机械5

在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。 工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是：介质来源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。 本课题拟开发物料搬运用气动机械手，机械手可以实现在X、Z两个坐标方向上的移动、绕Z轴的回转，手部可以加紧的执行机构。控制方面，采用X-D图法设计了控制该机械手动作的气动控制系统。这是一个开放的气动控制系统平台。 该气动机械手的设计主要分为三个部分：总体方案设计，结构设计计算及元件选型和机械手气动控制系统的设计。 目录 摘要I Abstract II 第1章绪论1 1.1课题来源目的及意义1 1.2国内外研究现状及发展趋势3 1.2.1国内研究现状及发展趋势3 1.2.2国外研究现状及发展趋势4 1.3研究内容拟解决的问题及设计要求5 第2章气动机械手臂的总体方案及结构设计7 2.1机械手的组成与分类7 2.1.1机械手的组成7 2.1.2机械手的分类8 2.2机械手的坐标型式与自由度置10 2.3机械手的主要部件及运动10 2.4机械手的驱动方案设计10 2.5机械手的控制方案设计11 2.6机械手的技术参数列表11 2.7气动机械手的总体方案11 2.8本章小结13 第3章气动机械手的结构设计与校核14 3.1机械手手部的设计14 3.1.1手部设计基本要求14 3.1.2典型的手部结构14 3.1.3机械手手抓的具体设计14 3.2机械手手臂的设计计算15 3.2.1臂部设计的基本要求15 3.2.2手臂的典型机构以及结构的选择16 3.2.3手臂伸缩的设计计算16 3.3机身的设计计算19 3.3.1机身的整体设计19 3.3.2机身回转机构的设计计算20 3.3.3机身升降机构的计算23 3.4本章小结25 第4章气动系统设计及气动元件的选取26 4.1气动控制系统的设计26 4.1.1气动机械手的动作过程26 4.1.2机械手的控制要求26 4.1.3气动驱动回路系统设计27 4.2气动元件的选取27 4.3本章小结28 第5章气动机械手的PLC控制系统设计29 5.1机械手的PLC控制设计29 5.1.1可编程序控制器简介及工作过程29 5.1.2可编程序控制器的使用步骤30 5.2气动机械手的可编程序控制器控制方案及PLC选型31 5.2.1气动机械手的控制要求及系统控制方案31 5.2.2系统简介31 5.2.3气动机械手的工作流程32 5.2.4 PLC的选型和I/O分配32 5.3 PLC控制程序设计33 5.3.1 PLC总体结构33 5.3.2各部分程序设计34 5.4本章小结38 第6章气动机械手的ADAMS建模与仿真39 6.1虚拟样机技术概述39 6.2三位实体模型向ADAMS转化的方法40 6.3运用ADAMS对机械手进行仿真41 6.4用ADAMS仿真后处理42 6.5本章小结44 结论45 参考文献47