數(shù)控機床上下料機械手設計

摘  要

通過對機械設計制造及其自動化專業(yè)大學本科四年的所學知識進行整合，對工業(yè)機械手各部分機械結(jié)構(gòu)和功能的論述和分析，設計了一種圓柱坐標形式的數(shù)控機床上下料機械手。重點針對機械手的腰座、手臂、手爪等各部分機械結(jié)構(gòu)以及機械手控制系統(tǒng)進行了詳細的設計。具體進行了機械手的總體設計，腰座結(jié)構(gòu)的設計，機械手手臂結(jié)構(gòu)的設計，機械手腕部的結(jié)構(gòu)設計，末端執(zhí)行器（手爪）的結(jié)構(gòu)設計，機械手的機械傳動機構(gòu)的設計，機械手驅(qū)動系統(tǒng)的設計。同時對液壓系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了理論分析和計算。基于PLC對機械手的控制系統(tǒng)進行了深入細致的設計，通過對機械手作業(yè)的工藝過程和控制要求的分析，設計了控制系統(tǒng)的硬件電路，同時編制了機械手的控制程序。設計達到了設計的預期目標。

關鍵詞：機械手；PLC；液壓伺服定位；電液系統(tǒng)

Abstract

...

Keyways: Manipulator；PLC；Hydraulic servo control；Electrohydraulic system

目   錄

摘要Ⅰ

AbstractⅡ

第1章 緒論1

1.1 選題背景1

1.2 設計目的1

1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和趨勢2

1.4 設計原則3

第2章 設計方案的論證3

2.1機械手的總體設計3

2.1.1 機械手總體結(jié)構(gòu)的類型3

2.1.2 設計具體采用方案4

2.2機械手腰座結(jié)構(gòu)的設計5

2.2.1 機械手腰座結(jié)構(gòu)的設計要求5

2.2.2 設計具體采用方案6

2.3機械手手臂結(jié)構(gòu)的設計7

2.3.1 機械手手臂的設計要求7

2.3.2 設計具體采用方案8

2.4工業(yè)機器人腕部的結(jié)構(gòu)9

2.4.1機器人手腕結(jié)構(gòu)的設計要求9

2.4.2設計具體采用方案10

2.5機械手末端執(zhí)行器（手爪）的結(jié)構(gòu)設計10

2.5.1機械手末端執(zhí)行器的設計要求11

2.5.2 機器人夾持器的運動和驅(qū)動方式12

2.5.3機器人夾持器的典型結(jié)構(gòu)12

2.5.4設計具體采用方案13

2.6機械手的機械傳動機構(gòu)的設計13

2.6.1工業(yè)機器人傳動機構(gòu)設計應注意的問題14

2.6.2工業(yè)機器人常用的傳動機構(gòu)形式15

2.6.3 設計具體采用方案18

2.7機械手驅(qū)動系統(tǒng)的設計18

2.7.1機器人各類驅(qū)動系統(tǒng)的特點18

2.7.2工業(yè)機器人驅(qū)動系統(tǒng)的選擇原則19

2.7.3機器人液壓驅(qū)動系統(tǒng)20

2.7.4機器人氣動驅(qū)動系統(tǒng)21

2.7.5 機器人電動驅(qū)動系統(tǒng)23

2.7.6 設計具體采用方案25

2.8機器人手臂的平衡機構(gòu)設計26

2.8.1 機器人平衡機構(gòu)的形式26

2.8.2 設計具體采用的方案26

第3章 理論分析和設計計算27

3.1液壓傳動系統(tǒng)設計計算27

3.1.1 確定液壓系統(tǒng)基本方案27

3.1.2 擬定液壓執(zhí)行元件運動控制回路28

3.1.3 液壓源系統(tǒng)的設計28

3.1.4 繪制液壓系統(tǒng)圖29

3.1.5確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù)30

3.1.6 計算和選擇液壓元件35

3.1.7 液壓系統(tǒng)性能的驗算37

3.2電機選型有關參數(shù)計算37

3.2.1  有關參數(shù)的計算37

3.2.2  電機型號的選擇40

第4章 機械手控制系統(tǒng)的設計41

4.1機械手控制系統(tǒng)硬件設計41

4.1.1  機械手工藝過程與控制要求41

4.1.2  機械手的作業(yè)流程42

4.1.3  機械手操作面板布置43

4.1.4  控制器的選型45

4.1.5  控制系統(tǒng)原理分析45

4.1.6  PLC外部接線設計46

4.1.7  I/O地址分配47

4.2機械手控制系統(tǒng)軟件設計49

4.2.1機械手控制主程序流程圖49

4.2.2機械手控制程序設計49

技術經(jīng)濟分析51

結(jié)論52

專題部分53

參考文獻64

附錄166

附錄271

附錄378

致謝94