? 总受力Gq?G?G1?Gm
?800?400?40
?1240(N) Gq?G0
所以设计尺寸符合实际使用要求。
5.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核
5.3.1 尺寸设计
气缸长度设计为b?120mm,气缸内径为D1?210mm,半径R=105mm,轴径D2?40mm半径R?20mm,气缸运行角速度?=90?/s，加速度时间
?t?0.5s,压强P?0.4MPa,
pb(R2?r2) 则力矩：M?
20.4?106?0.12(0.1052?0.0202)? 2?255(N.m)
5.3.2 尺寸校核
1．测定参与手臂转动的部件的质量m1?120kg,分析部件的质量分布
情况，
质量密度等效分布在一个半径r?200mm的圆盘上，那么转动惯量：
m1r2J?
2120?0.102 ?
2 ?0.6（kg.m2） M惯?J.??t
90 0.5
?108(N.m)?0.6?考虑轴承，油封之间的摩擦力，设定摩擦系数k?0.2,
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M摩?k.M惯 总驱动力矩
M驱?M惯?M摩
?108?5.4
?113.（4N.m）?0.2?108
?5.（4N.m）M驱〈M ? 设计尺寸满足使用要求。
第六章 机械手的PLC控制设计
考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器
(PLC)对机械手进行控制.当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC程序即可实现，非常方便快捷。
6. 1可编程序控制器的选择及工作过程
6.1.1 可编程序控制器的选择
目前，国际上生产可编程序控制器的厂家很多，如日本三菱公司的F系列PC,德国西门子公司的SIMATIC N5系列PC、日本OMRON(立石)公司的C型、P型PC等。考虑到本机械手的输入输出点不多，工作流程较简单，同时考虑到制造成本，因此在本次设计中选择了OMRON公司的C28P型可编程序控制器。
6.1.2 可编程序控制器的工作过程
可编程序控制器是通过执行用户程序来完成各种不同控制任务的。为此采用了循环扫描的工作方式。具体的工作过程可分为4个阶段。 第一阶段是初始化处理。
可编程序控制器的输入端子不是直接与主机相连，CPU对输入输出状态的询问是针对输入输出状态暂存器而言的。输入输出状态暂存器也称为I/0状态表.该表是一个专门存放输入输出状态信息的存储区。其中存放输入状态信息的存储器叫输入状态暂存器;存放输出状态信息的存储器叫输出状态暂存器。开机时，CPU首先使I/0状态表清零，然后进行自诊断。当确认其硬件工作正常后，进入下一阶段。
第二阶段是处理输入信号阶段。
在处理输入信号阶段，CPU对输入状态进行扫描，将获得的各个输入端子的状态信息送到I/0状态表中存放。在同一扫描周期内，各个输入点的状态在I/0状态表中一直保持不变，不会受到各个输入端子信号变化的影响，因
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此不能造成运算结果混乱，保证了本周期内用户程序的正确执行。 第三阶段是程序处理阶段。
当输入状态信息全部进入I/0状态表后，CPU工作进入到第三个阶段。在这个阶段中，可编程序控制器对用户程序进行依次扫描，并根据各I/0状态和有关指令进行运算和处理，最后将结果写入I/0状态表的输出状态暂存器中。 第四阶段是输出处理阶段。
段CPU对用户程序已扫描处理完毕，并将运算结果写入到I/0状态表状态暂存器中。此时将输入信号从输出状态暂存器中取出，送到输出锁存电路，驱动输出继电器线圈，控制被控设备进行各种相应的动作。然后，CPU又返回执行下一个循环的扫描周期。
6.2 机械手可编程序控制器控制方案
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第七章 结论
1、本次设计的是气动通用机械手，相对于专用机械手，通用机械手的自由 度可变，控制程序可调，因此适用面更广。
2、采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。 工作环境适应性好，不会因环境变化影响传动及控制性能。阻力损失和泄漏较小， 不会污染环境。同时成本低廉。
3、通过对气压传动系统工作原理图的参数化绘制，大大提高了绘图速度， 节省了大量时间和避免了不必要的重复劳动，同时做到了图纸的统一规范。 4、机械手采用PLC控制，具有可靠性高、改变程序灵活等优点，无论是进
行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定PLC程序来实现。可以根据 机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。
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