机械5

按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由气缸来实现。 设计技术参数: 1、抓重5kg 2、自由度数3个自由度 3、座标型式圆柱座标 4、最大工作半径17mm 5、手臂最大中心高800mm 6、手臂运动参数 伸缩行程400mm 伸缩速度400mm 升降行程300mm 升降速度250mm 回转范围0°-360° 回转速度90°s 7、手腕运动参数 回转范围0°-360° 回转速度90°s 定位方式行程开关或可调机械挡块等 驱动方式气压传动 控制方式点位程序控制(采用PLC) 摘要 本文简要介绍了小型搬运机械手的概念，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。 关键词小型搬运机械手，机械手，气动，可编程序控制器（PLC） 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，回转气缸的设计与校核………………………......33 5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核…………………………………….....34 5.1.1尺寸设计……………………………………………...............35 5.1.2尺寸校核……………………………………………...............35 5 .1 .3导向装置…………………………………………….............36 5 .1 .4平衡装置……………………………………………...................37 5.2手臂升降部分尺寸设计与校核……………………………….............37 5.2.1尺寸设计……………………………………………..................37 5.2.2尺寸校核……………………………………………..................37 5.3手臂回转部分尺寸设计与校核……………………………………......38 5.3.1尺寸设计……………………………………………..................39 5.3.2尺寸校核……………………………………………..................40 第六章气动系统设计……………………………………………...............41 6.1气压传动系统工作原理图…………………………………………........42 6.2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