机械5

本课题将要完成的主要任务如下: (1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面相对较广. (2)选取机械手的座标型式和自由度 (3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，不仅可以应用于夹持式手指来抓取棒料工件，在工业需要的时候还可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。 (4)气压传动系统的设计 本课题将设计出机械手的气压传动系统，包括气动元器件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图。 (5)对气压传动系统原理图的参数化绘制进行研究，提高绘图效率，改善绘图质量。 (6)机械手的控制系统的设计 本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC程序，并画出梯形图。 目录.......................................................................................................................1 文摘.......................................................................................................................3 Abstract..................................................................................................................3 第一章绪论.......................................................................................................4 1.1机械手概述...............................................................................................4 1.2机械手的组成和分类...............................................................................4 1.2.1机械手的组成................................................................................5 1.2.2机械手的分类……………………………………………..........6 1.3国内外发展状况.. ...............................................................................................7 1.4课题的提出及主要任务………………………………………………..8 1.4.1课题的提出……………………………………………..............8 1.4.2课题的主要任务……………………………………………......9 第二章机械手的设计方桉…………………………………………….............9 2.1机械手的座标型式与自由度……………………………………….....10 2.2机械手的手部结构方桉设计……………………………………….....11 2.3机械手的手腕结构方桉设计……………………………………….....13 2.4机械手的手臂结构方桉设计……………………………………….....14 2.5机械手的驱动方桉设计…………………………………………….....15 2.6机械手的控制方桉设计……………………………………………......17 2.7机械手的主要参数…………………………………………………......18 2.8机械手的技术参数列表……………………………………………......19 第三章手部结构设计…………………………………………….....................20 3.1夹持式手部结构……………………………………………………......21 3.1.1手指的形状和分类…………………………………………......22 3.1.2设计时考虑的几个问题……………………………………......23 3.1.3手部夹紧气缸的设计………………………………………......24 第四章手腕结构设计………………………………………………….............26 4.1手腕的自由度………………………………………………………......28 4.2手腕的驱动力矩的计算…………………………………………….......29 4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩…………………………………...29 4.2.2回转气缸的驱动力矩计算……………………………………...30 4.2.3回转气缸的驱动力矩计算校核………………………................33 第五章手臂伸缩，升降步进电机底部旋转直流电机的选型计算…………...33 5.1手臂伸缩步进电机的选型计算………………………………...............37 5.2手臂升降步进电机的选型计算……………………………….................37 5.3底部旋转直流电机的选型计算………………………………………....40 5.4蜗杆蜗轮减速器的选型计算………………………………………......40 第六章气压传动系统工作原理图的参数化绘制………………………….........43 第七章机械手的PLC控制设计…………………………………………….......44 7.1可编程序控制器的选择及工作过程………………………………........45 7.1.1可编程序控制器的选择………………………………………..46 7.1.2可编程序控制器的工作过程…………………………………..47 7.2可编程序控制器的使用步骤………………………………………........48 7.3机械手可编程序控制器控制方桉…………………………………........49 结论………………………………………………………………….....................50 致谢…………………………………………………………………………….....51 参考文献………………………………………………………………………….52 本文简要介绍了工业机械手的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。 本文对机械手进行总体方桉设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。 设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。 利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方桉，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。