声器。管道连接件管道连接件包括管子和各种管接头。有了管子和各种管接头，才能把气动控制元件气动执行元件以及辅助元件等连接成个完整的气动控制系统，因此，实际应用中，管道连接件是不可缺少的。管子可分为硬管和软管两种。如总气管和支气管等些固定不动的不需要经常装拆的地方，使用硬管。连接运动部件临时使用希望装拆方便的管路应使用软管。硬管有铁管铜管黄铜管紫铜管和硬塑料管等软管有塑料管尼龙管橡胶管金属编织塑料管以及挠性金属导管等等。常用的是紫铜管和尼龙管。气动系统中使用的管接头的结构及工作原理与液压管接头基本相似分为卡套式扩口螺纹式卡箍式插入快换式等。气动控制元件在气压传动系统中，气动控制元件是控制和调节压缩空气的压力流量和方向的各类控制阀，其作用是保证气动执行元件如气缸气马达等按设计的程序正常地进行工作。气压控制阀按作用可分为压力控制阀流量控制阀和方向控制阀。图.气动执行元件气动执行元件包括气缸和气马达。气缸气缸是气动系统的执行元件之。除几种特殊气缸外，普通气缸其种类及结构形式与液压缸基本相同。目前最常选用的是标准气缸图，其结构和参数都已系列化标准化通用化。系列为无缓冲普通气缸系列为有缓冲普通气缸。其它几种较为典型的特殊气缸有气液阻尼缸薄膜式气缸和冲击式气缸等。.气液阻尼缸普通气缸工作时，由于气体的压缩性，当外部载荷变化较大时，会产生“爬行”或“自走”现象，使气缸的工作不稳定。为了使气缸运动平稳，普遍采用气液阻尼缸。气液阻尼缸是由气缸和油缸组合而成。利用油液的不可压缩性和控制油液排量来获得活塞的平稳运动和调节活塞的运动速度。它将油缸和气缸串联成个整体，两个活塞固定在根活塞杆上。.薄膜式气缸薄膜式气缸是种利用压缩空气通过膜片推动活塞杆做往复直线运动的气缸。它由缸体膜片膜盘和活塞杆等主要零件组成。其功能类似于活塞式气缸，它分单作用式和双作用式两种。薄膜式气缸的膜片可以做成盘形膜片和平膜片两种形式。膜片形式为夹织物橡胶钢片或磷青铜片。常用的是夹织物橡胶，橡胶的厚度为，有时也可用。金属式膜片只用于行程较小的薄膜式气缸中。薄膜式气缸和活塞式气缸相比较，具有结构简单紧凑制造容易成本低维修方便寿命长泄漏小效率高的优点。但是膜片的变形量有限，故其行程短般不超过，且气缸活塞杆上的输出力随着行程的加大而减小。.冲击气缸冲击气缸是种体积小结构简单易于制造耗气功率小但能产生相当大的冲击力的种特殊气缸。与普通气缸相比，冲击气缸的结构特点是增加了个具有定容积的蓄能腔和喷嘴。气马达气马达也是气动执行元件的种。它的作用相当于电动机或液压马达。即输出力矩，拖动机构作旋转运动。气马达按结构形式可分为叶片式气马达活塞式气马达和齿轮式气马达等。最为常见的是活塞式气马达图和叶片式气马达。叶片式气马达制造简单结构紧凑，但低速运动转矩小低速性能不好，适由于中低功率的机械，目前在矿山及风动工具中应用普遍。活塞式气马达在低速情况下有较大的输出功率，它的低速性能好，适宜于载荷较大和要求低速转矩的机械，如起重机铰车铰盘拉管机等。本设计采用双作用气缸和单作用气缸。单作用气缸，压缩空气仅作用在气缸活塞的侧，另侧则与大气相通。气缸只在个方向上做功，气缸活塞在复位弹簧或外力作用下复位。在无负载情况下，弹簧力使气缸活塞以较快速度回到初始位置。复位力大小由弹簧自由长度决定，双作用气缸在压缩空气作用下，双作用气缸活塞杆既可以伸出，也可以回缩。通过缓冲调节装置，可以调节其终端缓冲。气缸活塞上永久磁环可用于驱动行程开关动作。气动人工肌肉气动人工肌肉由外部提供的压缩空气驱动，作推拉动作，其过程就像人体的肌肉运动。它可以提供很大的力量，而重量却比较小，最小的气动人工肌肉重量只有。气动人工肌肉会在达到推拉极限时自动制动，不会突破预定的范围。多个气动人工肌肉可以按任意方向位置组合，不需要整齐的排列。如图.气压传动的优缺点优点工作介质是空气，取之不尽用之不竭。气体不易堵塞流动通道，用过后可将其随时排入大气中，不污染环境。空气的特性受温度影响小。在高温下能可靠地工作，不会发生燃烧或爆炸。且温度变化时，对空气的粘度影响极小，故不会影响传动性能。空气的粘度很小约为液压油的万分之，所以流动阻力小，在管道中流动的压力损失较小，所以便于集中供应和远距离输送。相对液压传动而言，气动动作迅速反应快，般只需秒就可达到工作压力和速度。液压油在管路中流动速度般为，而气体的流速最小也大于，有时甚至达到音速，排气时还达到超音速。气体压力具有较强的自保持能力，即使压缩机停机，关闭气阀，但装置中仍然可以维持个稳定的压力。液压系统要保持压力，般需要能源泵继续工作或另加蓄能器，而气体通过自身的膨胀性来维持承载缸的压力不变。气动元件可靠性高寿命长。电气元件可运行百万次，而气动元件可运行万次。工作环境适应性好，特别在易燃易爆多尘埃强磁辐射振动等恶劣环境中，比液压电子电气传动和控制优越。气动装置结构简单成本低维护方便过载能自动保护。缺点因空气的可压缩性较大，气动装置的动作稳定性较差。气动装置工作压力低，输出力或力矩受到限制。在结构尺寸相同的情况下，气压传动装置比液压传动装置输出的力要小得多。气动装置中的信号传动速度比光电控制速度慢，所以不宜于信号传递速度要求十分高的复杂线路中。同时实现生产过程的遥控也比较困难，但对般的机械设备，气动信号的传递速度是能满足工作要求的。噪声较大，尤其是在超音速排气时要加消声器。.气动机械手的气缸的选用根据上述气动机械手的任务要求我主要选择了由个气缸加上相应的限位开关来实现它的动作要求，这个缸及其作用分别是滑台气缸方向移动左右旋转气缸方向旋转运动顺逆悬臂气缸方向移动前后升降气缸方向移动上下模块化真空发生器真空吸盘吸放芯片根据机械手的动作要求和所具有的控制特点,整个气动系统就是要对个气缸和个真空发生器的动作进行顺序控制,这里采用了个两位五通电磁气阀组成的阀岛的主控阀和个模块化真空发生器。另外,为便于控制各动作的速度,各气路安装了可调单向节流阀进行调速。机械手的气动原理如图.所示。滑台气缸的选用根据任务要求，滑台气缸使机械手完成方向移动，行程为，由于此滑台气缸作为机械手底座，所以还需要承受定的重量。故选用双活塞滑台驱动单元如图。该型号双活塞滑台驱动单元有以下优点.扭转刚度极大，可承受较大作用力.活塞杆间距较大，承载能力强.内含滑动轴承或循环滚珠，轴承导向装置旋转气缸的选用根据任务要求，旋转气缸完成方向旋转运动顺逆，由于此机械手只有两个工位，且相互成，没有分度要求，故选用生产的系列双活塞摆动气缸。如图选型计算过程如下经计算该旋转气缸需要承受悬臂气缸，升降气缸，真空发生器吸盘以及芯片的所有重量之和，总计约。安全系数为。故得静态垂直于法兰盘的轴向压力,。假设安装悬臂时悬臂气缸重心不与法兰盘中心轴线重合，作用点距离法兰盘中心轴线。又查表得气缸的缸盖最大尺寸为，得活塞杆轴线中心高为.，即径向力作用距离.。初选型号为把带入图表查询得静远大于,动大于,所以，轴向推力满足设计需要。把.带入图表查询曲线，得,静远大于动远大于,所以，径向力满足设计需要。悬臂气缸的选用根据任务要求，悬臂气缸使机械手完成方向移动，行程为，由于此悬臂气缸作为机械手悬臂，所以还需要考虑悬臂端承受的重量按计算。通过公司提供的模拟仿真选型软件系统选型，得出双作用标准气缸满足任务要求。该型号双作用标准气缸有以下优点.现代化的设计和结构比普通标准气缸节省空间达，从而使系统结构更加紧凑。.接近传感器平齐安装在传感器槽内。方面无需额外的安装组件，另方面可防止传感器受到机械损坏。.型材上的沟槽使传感器不凸出来.可以使用传感器沟槽盖保护传感器电缆和防止灰尘进入槽内。下图是假设气缸行程，负载，气源压力，无附加轴向力和摩擦力的情况下，通过仿真选型软件计算出的结果。运动时间.平均速度.端位冲击速度.最大速度.最终冲击能量.耗气量.气动缓冲器设定.升降气缸的选用根据任务要求，升降气缸使机械手完成方向移动上下，行程为，考虑末端负载重量为真空发生器和吸盘按计算。通过查产品表，可选出滑台气缸作为机械手臂末端升降气缸使用。如图所示。该型号滑台气缸技术参数如下结构特点拨叉式导轨防护型滚珠轴承导轨安装方式通过通孔，通过内螺纹缓冲两端带弹性缓冲，不带金属终端挡块，两端带弹性缓冲，带金属终端挡块，位置感测通过接近开关安装位置任意最大伸出速度.最大退回速度.重复精度.模块化真空发生器和真空吸盘的选用.真空发生器采用真空发生器和真空吸盘的配合，实现了真空吸放芯片的动作。为了节省的输出点，经过计算赛选决定采用模块化真空发生器。如图该型号真空发生器集成了个电磁阀，个用于产生真空，另个用于控制喷射脉冲。通过第二个集成的电磁阀，可以在真空切断时激活发生喷射脉冲，以安全地将工件从吸盘上释放下来，以快速还原真空。真空度可通过同时用数字和柱状显示。集成消声器，工作时无噪音.真空吸盘般英寸芯片，质量在大约，安全系数按倍计算，可知需要的吸盘脱离力为.，即吸盘需要至少.的吸附力。另外由于是吸附芯片，所以还得考虑抗静电性能，经过查表筛选，选得吸盘。如图。该型号吸盘采用丁腈橡胶，可抗静电。吸盘直径吸盘接口.脱离力，.工件最小半径重量.机械手电气系统设计.简介机械手的气动控制系统要通过编程进行控制自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器，取代传统继电器控制装置以来，得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，的功能也不断完善。随着计算机技术信号处理技术控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的不再局限于逻辑控制，在运动控制过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。作为离散控的制的首选产品，在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界范围内的年增长率保持为。随着工厂自动化程度的不断提高和市场容量基数的不断扩大，近年来在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家的增长十分迅速。综合相关资料，年全球的销售收入为亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算顺序控制定时计数和运算等操作的指令并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入的用户程序存储器中。运行时按存储程序的内容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。的内有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行步该计数器自动加，程序从起始步步序号为零起依次执行到最终步通常为指令，然后再返回起始步循环运算。每完成次循环操作所需的时间称为个扫描周期。不同型号的，循环扫描周期在微秒到几十微秒之间。用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算逻辑程序不到毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，位也有位的为个模拟量。大型使用另外个来完成模拟量的运算。把计算结果送给的控制器。相同点数的系统，用比用，其成本要低些大约能省左右。没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比要低很多。个的控制器，可以接收几千个点最多可达多个。如果被控对象主要是设备连锁回路很少，采用较为合适。由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易些。近年来，随着价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用进行控制，在我国的应用增长十分迅