平衡臂機械手的設計之PLC邏輯順序控制和液壓系統設計

摘要：本次設計的液壓傳動機械手根據規定的動作順序，綜合運用所學的基本理論、基本知識和相關的機械設計專業知識，完成對機械手的設計，并繪制必要裝配圖、液壓系統圖、PLC控制系統原理圖。機械手的機械結構采用油缸、螺桿、導向筒等機械器件組成；在液壓傳動機構中，機械手的手臂伸縮采用伸縮油缸，手腕回轉采用回轉油缸，立柱的轉動采用齒條油缸，機械手的升降采用升降油缸，立柱的橫移采用橫向移動油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC類型為FX2N，當按下連續啟動后，PLC按指定的程序，通過控制電磁閥的開關來控制機械手進行相應的動作循環，當按下連續停止按鈕后，機械手在完成一個動作循環后停止運動。

本設計擬開發的上料機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業區進行作業，可抓取重量較大的工件。

關鍵詞：機械手、液壓、控制回路、PLC

目錄 …………………………………………………………………………… 1

Abstract……………………………………………………………………………………………………….1

摘 要1

第 一 章 前 言4

1.1工業機器人4

1.1.1工業機器人簡介4

1.1.2世界機器人的發展4

1.1.3我國工業機器人的發展5

1.2工業機械手6

1.2.1簡史6

1.2.2應用簡況7

1.2.3國內外機械人發展趨勢7

1.3機械手的組成和分類9

1.3.1機械手的組成9

1.3.2機械手的分類11

1.4本課題研究的主要內容及意義11

1.4.1  課題 七桿二自由度機械手設計內容及基本要求11

1.4.2重點研究的問題：11

1.4.3 本次設計的意義11

第 二 章 機械手機械結構的設計計算12

2.1 機械手機構的分析與設計- 12 -

2.1.1機械手的自由度- 12 -

2.1.2坐標形式- 13 -

2.1.3機械手的機構簡圖以及部件尺寸- 13 -

2.1.4機械手總體方案的比較15

第 三 章 平衡臂機械手總體設計方案15

3.1 機械手總體系統的設計15

3.2液壓機械手液壓系統的工作原理15

3.3液壓系統的組成原理16

3.4液壓傳動機械手的特點16

3.5機械手的動作順序17

3.6平衡臂機械手總體布局方案的確定18

第 四 章 液壓系統的設計18

4.1 液壓系統控制回路的比較選擇18

4.2 液壓系統工作原理圖20

4.3 液壓系統執行元件的比較選擇21

4.4液壓系統動力裝置的計算選擇22

4.4.1大臂上雙作用活塞式油缸的流量計算及驅動泵的要求22

4.4.2帶動手部夾緊油缸的流量計算及驅動泵的要求23

4.4.3水平伸縮油缸的流量計算及驅動泵的要求24

4.2.4驅動泵和驅動電機的選擇26

4.5液壓系統控制裝置的計算選擇26

4.6液壓系統輔助裝置的計算選擇27

4.7集中配置液壓裝置28

4.7.1液壓泵站的集成配置29

4.7.2液壓控制裝置的集成配置29

第 五 章 PLC控制回路的設計31

5.1電磁鐵動作順序31

5.2電氣控制原理圖32

5.3現場器件與PLC內部等效繼電器對照表35

5.4 PLC與現場器件的實際連接圖36

5.5梯形圖37

5.6指令程序38

結束語………………………………………………………………………….42

參考文獻……………………………………………………………………….43