氣動機械手回轉臂結構設計

摘   要

本文簡要介紹了機器人的概念，機械手的組成和分類，機械手的自由度和坐標形式，氣動技術的特點，PLC控制的特點及國內外的發展狀況。

本文對機械手進行總體方案設計，確定了機械手的坐標形式和自由度，確定了機械手的技術參數。同時，計算并設計出了回轉氣缸、伸縮手臂的機械機構。

設計出了機械手的氣動系統，繪制了機械手氣壓系統工作原理圖，對氣壓系統工作原理圖的參數化繪制進行了研究，大大提高了繪圖效率和圖紙質量。

利用可編程序控制器對機械手進行控制，根據機械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，設計出了人工移動式（無動力）點位示教控制軟件，并畫出了機械手的工作時序圖，并繪制了可編程序控制器的控制程序。

關鍵詞：工業機器人；機械手；氣動；可編程序控制器（PLC）；

Abstract

..

 Keywork: industrial robot；manipulator；pump；air pressure drive；PLC

目   錄

摘要（中文）.........................................................Ⅰ

（英文）.........................................................Ⅱ

第一章  緒論   1.1機械手概述.......................................................1

1.2機械手的組成和分類...............................................1

1.2.1機械手的組成...............................................1

1.2.2機械手的分類...............................................3

1.3國內外發展狀況...................................................4

1.4課題的提出及主要任務.............................................5

1.4.1課題的提出.................................................5

1.4.2課題的主要任務.............................................6

第二章 機械手的設計方案

2.1機械手的座標型式與自由度........................................7

2.2機械手的手部結構方案設計........................................8

2.3機械手的手腕結構方案設計........................................8

2.4機械手的手臂結構方案設計........................................8

2.5機械手的驅動方案設計............................................8

2.6機械手的控制方案設計............................................8

2.7機械手的主要參數................................................9

2.8機械手的技術參數列表............................................9

第三章 手臂伸縮，回轉氣缸的設計與校核

3.1手臂伸縮部分尺寸設計與校核......................................11

3.1.1手臂伸縮部分方案一的尺寸設計與校核........................11

3.1.2手臂伸縮部分方案二的尺寸設計與校核........................11

3.1.3導向裝置..................................................14

3.1.4平衡裝置..................................................14

3.2手臂回轉部分尺寸設計與校核......................................14

3.2.1尺寸設計..................................................14

3.2.2尺寸校核..................................................14

第四章 氣動系統設計..................................................16

第五章 機械手的PLC控制設計

5.1可編程序控制器的選擇及工作過程..................................18

5.1.1可編程序控制器的選擇......................................18

5.1.2可編程序控制器的工作過程..................................20

5.2 S7-200的擴展模塊...............................................21

5.2.1數字量I/O擴展模塊........................................21

5.2.2模擬量擴展模塊............................................22

5.2.3通信模塊..................................................22

5.2.4功能模塊..................................................23

5.3 PLC程序的實現..................................................23

5.4 本程序設計思路.................................................24

第六章 上位界面的設計...............................................27

第七章 結論...........................................................31

結束語.................................................................32

參考文獻...............................................................33