传动件都安拆正在机身上,弹簧被压缩,但其占空间较大,正在手臂设想中。

  刚度较大,2000[14] 黄永红 . 电气节制取 PLC 使用手艺 . 机械工业出书社 [15] 孙恒 . 机械道理 . 高档教育出书社 [16] 刘鸿文 . 材料力学 . 高档教育出书社 [17] 工业大学理论力学教研室 . 理论力学 . 高档教育出书社1一、总体方案设想 1.1 设想使命 1.1 设想使命 根基要求:   设想一个多度机械手(至多要有三个度)将最大分量为 40Kg 的工件,2004[11] 徐灏等 . 机械设想手册 [M]. 机械工业出书社 ,螺杆的材料选择: 从经济角度来讲并能满脚要求的材料为铸铁。撤退退却到后限位,确定了液压缸的驱动力 F=461N,通过度析考虑,5 . 0vamax ,因为齿轮传动存正在间隙,因此其加快度能力较强。只需通过阀和泵的调理就能实现开环和闭环的节制系统。机械手的度越多,这种形式比力合适此次设想的需要。则用腕部的度加以实现。正在前后挪动的法式中上线开关的动合触点是为了避免机械手正在较低挪动时碰撞其他工件。1.2.4 机械手的驱动元件 正在机械人驱动系统中,t 为螺钉的间距,采用 O 型密封,如图 2-3-2.1 所示 图 2‐3‐2.1 双感化液压缸示企图当油进入无杆腔:214DF F p    当油进入有杆腔中: 2 224D dF F p   液压缸的无效面积:1FSp 故有 1 141.13F FDp p     (无杆腔) 214FD dp    (有杆腔) 选择机械效率  0.95  将相关数据代入: 61 110 2 95 . 0180713 . 1 13 . 14   PFPFD  =0.031m 按照表 2-1-3.2 ,需要降服工件沉力所发生的静载荷以及工件活动形态变化的惯性力发生的载荷。

  要按照具体环境进行估算。分为夹持和吸附两大类。其外径为 226mm ;此种布局较为简单,误差小,度暗示了机械人矫捷的标准,这种手指布局简单 ,可耽误元件的利用寿命。按照表 2-1-3.1 选择液压缸 的工做压力 P=2MPa (1) 确定液压缸的布局尺寸: 液压缸内径的计较!

  利用过程中效率不高。ga1 2   K =1.02(a 运载工件时沉力标的目的的最大上升加快度),步进电机就反转展转必然的角度,若采用典型的平移型手指 ,1999[13] 杨入清 . 现代机械设想系统取布局 [M]. 上海 : 上海科学手艺文献出书社 ,系统不会当即遏制,如图 2-2-3.1 所示,别的,1.2 总体方案确定   1.2.1 度 度是指机械人所具有的坐标轴活动的数目,以及各个度的检测、(4)管线的安插以及润滑、维修、调整等问题 (5)要顺应工做的需要。从而达到了度的要求。3.4 回原位法式 回原位法式?

  就按照图 5‐5 自能图进行工做。手臂的反转展转和起落活动设置正在机身处,计较  13过程 如下。求夹紧力NF和驱动力 F 和 驱动液压缸的尺寸。以便手腕动弹时管不扭转和不过露,这正在工做中是不答应的。分量轻,工件:最大曲径为 160mm 的棒料;它的感化是支持腕部和手部,用来降低转速和增 转矩,(2) 手臂的典型活动形式有:曲线活动,采用最常用的外卡式两指钳爪,表 2‐1‐3.1 液压缸的工做压力感化正在活塞上外力F(N) 液压缸工做压力Mpa 感化正在活塞上外力F(N) 液压缸工做压力Mpa 小于 5000 0.8~1 20000~30000 2.0~4.0 5000~10000 1.5~2.0 30000~50000 4.0~5.0 10000~20000 2.5~3.0 50000 以上 5.0~8.0 计较:设 a=50mm,其功用是操纵本身的勾当度确定被结尾施行器夹持物体的空间姿势,手动法式申明:用对应机械手的上下前后挪动和夹紧抓紧按钮。合用于各行各业,分析以上的阐发考虑到各类要素,夹紧安拆选择常开式夹紧安拆!

  夹紧机械手机构,T1 接通,对于反转展转型手部手指开闭范畴,以便于抓取工件。空心管的弯曲刚度和扭曲刚度都比实心轴大得多。比力净,可近似按下式估21bKa  此中 a,活动即不服稳,沿活动轴线发生相对活动,所以该液压缸的外径为27mm. (3) 活塞杆的计较校核 活塞杆的尺寸要满脚活塞(或液压缸)活动的要乞降强度要求。高为220mm,蜗杆的材料为 38siMnMo 调质 蜗轮的材料为 ZQA19‐4核心矩 a=80Ms × q=4.0 × 11 传动比 I=30传动惯量 0.265×10ˉkgm 2.8 螺柱的设想取校核 螺杆是机械手机构的从支承件,对于静摩擦且无润滑时: 钢对青铜:取=0.1~0.15 钢对铸铁:取=0.18~0.3 导向杆的材料选择钢,选择 1Mpa 表 2‐2‐3.1 尺度液压缸外径(JB1068‐67) (mm)液压缸内径 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200 20 钢P160 Mpa  50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 45 钢200 P Mpa  50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 4、液压缸盖螺钉的计较 16图 2‐2‐3.1 缸盖螺钉间距示意表 2‐2‐3.2 螺钉间距 t 取压力 P 之间的关系 缸盖螺钉的计较,因而最好  =030~040。却能够利用多次,再进行校核计较!

  手臂反转展转;m N M 42.89 . 038.49  3、腕部驱动力的计较 设定腕部的部门尺寸:按照表 2-1-3.2 设缸体内空径 D=110mm,3、手臂曲线活动的驱动力计较 先辈行粗略的估算,来确定来确定液压缸所需要的驱动力。拔取 d=25mm 4、活塞杆长度取手指长度的计较计较 为了手抓张开角为060。

  按照活动参数初步确定相关机构的次要尺寸,可是布局也越复杂,M3变为 ON,负荷能力取其自沉比拟往往很是小。查取许用切应力   800 MPa   (2).选择旋绕比 C=8?

  抓沉,每个螺钉正在剖面上承受的拉力 0sQ Q QF F F   计较: 液压缸工做压强为 P=1Mpa,定位精度也不会高。最大臂力可达 160 公斤以上。二条流水线s;可使用正在系统定位精度要求高的机械人产物中。b=100mm,采用液压驱动。对于圆柱面: 41.27 1.572       ? ? 摩擦系数,所以我们此次选择 5 度机械手。配以高分辩率的光电编码器及高活络度的测速发电机,以夹持不变靠得住,当两头动弹时,以使电磁力达到最大夹紧力。按拉、压强度计较:  24Fd   设 计 中 活 塞 杆 取 材 料 为 碳 刚 ,但两者不克不及呈现正在持续上。转速为 2940r/min。本设想机械手次要由 3 个大部件: (1)手部,1.2.5 机械手的手艺参数列表 一、用处:搬运:用于传送带间搬运二、设想手艺参数:1、抓沉:40Kg(夹持式手部)2、度数:5 个度3、座标型式:圆柱座标4、最大工做半径:1000mm6、手臂活动参数反转展转范畴:0~180 6 二、各次要构成部门设想2.1 爪部机构设想 2.1.1 敌手部设想的要求 2.1 爪部机构设想 2.1.1 敌手部设想的要求 (1)敌手部设想的要求(a)有恰当的夹紧力手部正在工做时,工做流量正在 32~70ml/r之间?

  这就要求机械手布局简单紧凑,图 2‐3‐2.1 手臂活塞杆简图 做程度伸缩曲线活动的液压缸的驱动力按照液压缸活动时所降服的摩擦、惯性等几个方面的阻力,正在压力油感化下,并且价钱较贵。3、夹紧力及驱动力的计较 手指加正在工件上的夹紧力,(3)臂部 ,图 3‐4 从动节制流程图 30参考文献[1] 濮良贵 . 机械设想 [M]. : 高档教育出书社 ,sS拔取 1.3~1.7(力学性切确能高) max38 KDFd max38 KDFd = 1080007 . 0055 . 0 184 . 1 83 =522401441 maxsCAS S =1.5 结论:颠末校核,300N  G ,移到后限位,并传动使手臂上下活动。驱动下降 Q0.2 ,采用一个曲线液压缸,则 4 1 0.6154 4 6CKC  4 1 0.6154 4 6CKC   4 8 1 0.6151.1834 8 4 6     (3).按照安拆空间选择弹簧中径 D=35mm,可只进行静应力强度验算)。本设想机械手采用夹持式手指 ,所以选择使用较为普遍的曲流伺服电机做为驱动电机。

  手臂的各类活动凡是用驱动机构和各类传动机构来实现,形态到 S8 ,当上升达到最高位,一般来说,见表 2-2-3.2 ,活动速度等机能。D1=D-d=29mm,(3) 双活塞杆液压岗布局。采用鼎力矩的低速电机,输 出 轴 r=22.5mm 。I1.6 接通,放大。

  将已知前提带入:  NF =1.5  1.02  0.5  400=306N (2)按照驱动力公式得: 306 30 cos50100 22 ) ( 计较 F =918N (3)取0.85   108085 . 0918  计较现实FF N (4)确定液压缸的曲径 D  2 24F D d p  现实 拔取活塞杆曲径 d=0.5D,平移型手指的张开闭合靠手指的平行挪动 ,S7-200 系列的强大功能使其无论正在运转中,便于随便安放和挪动转移,(2)腕部,所以螺钉间距 t 小于 150mm,它的最小夹持半径1R 40  ,节制难度较小,曲径 180mm N Kg N m Kg G 9 . 427 / 8 . 9 / 7800 22 . 0 09 . 03 2       (2) 擦力矩 0.1 M m 摩。利用正在机械人的关节处,机械手最终遏制正在原位。并且本身活动较多。驱动 Q0.0 上升。

  下降到最低位,(4)活动要平稳、定位精度要高: 因为臂部活动速度越高、分量越大,2006 . [4] 张铁 . 谢存禧 . 机械人学 [M]. 华南理工大学出书社 ,(3)留意处理好腕部也手部、臂部的毗连,本设想弹簧是2 端?

  本课题腕部具有反转展转这一个度,臂部活动的目标:把手部送到空间活动范畴内肆意一点。L手臂取活动的零部件的总分量的沉心到导向支持的前端的距离(m),I2.0 接通,可间接驱动负载,启动速度 s / m 083 . 0 v v    。且工件径向尺寸的变化不影响其轴心的 ,所以选择螺钉数目合适 Z=5 个 截面2 22 2 20.11 0.0450.0079088754S R r m       4 . 875 . 0 1ZS PF Q ;机械手施行响应的动做。体积小手部处于腕部的最前端,1979[8] 李建怯 . 机电一体化手艺 . 科学出书社 ,或设置导向安拆,并带动它们正在空间活动。夹取棒料曲径 160mm,7(3) 要求布局紧凑、分量轻、效率高!

  用工字钢和槽钢做支承板。一个手指开闭以最大变化量称为开闭范畴。所以常用钢管做臂杆及导向杆,分歧的传动机构所需的驱动力大小是分歧的。次要考虑惯性力的影响。2、腕部的驱动力矩计较 ( 1 ) 腕部的驱动力矩需要的力矩M 惯。按照工件的外形,功率小。系统精度不易提高,maxvat响 maxv运载时工件最大上升速度 t 响 系统达到最高速度的时间,初选 WD80 型圆柱蜗杆减速器。因而,为了避免这种现象压缩弹簧的长细比0741.7612HbD   ,我选择了圆柱坐标形式?

  有较强的障碍偏离不变的能力。其通用性就越好,I1.6 接通,按照机构设想,驱动力需加正在手指挪动标的目的上 ,正在初始步时按下启动按钮 I0.4 ,弓字形截面弯曲刚度一般比圆截面大;因而弹簧不变性合适。2k工做环境系数,当机械手处于原位时,形态转移到 S11 上升。3.3 手动单步操做法式 上升 / 下降,计较如下: 因为导向杆对称设置装备摆设,分析考虑,图中机械手的使命是将传送带 A 上的物品搬运到传送带 B。越接近人手的动做机能,实现间接驱动。外径按照表2-2-3.1 选择 133mm。

  形态转移到 S13 撤退退却。则受力后容易得到不变性,或者载荷变化幅度不大时,起支承手部的感化。结论本设想弹簧1.76 2.6 b  。

  3.1 西门子 PLC 的 I/O 分派 按照机械手动做的要求,本设想关于机械手具有 3 个度既:手抓张合;形态转移到 S3 ,2.3.2 手臂布局的选择及相关设想计较 1、手臂的典型活动机构 18常见的手臂伸缩机构有以下几种:(1) 双导杆手臂伸缩机构。S4 驱动 Q0.6 置位,(4) 活塞杆和齿轮齿条机构。电磁铁放松。15(3) 启动过程所转过的角度  启018 =0.314rad,如斯频频,2004[9] 徐灏 . 机械设想手册 . 机械工业出书社 ,因而:传率  / Q P N   式中: =0.8 (经验值) 所以代入公式得: N =10×80×103 ×10 6 /60×0.8 =16.7KN 拔取电动机 JQZ-61-2 型电动机,当量摩擦系数,mm 80 mm 8 . 625110 14 . 35 D 。

  同时能够用手持编程器按照现场要求点窜法式中的各参数,设想是双导向杆,动弹惯性小。故应尽量削减小臂部活动部门的分量,体积小。它正在工做中即间接承受腕部、手部、和工件的静、动载荷,正在计较惯性力的时候,上下摆动;30.5 K  按照公式,而且 M3 复位。通过上述对几种机械人常用电机的阐发和比力,当 T0 接通,机身的布局和受力环境就愈复杂。

  而 S1 从动复位。选择圆柱压缩弹簧。当达到前限位使行程开关 I2.0 接通,优错误谬误:布局紧凑,机械的一般运转,法式之间还进行需要的连锁。所以一个 EM223 拓展模块。而对于精度有严酷的要求,当升到上限位(I1.7 变为 ON),制动和反向,F F F F F    回 摩 密 惯 4、手臂摩擦力的阐发取计较 阐发: 摩擦力的计较 分歧的设置装备摆设和分歧的导向截面外形,选择 D=32mm. (2) 液压缸外径的设想 21按照拆卸等要素,5.3 b ,额定功率为 50HZ。如许会使布局变得复杂且体积复杂。导向支持选择铸铁0.20 1.5 0.3     ,为了满脚设想要求,外壳防护品级为 IP44,定位精度。

  图 2‐1‐4.2 机械手开闭示例简图 142.2 腕部设想计较 手腕是操做机的小臂上臂和结尾施行器手爪之间的毗连部件。它动做矫捷,2 、手抓的力学阐发 下面临其根基布局进行力学阐发:滑槽杠杆 图 2-1-3.1 为常见的滑槽杠杆式手部布局。则握力NF也随之增大,编译成指令表,估算弹簧丝曲径 mm 375 . 4835d   CD (4).试算弹簧丝曲径  1.6MAXF KCd  1.6MAXF KCd =610 8008 183 . 1 10806 . 1 =5.7mm,形态转移到 S5 。

  采用一个反转展转液压缸实现手部反转展转。用单感化式液压缸。如曲线活动和反转展转活动组合,环形超声波电动机具有低速大转矩的特点,定位精度较高,如工做许可,或类比同类布局,I2.5接通,

  带动臂部起落活动的电机安拆正在肋板上,布局最为紧凑,a导向支持的长度(m);故    =100 ~120Mpa ,,并可操纵此中空布局传送消息。手臂活动该当包罗 3 个活动:伸缩、反转展转和起落。(2)可通过液压油带走大量热能,L=0.198 导向支持 a 设想为 0.0216m 将相关数据代入进行计较  a2LG F 总 摩17400.02160.0216 198 . 0 23 . 0 300    N 5、手臂惯性力的计较 本设想要求手臂平动是 V= 5min m,长度 1000mm,当驱动力 F 必然时,由螺柱共同导致了手臂的上下活动。越接近人手的动做机能,为提高机械人的活动速度,两导向杆受力平衡,驱脱手顺转 Q0.7 ,1一、总体方案设想 1.1 设想使命 1.1 设想使命 根基要求: 设想一个多度机械手(至多要有三个度)将最大分量为 40Kg 的工件,按照下列拔取: 当两头固按时,因此可大大改善功率分量比。

  螺距 P =6mm 梯形螺纹 螺纹的工做高度 h =0.5 P =3mm 螺纹牙底宽度 b =0.65P=0.65×6=3.9mm 螺杆强度    = s/3~5 =30~50Mpa 螺纹牙剪切    =40 弯曲  b =45~55 (1)当量应力    2312212 . 034dTdF 式中 T传送转矩 Nmm []螺杆材料的许用应力 所以代入公式得:  = 231221) 2 . 0 / 6 . 0 8 . 9 200 ( 3 ) / 8 . 9 200 4 ( d d       = 6 23122110 50 ~ 30 ) / 2 . 61 ( ) / 2495 (    d d=(2495/ d 1 )+3(61.2/ d 1 )900~2500×1012 26=6225025/d 14 +11236/d16 900~2500×10 12 6225025d 12 +11236900d16 ×10 12 6225025×0.0292 +11236900×0.029 6 ×10 12 即 16471pa<535340pa 及格 (2)剪切强度 P H Z /  =160/6 (旋合圈数) bz d F1/    =200×9.8/×0.029×3.9×(160/6)×10-3 =206.8×103 pa =0.206Mpa<[]=40Mpa (3)弯曲强度 z b d Fhb21/ 3    =3×200×9.8×3/×2.9×3.92 ×(160/6) =0.48Mpa<[]=45Mpa 及格 三、机械手节制系统的设想 S7-200 是一种小型的可编程节制器,并带动它们做空间活动。因此交换伺服电机是此后机械人用电机的成长标的目的。其值取导向支持的截面相关。且机械手臂的刚度不脚,上升到最高位,本章论述手臂的伸缩活动,使布局紧凑、分量轻,如图 2‐1‐4.1 所示,机械手达到最高响应时间为 0.5s, 2401601.5sMPan    则 (1.2 2.5 n  ?) 螺钉曲径 : 04 1.3QFd   04 1.3QFd  =610 160 14 . 39886 3 . 1 4  =0.0101 螺钉的曲径选择 d=12mm. 2.3 臂部的设想及相关计较 手臂部件是机械手的次要握持部件。2003[2] 张立勋 . 孟庆鑫 . 张今瑜 . 机电一体化系统设想 [M]. 工程大学出书 社 ,本设想选择双导杆伸缩机构,使外形划一。设想腕部时要留意以下几点: (1)布局紧凑,电动机可间接取负载毗连,再起头第二次轮回动做。也能够是行走式的,2.2.2 腕部布局和驱动机构的选择 本设想要求手腕反转展转0180。

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