搬運(yùn)機(jī)械手答辯ppt課件

1、 姓姓 名：學(xué)生名：學(xué)生 專專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 指導(dǎo)老師：老師指導(dǎo)老師：老師 設(shè)計(jì)時(shí)間：設(shè)計(jì)時(shí)間：2019.4.12019.6.10目目 錄錄1 1、搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 2、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3 3、搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4 4、搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)(1)該機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)型，具有三個(gè)自由度，即該機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)型，具有三個(gè)自由度，即手臂的伸長、縮短和整體旋轉(zhuǎn)。手臂的伸長、縮短和整體旋轉(zhuǎn)。(2)(2)采用液壓驅(qū)動，其具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)

2、緊采用液壓驅(qū)動，其具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動平穩(wěn)、操作簡單、平安、經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)湊、傳動平穩(wěn)、操作簡單、平安、經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓元件能夠自行潤滑等一系列優(yōu)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓元件能夠自行潤滑等一系列優(yōu)點(diǎn)。點(diǎn)。(3)(3)在控制方式選擇上，由于其功能只是在兩個(gè)工作在控制方式選擇上，由于其功能只是在兩個(gè)工作臺之間搬移工件，運(yùn)動簡單，控制要求不高，因臺之間搬移工件，運(yùn)動簡單，控制要求不高，因而，采用點(diǎn)位控制方式。而，采用點(diǎn)位控制方式。1 1、搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2 2、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 2.1 2.1 手爪及夾緊液壓缸設(shè)計(jì)手爪及夾緊

3、液壓缸設(shè)計(jì)2.2 2.2 伸縮液壓缸設(shè)計(jì)伸縮液壓缸設(shè)計(jì)2.3 2.3 升降液壓缸設(shè)計(jì)升降液壓缸設(shè)計(jì)2.4 2.4 旋轉(zhuǎn)液壓缸設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)液壓缸設(shè)計(jì) 2.5 2.5 機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手手爪采用滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)，夾緊缸采用單作用彈簧復(fù)位式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下所示：1.1 1.1 手爪及夾緊液壓缸設(shè)計(jì)手爪及夾緊液壓缸設(shè)計(jì) 伸縮缸可以使搬運(yùn)機(jī)械手伸長或者縮短，其結(jié)構(gòu)如下所示：1. 2 1. 2 伸縮液壓缸設(shè)計(jì)伸縮液壓缸設(shè)計(jì)1.3 1.3 升降液壓缸設(shè)計(jì)升降液壓缸設(shè)計(jì) 升降缸可以使搬運(yùn)機(jī)械手上升或者下降，其結(jié)構(gòu)如下所示：升降缸可以使搬運(yùn)機(jī)械手上升或者下降，其結(jié)構(gòu)如下

4、所示：1.4 1.4 旋轉(zhuǎn)液壓缸設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)液壓缸設(shè)計(jì) 本機(jī)械手采用齒條液壓缸，它由兩個(gè)活塞和一套齒條齒輪傳動裝置組成。它將活塞的移動通過傳動機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成齒輪的轉(zhuǎn)動，從而帶動整個(gè)機(jī)械手臂部的來回轉(zhuǎn)動。其結(jié)構(gòu)如下所示：1.5 1.5 機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)如右圖所示3.1 3.1 夾緊液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)夾緊液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.2 3.2 伸縮液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)伸縮液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.3 3.3 升降液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)升降液壓缸液壓回路設(shè)計(jì) 3.4 3.4 旋轉(zhuǎn)齒條液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)齒條液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.5 3.5 機(jī)械手整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械手整個(gè)液壓系

5、統(tǒng)設(shè)計(jì)3 3、搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1 3.1 夾緊液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)夾緊液壓缸液壓回路設(shè)計(jì) 夾緊液壓缸液壓回路夾緊液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)如右圖所示：設(shè)計(jì)如右圖所示：原理分析：1、該液壓回路采用液控單向閥保壓和鎖緊，以保證夾緊缸夾持工作的可靠性。2、該回路采用進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。3、該回路采用兩位三通電磁換向閥換向，從而實(shí)現(xiàn)手爪夾緊或放松的動作。3.2 3.2 伸縮液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)伸縮液壓缸液壓回路設(shè)計(jì) 伸縮液壓缸液壓回路伸縮液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)如右圖所示：設(shè)計(jì)如右圖所示：原理分析：1、該液壓回路采用進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。2、該回路采用三位四通電磁換向閥換向，從而實(shí)現(xiàn)手臂伸長

6、或縮短的動作。3.3 3.3 升降液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)升降液壓缸液壓回路設(shè)計(jì) 升降液壓缸液壓回路升降液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)如右圖所示：設(shè)計(jì)如右圖所示：原理分析：1、該液壓回路采用進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。2、該回路采用三位四通電磁換向閥換向，從而實(shí)現(xiàn)手臂上升或下降的動作。3、為防止升降液壓缸因自重自由下滑，該回路設(shè)置了單向順序閥來平衡。3.4 3.4 旋轉(zhuǎn)齒條液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)旋轉(zhuǎn)齒條液壓缸液壓回路設(shè)計(jì) 齒條液壓缸液壓回路齒條液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)如右圖所示：設(shè)計(jì)如右圖所示：原理分析：1、該液壓回路采用進(jìn)油路節(jié)流閥調(diào)速。2、該回路采用三位四通電磁換向閥換向，從而實(shí)現(xiàn)手臂手臂順時(shí)針旋轉(zhuǎn)或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)的動作。3.5

7、3.5 機(jī)械手整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)機(jī)械手整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 4.1 控制要求分析控制要求分析4.2 4.2 操作面板設(shè)計(jì)操作面板設(shè)計(jì) 4.3 I/O 4.3 I/O點(diǎn)數(shù)確定及點(diǎn)數(shù)確定及PLCPLC選型選型 4.4 PLC 4.4 PLC外部接線圖設(shè)計(jì)外部接線圖設(shè)計(jì) 4.5 PLC 4.5 PLC控制程序設(shè)計(jì)控制程序設(shè)計(jì)4 4、搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)4.1 4.1 控制要求分析控制要求分析（1 1此搬運(yùn)機(jī)械手是在兩個(gè)工作臺之間搬運(yùn)工件，其動作此搬運(yùn)機(jī)械手是在兩個(gè)工作臺之間搬運(yùn)工件，其動作比較簡單，故選用限位開關(guān)進(jìn)行定位。比較簡單，故選用限位開關(guān)進(jìn)行定位。（2 2此機(jī)械手應(yīng)

8、用于自動生產(chǎn)線上，因而，它應(yīng)該能夠按此機(jī)械手應(yīng)用于自動生產(chǎn)線上，因而，它應(yīng)該能夠按照控制程序自動運(yùn)行照控制程序自動運(yùn)行, ,即具有自動運(yùn)行模式。即具有自動運(yùn)行模式。（3 3該搬運(yùn)機(jī)械手也具有手動運(yùn)行模式，通過手動操作，該搬運(yùn)機(jī)械手也具有手動運(yùn)行模式，通過手動操作，可以按照要求更改各限位開關(guān)的位置可以按照要求更改各限位開關(guān)的位置 ，從而改變搬運(yùn)工，從而改變搬運(yùn)工作的起始位置和終止位置，使其具有一定的靈活性。作的起始位置和終止位置，使其具有一定的靈活性。4.2 4.2 操作面板設(shè)計(jì)操作面板設(shè)計(jì) 通過對機(jī)械手控制要求分析，其控制面板設(shè)計(jì)如下：通過對機(jī)械手控制要求分析，其控制面板設(shè)計(jì)如下：4.3 I/

9、O4.3 I/O點(diǎn)數(shù)確定及點(diǎn)數(shù)確定及PLCPLC選型選型（1 1根據(jù)控制要求，需要根據(jù)控制要求，需要1818個(gè)輸入點(diǎn)，個(gè)輸入點(diǎn)，1111個(gè)輸出個(gè)輸出點(diǎn)。點(diǎn)。（2 2由于此搬運(yùn)機(jī)械手輸入點(diǎn)數(shù)不多，性能要求由于此搬運(yùn)機(jī)械手輸入點(diǎn)數(shù)不多，性能要求不高，因此選用歐姆龍的不高，因此選用歐姆龍的CPM2A-40CDR-ACPM2A-40CDR-A小型可小型可編程控制器，即可滿足要求。編程控制器，即可滿足要求。4.4 PLC4.4 PLC外部接線圖設(shè)計(jì)外部接線圖設(shè)計(jì)4.5 PLC4.5 PLC控制程序設(shè)計(jì)控制程序設(shè)計(jì) 通過分析控制要求，應(yīng)該設(shè)計(jì)機(jī)械手復(fù)位程通過分析控制要求，應(yīng)該設(shè)計(jì)機(jī)械手復(fù)位程序、手動運(yùn)行程

10、序和自動運(yùn)行程序。序、手動運(yùn)行程序和自動運(yùn)行程序。 搬運(yùn)機(jī)械手在暫停或者等待指令時(shí)，液壓系搬運(yùn)機(jī)械手在暫?；蛘叩却噶顣r(shí)，液壓系統(tǒng)的液壓泵一般要處于卸荷狀態(tài)，因而，還要設(shè)統(tǒng)的液壓泵一般要處于卸荷狀態(tài)，因而，還要設(shè)計(jì)控制液壓泵卸荷與否的程序，對液壓泵進(jìn)行控計(jì)控制液壓泵卸荷與否的程序，對液壓泵進(jìn)行控制。制。4.5.1 4.5.1 程序總體方案設(shè)計(jì)程序總體方案設(shè)計(jì)程序總體方案程序總體方案4.5.2 4.5.2 液壓泵卸荷與否控制程序設(shè)計(jì)液壓泵卸荷與否控制程序設(shè)計(jì) 01000 010000100501005為輸出繼電器，為輸出繼電器，21002210022100621006為手為手爪夾緊或放松過程中設(shè)

11、置的輔助繼電器。爪夾緊或放松過程中設(shè)置的輔助繼電器。4.5.3 4.5.3 復(fù)位程序設(shè)計(jì)復(fù)位程序設(shè)計(jì)4.5.3 4.5.3 復(fù)位程序設(shè)計(jì)復(fù)位程序設(shè)計(jì)復(fù)位過程動畫仿真復(fù)位過程動畫仿真4.5.4 4.5.4 手動程序設(shè)計(jì)手動程序設(shè)計(jì)4.5.5 4.5.5 自動程序設(shè)計(jì)自動程序設(shè)計(jì)自動運(yùn)行流程圖自動運(yùn)行流程圖自動運(yùn)行動畫仿真自動運(yùn)行動畫仿真4.5.5 4.5.5 自動程序設(shè)計(jì)自動程序設(shè)計(jì)結(jié)論結(jié)論 搬運(yùn)機(jī)械手可以代替人工搬運(yùn)機(jī)械手可以代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行單在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行單調(diào)持久的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一些人工調(diào)持久的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一些人工不可能完成的工作，降低了勞不可能完成的工作，降低了勞動強(qiáng)度，改善了勞動環(huán)境，提動強(qiáng)度，改善了勞動環(huán)境，提高了生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為現(xiàn)代高了生產(chǎn)效率，已經(jīng)成為現(xiàn)代制造業(yè)中不可或缺的一種自動制造業(yè)中不可或缺的一種自動化裝置。因而，對搬運(yùn)機(jī)械手化裝置。因而，對搬運(yùn)機(jī)械手的研究具有