机械毕业设计题目_搬运机械手及其控制系统设计.rar

目 录

摘 要 ........................................................................................................... I

ABSTRACT（英文摘要） ............................................................................ Ⅱ

目 录 ........................................................................................................... IV

第一章 引 言 ............................................................................................... 1

2.1.3 机械手控制方案设计 ................................................................. 5

2.1.4 机械手主要参数 ........................................................................ 5

2.1.5 机械手的技术参数列表 .............................................................. 6

第三章 机械手总体结构设计 ........................................................................ 7

3.1 动作工况与分析............................................................................................. 7

3.2 机械手各部分结构设计................................................................................. 8

3.2.1 机械手底座的设计 ..................................................................... 8

3.2.2 立柱结构的设计 ........................................................................ 8

3.2.3 轴承的选择................................................................................ 9

3.2.4 上轴承座的选择 ........................................................................ 10

3.2.11 伸缩气缸设计计算 ................................................................... 22

3.2.12 回转气缸设计计算 ................................................................... 25

第四章 气动部分设计 ................................................................................... 28

第五章 PLC控制部分设计 ............................................................................ 30

5.1电磁铁动作顺序.............................................................................................. 30

5.2 I/O分配 ........................................................................................................... 30

5.3 PLC控制梯形图 ............................................................................................. 31

5.4 PLC控制程序指令 ......................................................................................... 32

结论 ............................................................................................................. 37

参考文献 ...................................................................................................... 38

气缸来控制机械手的动作，控制部分结合可编程控制技术编写程序进行控制

来实现两站之间的搬运。

持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作

业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手

部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持

物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机

械手的自由度

。本课题中设计的搬运机械手主要有旋转、伸缩、升降、夹紧四个自由度组

机械手实现上下站之间的搬运功能。机械部分重点是总体结构的设计、各个

现复杂的动作等诸多独特的优点，气动机械手正在向重复高精度，模块化，

无给油化， 机电气一体化方向发展。可以预见，在不久的将来，气动机械

手将越来越广泛地进人工业、军事、航空、医疗、生活等领域。

关键词：可编程控制器，柔性自动生产线，自由度，梯形图

used in a diverse array of automated production line especially.The combine of electrical

programmable technology and pneumatic control technology makes the whole system a higher

degree of automation, more flexible control and more reliable performance;The rapid develop of

pneumatic manipulator and flexible automated production lines requier much more to the

system. Task of hand is to hold the workpiece (or tool) of the components.According to the

grasping object’s shape, size, weight, materials and operating requirements the hand hands a

variety of structural forms, such as clamp type, ADS holders and adsorption type and so on.The

movement part can complete the prescriptive move and achieve the change of the site and gesture

of the grasping objects by varies rotating(twisting),moving or complex movements on hand. The

independence movements such as the rise and fall of body, stretching and rotating manner are

between the handling function. Focus on the mechanical parts are the design of overall structure ,

the choice of each cylinder and installation design, structural design of various components etc;

pneumatic part is given the pneumatic manipulator handling schematics, and the control part of

the procedure was mainly design and debugging,The papers use Siemens (S7-200) instructions

program,giving the corresponding ladder diagram, statement forms and simple flow chart.

Because the pneumatic Manipulator has advantages of simple structure, easy to achieve the

近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应

用。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵

活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更

高的要求。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。能模仿人手和臂的某些动作功能

，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳

动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应

用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。通用机械手因具有独立的控制系统

转动、抓取等动作。

本课题来源于实验课题，模拟生产线由六站组成，各站可独立，可容易的连接在一起

组成一条自动加工生产线，。该课题要求设计搬运站，搬运机械手将工件从上料检测站搬

至加工站。搬运过程中能实现抓取、提升、回转、下降、松开等动作，且动作顺序、动作

速度可调。用气动驱动，PLC控制。包括总体设计，各执行机构设计，气动系统设计、计

算，控制系统设计。技术要求有以下几点：

国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:

价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的65万美元。

统三位一体化:由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机

器人产品问市。