沖壓搬運機械手的設(shè)計說明書[帶圖紙].doc

畢業(yè)設(shè)計說明書1沖壓搬運機械手的設(shè)計摘要本文簡要介紹了工業(yè)機器人的概念，機械手硬件和軟件的組成，即PLC控制的氣動機械手的系統(tǒng)工作原理，機械手各個部件的整體尺寸設(shè)計，氣動技術(shù)的特點，PLC控制的特點。本文對機械手進行總體方案設(shè)計，確定了機械手的坐標形式和自由度，確定了機械手的技術(shù)參數(shù)。同時，設(shè)計了機械手的夾持式手部結(jié)構(gòu)，設(shè)計了機械手的手腕結(jié)構(gòu)，計算出了手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩。設(shè)計了機械手的手臂結(jié)構(gòu)。設(shè)計出了機械手的氣動系統(tǒng)，繪制了機械手氣壓系統(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機械手進行控制，選取了合適的PLC型號，根據(jù)機械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，畫出了機械手的工作時序圖，并繪制了可編程序控制器的控制程序。關(guān)鍵詞：工業(yè)機器人機械手氣動可編程序控制器（PLC）畢業(yè)設(shè)計說明書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)計說明書3目錄第一章緒論1.1機械手概述.11.2氣動機械手的設(shè)計要求21.3機械手的系統(tǒng)工作原理及組成.2第二章機械手的整體設(shè)計方案2.1機械手的座標型式與自由度52.2機械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計72.3機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計72.4機械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計72.5機械手的驅(qū)動方案設(shè)計72.6機械手的控制方案設(shè)計72.7機械手的主要技術(shù)參數(shù)8第三章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計3.1夾持式手部結(jié)構(gòu)93.1.1手指的形狀和分類3.1.2設(shè)計時考慮的幾個問題3.1.3手部夾緊氣缸的設(shè)計第四章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計4.1手腕的自由度144.2手腕的驅(qū)動力矩的計算144.2.1手腕轉(zhuǎn)動時所需的驅(qū)動力矩4.2.2回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算4.2.3回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動力矩計算校核第五章回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計與校核5.1手臂伸縮部分尺寸設(shè)計與校核205.1.1尺寸設(shè)計5.1.2尺寸校核5.1.3導向裝置5.1.4平衡裝置5.2手臂升降部分尺寸設(shè)計與校核215.2.1尺寸設(shè)計5.2.2尺寸校核畢業(yè)設(shè)計說明書45.3手臂回轉(zhuǎn)部分尺寸設(shè)計與校核225.3.1尺寸設(shè)計5.3.2尺寸校核第六章氣動系統(tǒng)設(shè)計6.1氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖及元器件的選擇24第七章機械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計7.1可編程序控制器的選擇及工作過程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程7.2可編程序控制器的使用步驟277.3機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氣動機械手的工作流程7.3.3I/0分配7.3.4梯形圖設(shè)計第八章結(jié)論37辭謝38參考文獻39畢業(yè)設(shè)計說明書5第一章緒論1.1工業(yè)機械手概述工業(yè)機器人由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅(qū)動系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動控制、可重復編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機電一體化自動化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。機器人應用情況，是一個國家工業(yè)自動化水平的重要標志。生產(chǎn)中應用機械手可以提高生產(chǎn)的自動化水平，可以減輕勞動強度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實現(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，它代替人進行正常的工作，意義更為重大。因此，在機械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用。機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強，僅為某臺機床的上下料裝置，是附屬于該機床的專用機械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，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。氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。其主要特點是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，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)境中進行工作。氣動技術(shù)有以下優(yōu)點:(1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動工作壓力較低，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)及補充的問題.(2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分