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数控机床上下料机械手设计说明书.doc

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数控机床上下料机械手设计说明书.doc

1摘要通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科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。关键词机械手;PLC;液压伺服定位;电液系统2ABSTRACTINTEGRATETHEKNOWLEDGEOFTHEPASTFOURYEARS’OFUNDERGRADUATECOURSEOFMACHINE,DISCUSSANDANALYSISTHEEACHPARTANDFUNCTIONOFMANIPULATOR;DESIGNAKINDOFCYLINDERICALCOORDINATEMANIPULATORUSEDTOPACKANDUNLOADWORKPIECEFORCNCMACHINETOOLSINPARTICULAR,MADETHEDETAILEDDESIGNABOUTBASE,ARM,ANDENDEFFECTORANDTHECONTROLSYSTEMETCINCLUDINGTOTALDESIGN,WAIST’SCONSTRUCTIONDESIGN,THEARM’SCONSTRUCTIONDESIGN,THEWRIST’SCONSTRUCTIONDESIGN,THEENDEFFECTOR’SCONSTRUCTIONDESIGN,ANDTHEDRIVESYSTEMOFMANIPULATORATTHESAMETIME,ANALYSISANDCOMPUTETHEHYDRAULICPRESSURESYSTEMANDCONTROLSYSTEMDEEPLYDESIGNTHEMANIPULATOR’SCONTROLSYSTEM,WHICHBASEDONPLCAFTERANALYSISABOUTTHECRAFTPROCESSANDTHEREQUESTSOFTHEMANIPULATOR,THEHARDWARECIRCUITANDTHECONTROLPROGRAMOFTHEMANIPULATORTHENISDESIGNEDINAWORD,THEDESIGNOFTHEMANIPULATORHASCOMETOTHEANTICIPANTOBJECTKEYWAYSMANIPULATOR;PLC;HYDRAULICSERVOCONTROL;ELECTROHYDRAULICSYSTEM3目录摘要ⅠABSTRACTⅡ第1章绪论111选题背景112设计目的113国内外研究现状和趋势214设计原则3第2章设计方案的论证321机械手的总体设计3211机械手总体结构的类型3212设计具体采用方案422机械手腰座结构的设计5221机械手腰座结构的设计要求5222设计具体采用方案623机械手手臂结构的设计7231机械手手臂的设计要求7232设计具体采用方案824工业机器人腕部的结构9241机器人手腕结构的设计要求9242设计具体采用方案10425机械手末端执行器(手爪)的结构设计10251机械手末端执行器的设计要求11252机器人夹持器的运动和驱动方式12253机器人夹持器的典型结构12254设计具体采用方案1326机械手的机械传动机构的设计13261工业机器人传动机构设计应注意的问题14262工业机器人常用的传动机构形式15263设计具体采用方案1827机械手驱动系统的设计18271机器人各类驱动系统的特点18272工业机器人驱动系统的选择原则19273机器人液压驱动系统20274机器人气动驱动系统21275机器人电动驱动系统23276设计具体采用方案2528机器人手臂的平衡机构设计26281机器人平衡机构的形式26282设计具体采用的方案26第3章理论分析和设计计算2731液压传动系统设计计算27311确定液压系统基本方案27312拟定液压执行元件运动控制回路28313液压源系统的设计28314绘制液压系统图29315确定液压系统的主要参数30316计算和选择液压元件35317液压系统性能的验算3732电机选型有关参数计算37321有关参数的计算37

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