本在对工业机械手总体构思和结构分析的基础上，结合通用机械手的给定要求 和功能，对机械手结构进行了系统的分析、设计和计算，并拟定了整体驱动系统和控制系统。 采用机电一体化设计思想，充分考虑机、电、软、硬件各自特点进行互补优化，对机械手整体结构、传动系统、驱动装置和控制系统进行了分析和设计。 在结构设计的过程中结合以往机械设计的经验确定了机械手的详细尺寸。在标准件的应用中，充分考虑实际情况和标准件的应用准则进行了选用。由于该机械手采用液压驱动，在油路的布置和规划中结合机械制造的基础，不但使油路符合制造的可行性，而且将油路布置成空间结构，是机械手的结构更加简洁和紧凑。 在传动系统和驱动装置的设计中，结合各个液压缸的动作，对液压油的流量和压力进行了分析，结合液压原理中各种常用回路的功能和各液压元件的选用原则，制定出了一套完整的液压系统。 在控制系统的设计过程中，采用PLC可编程控制器作为控制主机，行程开关的开合作为中间动作信号，在加上PLC内部延时继电器的使用对该机械手进行了编程，提出了一份有不同功能模块的梯形图。 通过以上各部分的工作，得出了实用化、高可靠性通用机械手的设计方案，对其他类型的数控系统的设计也有一定的借鉴价值。 关键词：通用机械手、结构设计、驱动系统、PLC 目录 摘要.............................................................................................................................2 ABSTRACT...............................................................................................................3 1绪论............................... ..... ................................................................................................... 6 1.1研究背景及发展现状.........................................................................................................6 1.2本课题研究目的及意义.........................................................................................................8 1.3本课题的研究内容.................................................................................................................9 2机械手的总体计....................................................................................................9 2.1总体方案的比较与选定........................................................................................................9 2.1.1各种坐标形式机械手的比较.............................................................................................9 2.1.2选定的两个机械手方案的概述及比较...............................................................................12 2.2机械手的组成及各部分关系概述........................................................................................16 2.2.1执行机构.............................................................................................................................17 2.2.2驱动机构.............................................................................................................................17 2.2.3控制系统.............................................................................................................................18 2.3机械手的主要参数................................................................................................................19 2.3.1机械手的主要技术参数.....................................................................................................19 2.3.2机械手的主要规格参数.....................................................................................................19 3机械手机械系统的设计......................................................................................20 3.1手部的设计............................................................................................................................20 3.1.1手部结构的设计.................................................................................................................20 3.1.2手部的计算与分析.............................................................................................................21 3.2臂部........................................................................................................................................25 3.2.1手臂不自锁条件................................................................................................................ 26 3.2.2手臂回转缸结构设计.........................................................................................................26 3.2.3大手臂相关参数计算.........................................................................................................27 3.2.4手臂伸缩缸的结构设计...............................................................................................35 3.2.5手臂伸缩缸的设计计算.....................................................................................................35 4机械手的液压驱动系统的设计...........................................................................42 4.1程序控制机械手的液压系统................................................................................................42 4.2液压系统传动方案的确定....................................................................................................42 4.2.1各液压缸的换向回路.........................................................................................................42 4.2.2调速方案.............................................................................................................................43 4.2.3减速缓冲回路.....................................................................................................................44 4.2.4调压回路.............................................................................................................................45 4.2.5液压系统的合成与完善.......................................................................................................46 5机械手的PLC控制设计........................................................................................48 5.1运动控制方式的选择............................................................................................................48 5.2输入输出触点的分配............................................................................................................49 5.2.1行程开关的分配.................................................................................................................49 5.2.2手动按钮分配.....................................................................................................................50 5.3外部接线图............................................................................................................................50 5.4控制面板设计........................................................................................................................51 5.5卸料机械手电气控制图........................................................................................................52 5.6电气系统工作流程图原理....................................................................................................54 致谢...........................................................................................................................57 参考文献...................................................................................................................59