多工位冲床专用机械手设计 机械设计制造及其自动化专业毕业设计 毕业论文.doc

XXXXXX学院毕业设计（论文）多工位冲床专用机械手设计学生：学号：专业：机械设计制造及其自动化班级：指导教师：XXXX学院机械工程学院二O一O年六月毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目：多工位冲床专用机械手设计系：机电专业：机械设计制造及其自动化班级：机自065学号：XXXXXXX学生：XXXXXX指导教师：XXXXX接受任务时间教研室主任（签名）系主任（签名）1毕业设计（论文）的主要内容及基本要求1）、规格参数：抓重；3公斤（吸盘吸力为1公斤）；自由度数:3个；座标型式:直角座标手臂运动参数：伸缩行程:100毫米，升降行程:30毫米，横移行程:150毫米；冲床动作颇率:12次/分；驱动方式:气动；缓冲方式；液压缓冲器缓冲；定位方式:机械挡块；定位精度:0.5毫米2）、设计要求：（1）、全部设计图纸用AutoCAD绘制；（2）、设计说明书1份（40页以上）。2指定查阅的主要参考文献及说明（1）机械零件设计手册（2）工业机械手图册（3）机械设计手册（4）其他相关参考资料3进度安排设计（论文）各阶段名称起止日期1查阅相关参考资料，完成开题报告20103.152结构设计2010.3.162010.4.53完成AutoCAD零件图、装配图2010.4.62010.4.264编写设计说明书2010.4.272010.5.35毕业设计（论文）的修改、答辩的准备2010.5.52010.5.17注：本表在学生接受任务时下达四川理工学院毕业设计（论文）I摘要本文简要介绍了工业机械手的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，继电器控制的特点及国内外的发展状况。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。利用继电器程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的电磁继电器，根据机械手的工作流程制定了继电器程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图，并绘制了继电器程序控制器的控制程序。关键词：机械手，气动，继电器程序控制器ABSTRACTIIABSTRACTAtfirst,thepaperintroducestheconceptionoftheindustrialrobotandtheeler.drayinformationofthedevelopmentbriefly.Whatsmore,thepaperaccountsforthebackgroundandtheprimarymissionofthetopic.Thepaperintroducesthefunction,composingandclassificationofthemanipulator,tellsoutthefree-degreeandtheformofcoordinate.Atthesametime,thepapergivesouttheprimaryspecificationparameterofthismanipulator,Thepaperdesignsthestructureofthehandandtheequipmentofthedriveofthemanipulator,Thispaperdesignsthestructureofthewrist,computestheneededmomentofthedrivewhenthewristwheelsandthemomentofthedriveofthepump.Thepaperdesignsthestructureofthearm.Thepaperdesignsthesystemofairpressuredriveanddrawstheworkprinciplechart,themanipulatorusestocontrol.ThepaperinstitutestwocontrolschemesofPLCaccordingtotheworkflowofthemanipulator.Thepaperdrawsouttheworktimesequencechartandthetrapeziachart.KEYWORDS:manipulator,pump,airpressuredrive.四川理工学院毕业设计（论文）目录摘要.IABSTRACT.II第一章绪论.11.1工业机械手.11.1.1工业机械手概述.11.1.2选题背景.11.1.3设计目的.21.2机械手的组成和分类.31.2.1机械手的组成.31.2.2机械手的分类.61.3国内外发展状况.71.4课题的提出及主要任务.91.4.1课题的提出.91.4.2课题的主要任务.10第二章机械手的设计方案.112.1机械手的座标型式与自由度.112.2机械手的手部结构方案设计.132.3机械手的手腕结构方案设计.132.4机械手的手臂结构方案设计.142.5机械手的驱动方案设计.162.5.1机械手气压驱动.172.5.2机械手气压驱动系统.172.6机械手的缓冲方案设计.192.7机械手的主要参数.202.8机械手的技术参数列表.20第三章手部结构设计.223.1夹持式手部结构.223.2手指的形状和分类.223.3设计时考虑的几个问题.23目录3.4手部夹紧气缸的设计.23第四章手臂伸缩，升降，横移的尺寸设计与校核.284.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核.284.1.1手臂伸缩气缸的尺寸设计.284.1.2尺寸校核.284.1.3.导向装置.294.1.4平衡装置.294.2手臂升降气缸的尺寸设计与校核.304.2.1尺寸设计.304.2.2尺寸校核.304.3手臂横移气缸的尺寸设计与校核.314.3.1尺寸设计.314.3.2尺寸校核.31第五章机械手的电气控制系统设计.335.1气压传动系统工作原理图.335.2气压传动系统工作原理图的参数化绘制.34第六章结论.36致谢.37参考文献.38四川理工学院毕业设计（论文）1第一章绪论1.1工业机械手1.1.1工业机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。1.1.2选题背景机械手是在自动