沖壓搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)[帶圖紙].doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)1沖壓搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)摘要本文簡(jiǎn)要介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，機(jī)械手硬件和軟件的組成，即PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理，機(jī)械手各個(gè)部件的整體尺寸設(shè)計(jì)，氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)，PLC控制的特點(diǎn)。本文對(duì)機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式和自由度，確定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同時(shí)，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)，計(jì)算出了手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩。設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)出了機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng)，繪制了機(jī)械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖，大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。利用可編程序控制器對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，選取了合適的PLC型號(hào)，根據(jù)機(jī)械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，畫(huà)出了機(jī)械手的工作時(shí)序圖，并繪制了可編程序控制器的控制程序。關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)器人機(jī)械手氣動(dòng)可編程序控制器（PLC）畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)2StructuralDesignofMulti-purposePneumaticRobotAbstractAtfirst,thepaperintroducestheconceptionoftheindustrialrobotandtheEller.Dairyinformationofthedevelopmentbriefly.Whatsmore,thepaperaccountsforthebackgroundandtheprimarymissionofthetopic.Thepaperintroducesthefunction,composingandclassificationofthemanipulator,tellsoutthefree-degreeandtheformofcoordinate.Atthesametime,thepapergivesouttheprimaryspecificationparameterofthismanipulator,Thepaperdesignsthestructureofthehandandtheequipmentofthedriveofthemanipulator.Thispaperdesignsthestructureofthewrist,computestheneededmomentofthedrivewhenthewristwheelsandthemomentofthedriveofthepump.Thepaperdesignsthestructureofthearm.Thepaperdesignsthesystemofairpressuredriveanddrawstheworkprinciplechart,themanipulatorusesPLCtocontrol.ThepaperinstitutestwocontrolschemesofPLCaccordingtotheworkflowofthemanipulator.Thepaperdrawsouttheworktimesequencechartandthetrapeziumchart.Whatsmore,thepaperworkoutthecontrolprogramofthePLC.KEYWORDS:industrialrobotmanipulatorpumpairpressuredrivePLC畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)3目錄第一章緒論1.1機(jī)械手概述.11.2氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)要求21.3機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理及組成.2第二章機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案2.1機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度52.2機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)72.3機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)72.4機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)72.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)72.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)72.7機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)8第三章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1夾持式手部結(jié)構(gòu)93.1.1手指的形狀和分類(lèi)3.1.2設(shè)計(jì)時(shí)考慮的幾個(gè)問(wèn)題3.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計(jì)第四章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.1手腕的自由度144.2手腕的驅(qū)動(dòng)力矩的計(jì)算144.2.1手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩4.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算4.2.3回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算校核第五章回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計(jì)與校核5.1手臂伸縮部分尺寸設(shè)計(jì)與校核205.1.1尺寸設(shè)計(jì)5.1.2尺寸校核5.1.3導(dǎo)向裝置5.1.4平衡裝置5.2手臂升降部分尺寸設(shè)計(jì)與校核215.2.1尺寸設(shè)計(jì)5.2.2尺寸校核畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)45.3手臂回轉(zhuǎn)部分尺寸設(shè)計(jì)與校核225.3.1尺寸設(shè)計(jì)5.3.2尺寸校核第六章氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖及元器件的選擇24第七章機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)7.1可編程序控制器的選擇及工作過(guò)程267.1.1可編程序控制器的選擇7.1.2可編程序控制器的工作過(guò)程7.2可編程序控制器的使用步驟277.3機(jī)械手可編程序控制器控制方案287.3.1控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求7.3.2氣動(dòng)機(jī)械手的工作流程7.3.3I/0分配7.3.4梯形圖設(shè)計(jì)第八章結(jié)論37辭謝38參考文獻(xiàn)39畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)5第一章緒論1.1工業(yè)機(jī)械手概述工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)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(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)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(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的引用。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專(zhuān)用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專(zhuān)用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱(chēng)通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):(1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動(dòng)工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器:介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問(wèn)題.(2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過(guò)程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分