基于plc控制的气动机械手的设计(编辑修改稿)

基于plc控制的气动机械手的设计(编辑修改稿)内容摘要：

筒 5 其他一些零件组成。 图 31普通气缸的结构组成 1— 组合防尘圈； — 前端盖； 3— 轴用 YX密封圈； 4— 活塞杆； 5— 缸筒； 6— 活塞； 7— 孔用 YX密封圈； 8— 缓冲调节阀； 9— 后端盖 4 （ 1）单作用气缸 柱塞式气缸：压缩空气只能使柱塞向一个方向运动；借助外力或重力复位 活塞式气缸 ：压缩空气只能使活塞向一个方向运动；借助外力或重力复位（或借助弹簧力复位；用于行程较小场合） 薄膜式气缸：以膜片代替活塞的气缸。 单向作用；借助弹簧力复位；行程短；结构简单，缸体内壁不须加工；须按行程比例增大直径。 若无弹簧，用压缩空气复位，即为双向作用薄膜式气缸。 行程较长的薄膜式气缸膜片受到滚压，常称滚压（风箱）式气缸。 （ 2）双作用气缸 普通气缸：利用压缩空气使活塞向两个方向运动，活塞行程可根据实际需要选定，双向作用的力和速度不同 双活塞杆气缸：压缩空气可使活塞向两个方向运动，且其速度和行程都相等 不可调缓 冲气缸：设有缓冲装置以使活塞临近行程终点时减速，防止冲击，缓冲效果不可调整 可调缓冲气缸：缓冲装置的减速和缓冲效果可根据需要调整 （ 3）特殊气缸 差动气缸：气缸活塞两端有效面积差较大，利用压力差原理使活塞往复运动，工作时活塞杆侧始终通以压缩空气 双活塞气缸：两个活塞同时向相反方向运动 多位气缸：活塞杆沿行程长度方向可在多个位置停留，图示结构有四个位置 串联气缸：在一根活塞杆上串联多个活塞，可获得和各活塞有效面积总和成正比的输出力 冲击气缸：利用突然大量供气和快速排气相结合的方法得到活塞杆的快速冲击运动，用于 切断、冲孔、打入工件等 数字气缸：将若干个活塞沿轴向依次装在一起，每个活塞的行程由小到大，按几何级数增加 回转气缸：进排气导管和导气头固定而气缸本体可相对转动。 用于机床夹具和线材卷曲装置上 伺服气缸：将输入的气压信号成比例地转换为活塞杆的机械位移。 用于自动调节系统中。 挠性气缸缸筒由挠性材料制成，由夹住缸筒的滚子代替活塞。 用于输出力小，占地空间小，行程较长的场合，缸筒可适当弯曲 钢索式气缸：以钢丝绳代替刚性活塞杆的一种气缸，用于小直径，特长行程的场合 （ 4）组合气缸 增压气缸：活塞杆面积不相等，根据力平衡原理 ，可由小活塞端输出高压气体 气 液增压缸：液体是不可压缩的，根据力的平衡原理，利用两两相连活塞面积的不等，压缩空气驱动大活塞，小活塞便可输出相应比例的高压液体 气 液阻尼缸：利用液体不可压缩的性能及液体流量易于控制的优点，获得活塞杆的稳 5 速运动 升降气缸的尺寸设计与校核 (1) 活塞杆上输出力和缸径的计算 本课题中采用的是双作用气缸 ,单活塞杆双作用气缸是使用最为广泛的一种普通气缸 ,因其只在活塞一侧有活塞杆 ,所以压缩空气作用在活塞两侧的有效面积不等 .活塞左行时活塞杆产生推力 1F ,活塞右行时产生拉力 2F。 21 4 zDpFF （ 31） 222 ()4 zF D d p F   （ 32） 式中 活塞杆的推力 (N)。 活塞杆的拉力 (N)。 活塞直径 (m)。 活塞杆直径 (m)。 气缸工作压力 (Pa)。 气缸工作总阻力 (N)。 气缸工作时的总阻力 zF 与众多因素有关 ,如运动部件惯性力 ,背压阻力 ,密封处摩擦力等 .以上因素可以载荷率 的形式计入公式 ,如要求气缸的静推力 1F 和静拉力 2F ,则计入载荷率后 （ 33） （ 34） 计入载荷率就能保证气缸工作时的动态特征 .若气缸动态参数要求较高。 且工作频率高 ,其载荷率一般取 ,速度高时取小值 ,速度低时取大值 .若气缸动态参数要求一般 ,且工作频率低 ,基本是匀速运动 ,其载荷率可取。 根据要求本次设计中 ,我们取。 活塞杆拉力 2F 为克服机械手的自重（ ）和克服抓取物的重量 ()所用的力为 2 (1. 5 0. 5 ) 10 20FN    由式（ 33， 34）可求得气缸直径 D。 当推力作功时 （ 35） 6 （ 36） 用式（ 36）计算时，活塞杆 d可根据气缸拉力预先估定，详细计算见活塞的计算。 估定活塞杆直径可按 计算（必要时也可取 ）。 若将 代入式（ 36），则可得 （ 37） 54 2 01 .0 50 .4 1 0 0 .83 cm   式中系数在缸径较大时取小值，缸径较小时取大值。 以上公式计算出的气缸内径 D应圆整为标准值。 参考表 31得 32D mm 根据 可估算得 328d mmmm 表缸筒内径系列 （ mm） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 (90) 100 (110) 125 (140) 160 (180) 200 (220) 250 320 400 500 630 注：无括号的数值为优先选用者 活塞杆直径系列 （ mm） 4 5 6 8 10 12 14 16 18 20 22 25 28 32 36 40 45 50 56 63 70 80 90 100 110 125 140 160 180 200 220 250 280 320 360 400 （ 2）活塞杆的计算 ① 按强度条件计算 当活塞杆的长度。