机械5

摘要 通过对机械设计制造及其自动化专业大学四年的所学知识进行整合，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。重点针对机械手的腰座、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。具体进行了机械手的总体设计，腰座结构的设计，机械手手臂结构的设计，机械手腕部的结构设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。设计达到了设计的预期目标。 目录 摘要Ⅰ Abstract Ⅱ 第1章绪论1 1.1选题背景1 1.2设计目的1 1.3国内外研究现状和趋势2 1.4设计原则3 第2章设计方案的论证3 2.1机械手的总体设计3 2.1.1机械手总体结构的类型3 2.1.2设计具体采用方案4 2.2机械手腰座结构的设计5 2.2.1机械手腰座结构的设计要求5 2.2.2设计具体采用方案6 2.3机械手手臂结构的设计7 2.3.1机械手手臂的设计要求7 2.3.2设计具体采用方案8 2.4工业机器人腕部的结构9 2.4.1机器人手腕结构的设计要求9 2.4.2设计具体采用方案10 2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计10 2.5.1机械手末端执行器的设计要求11 2.5.2机器人夹持器的运动和驱动方式12 2.5.3机器人夹持器的典型结构12 2.5.4设计具体采用方案13 2.6机械手的机械传动机构的设计13 2.6.1工业机器人传动机构设计应注意的问题14 2.6.2工业机器人常用的传动机构形式15 2.6.3设计具体采用方案18 2.7机械手驱动系统的设计18 2.7.1机器人各类驱动系统的特点18 2.7.2工业机器人驱动系统的选择原则19 2.7.3机器人液压驱动系统20 2.7.4机器人气动驱动系统21 2.7.5机器人电动驱动系统23 2.7.6设计具体采用方案25 2.8机器人手臂的平衡机构设计26 2.8.1机器人平衡机构的形式26 2.8.2设计具体采用的方案26 第3章理论分析和设计计算27 3.1液压传动系统设计计算27 3.1.1确定液压系统基本方案27 3.1.2拟定液压执行元件运动控制回路28 3.1.3液压源系统的设计28 3.1.4绘制液压系统图29 3.1.5确定液压系统的主要参数30 3.1.6计算和选择液压元件35 3.1.7液压系统性能的验算37 3.2电机选型有关参数计算37 3.2.1有关参数的计算37 3.2.2电机型号的选择40 第4章机械手控制系统的设计41 4.1机械手控制系统硬件设计41 4.1.1机械手工艺过程与控制要求41 4.1.2机械手的作业流程42 4.1.3机械手操作面板布置43 4.1.4控制器的选型45 4.1.5控制系统原理分析45 4.1.6 PLC外部接线设计46 4.1.7 I/O地址分配47 4.2机械手控制系统软件设计49 4.2.1机械手控制主程序流程图49 4.2.2机械手控制程序设计49 技术经济分析51 结论52 专题部分53 参考文献64 附录1 66 附录2 71 附录3 78 致谢94