毕业论文-机械手气动系统设计

1、毕业设计机械手气动系统设计学生姓名： 学号：系 部： 机械工程系 专 业： 机械电子工程 指导教师： 二零一五 年 五 月诚信声明本人郑重声明：本论文及其研究工作是本人在指导教师的指导下独立完成的，在完成论文时所利用的一切资料均已在参考文献中列出。 本人签名： 年 月 日毕业设计任务书设计题目： 机械手气压系统设计 系部： 机械工程系 专业： 机械电子工程 学号： 学生： 指导教师（含职称）： 1课题意义及目标气动机械手是集机械、电气、气动和控制于一体的典型机电一体化产品。近年来，机械手在自动化领域中，特别是在有毒、放射、易燃、易爆等恶劣环境内与电动和液压驱动的机械手相比，显示出其独特的优越性

2、，得到了越来越广泛的应用。本次毕业设计要求学生深入了解机械手气压系统的组成和工作原理，综合运用所学的基础理论知识和专业知识完成机械手气动回路设计、气动程序系统设计等内容，为毕业后从事机械方面工作打好基础。2主要任务（1）设计机械手工作原理图（2）气动元件的设计与选择（3）气动程序的设计（4）气动回路的设计3主要参考资料1 章宏甲.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2003.2 郑家林.轻工业气压传动M.北京：轻工业出版社，1989.3 路甬祥.液压气动技术手册M.北京：机械工业出版社，2002.4进度安排设计各阶段名称起 止 日 期1查阅相关的气动技术的文献，完成开题报告3月3日3月23

3、日2设定机械手的总体运动方案3月24日4月13日3通过各种途径设计气动程序系统和气动回路4月14日5月4日4编写毕业设计设计说明书5月5日6月1日5提交及修改毕业设计说明书，答辩6月2日6月22日审核人： 年 月 日 53.大型PLC一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强，有各种通讯联网的模块，实现工厂生产管理自动化。二. PLC的组成1.中央处理单元(CPU)CPU是PLC的控制中枢。它接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，而且可以对用户的错误做出判断。2.存储器存放系

4、统软件的存储器称为系统程序存储器。PLC常用的存储器类型：RAM (Random Assess Memory) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)3.输入/输出单元为了避免其输入的稳定性受到影响，我们必须对输入电路进行特殊的设计，一般采用光电耦合电路进行隔离，可以有效的防止干扰信号。它可以接受一些传感器传来的信号，并且进行处理。将弱电信号转换成我们需要的强电信号。4.电源部分 PLC一般我们都采用220V的交流电源。小型整体

5、的会在其内部装有一个开关稳压电源，会给不同的元件提供不同的电源。5.接口单元接口单元就是为了满足用户的需要，可以增加一些外接的编程器，存储器等。6.外部设备外部设备有编程器，打印机等结构，但是一般我们是不需要这个编程器的。但是他们各有各的用途。4.1.3 PLC输入输出地址分配表4-1 顺序控制输出输入地址分配表机械手顺序控制输入输出地址分配模块号输入端子输出端子地址号信号名称说明CPU224和EM2211I0.0自动启动按钮2I0.1单动启动按钮3I0.2手动启动按钮4I0.3停止按钮5I0.4高位限位开关6I0.5低位限位开关7I0.6左位限位开关8I0.7右位限位开关9I1.0后位限位开

6、关10I1.1前位限位开关11I1.2手动下降按钮12I1.3手动上升按钮13I1.4手动夹紧按钮14I1.5手动左移按钮15I2.0手动右移按钮16I2.1手动顺时针旋转按钮17I2.2手动逆时针旋转按钮18I2.3A台右工作件光耦合器1Q0.0下降电磁阀2Q0.1上升电磁阀3Q0.2右移电磁阀4Q0.3左移电磁阀5Q0.4顺时针旋转电磁阀6Q0.5逆时针旋转电磁阀7Q0.6夹紧电磁阀表4-2 顺序控制内存变量分配表1信号名称地址号说明2自动启动I0.0按钮3单动启动I0.1按钮4手动启动I0.2按钮5停止I0.3按钮6高位I0.4限位开关7低位I0.5限位开关8左位I0.6限位开关9右位I

7、0.7限位开关10后位I1.0限位开关11前位I1.1限位开关12手动下降I1.2按钮13手动上升I1.3按钮14手动夹紧I1.4按钮15手动左移I1.5按钮16手动右移I2.0按钮17手动顺时针旋转I2.1按钮18手动逆时针旋转I2.2按钮19A台右工作件I2.3光耦合器20下降Q0.0电磁阀21上升Q0.1电磁阀22右移Q0.2电磁阀23左移Q0.3电磁阀24顺时针旋转Q0.4电磁阀25逆时针旋转Q0.5电磁阀26夹紧Q0.6电磁阀27夹紧定时器T101TON定时器28放松定时器T102TON定时器29自动方式标志M0.0BOOL30单动方式标志M0.1BOOL31手动方式标志M0.2BO

8、OL32一周期结束标志M0.3BOOL4.1.4 回路设计图4-2 气动系统图 上面这图是气动系统的工作原理图，1Y等代表的是电磁铁，电磁铁接通后，气缸就会随着运动，当然他们是有顺序的运动。里面加有油雾器，冷却器，减压阀等辅助装置。还有控制流量大小和方向的单向节流阀。表4-3 电磁铁动作顺序表动作顺序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y伸缩手臂左移+升降手臂下降+夹紧+升降手臂上升+摆动气缸逆时针转+伸缩气缸右移+松开摆动气缸顺时针转+上面这个表格就是事先规定的的电磁铁顺序的列表，电磁铁的接通顺序就是按照这个+号来确定的根据这些表格，我们设计出了下面的PLC程序，分为自动控制和手动控制两种，完全按照表

9、格中的顺序运动。已经通过PLC软件调试过，能过按照规定的程序运动。4.1.5 PLC程序设计我们设置了手动和自动两种控制模式，因此写入了两个子程序主程序SBR-0SBR-15 结论本设计的气动机械手的比较简单，对应的气动系统也相对简单，设计比较合理，能够满足部分形状不同的物件的转移、夹取、安装等功能，方便快捷。其设计主要考虑以下几个方面：1.机械手的运动规划设定运动路径，规划好机械手要实现的动作，对后面的气动系统的研究有很大的影响。2.气动系统的设计根据要实现的操作，进行气动元件的选择，使每个气动元件可以符合回路要求。3.控制系统的设计为了实现自动化的操作和无限的循环，我们需要设计合理的控制程

10、序来实现这个目的。本设计采用的是PLC，来控制。由于本人才疏学浅，有不恰当的地方和不准确的地方，恳请各位老师，批评指教。参考文献 章宏甲.液压与气压传动M.北京：机械工业出版社，2003. 郑家林.轻工业气压传动M.北京：轻工业出版社，1989. 路甬祥.液压气动技术手册M.北京：机械工业出版社，2002. 左建明.液压与气压传动M.北京： 机械工业出版社，2007. 崔继仁.电气控制与PLC应用技术M.北京：中国电力出版社，2010. SMC（中国）有限公司.现代实用气动技术M.北京：机械工业出版社，2003. 吴宗泽.机械设计师手册：下册.北京：机械工业出版社，2002. 李壮云.液压气动

11、与液力工程手册：上册。北京：电子工业出版社，2008. 张群生.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2009. 袁承训.液压与气压传动.北京：机械工业出版社，2009. 成大先.机械设计手册M.北京：化学工业出版社，1994. 徐文灿.气动元件及系统设计M. 北京：机械工业出版社，1995. 哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学M.北京：高等教育出版社，2009. 丁继斌.机器人技术基础M.北京：高等教育出版社，2012. 程宪平.机电传动与控制M.武汉：华中科技大学出版社,2010.致谢在论文完成之际，首先我要感谢的就是我的老师。在我写论文期间，给我提供了及时的帮助。王老师每次都会精确的

12、得出我的问题所在，并耐心的给予我辅导，及时的解决我的问题。不管问题是大是小，王老师总是会给予最耐心的辅导。王老师的知识非常丰富，涉猎范围很广，所以我们的问题，王老师可以一眼看出来，结合王老师的切身经历给予我们最大帮助。每个学生的论文进度，王老师都会非常关心，她会督促我们尽快的完成论文，遇见不会问题要及时的询问，不可以盲目的向前。正因为王老师负责的态度，我们才能保证质量，保证数量的完成论文。我再次对王老师的帮助表示感谢。我的基础并不扎实，我需要向他们询问，才能得出正确分析，而他们也给我提供了最大帮助，没有他们，我就无法完成这篇论文。还要感谢所有给予我帮助的人，知恩图报，是我们的优秀美德，我们需要

13、将其发扬光大。经过几个月的辛苦拼搏，总算将论文写完，我心里非常激动，虽然它不是最好，但是付出了我的心血，是对我大学四年所学知识的总结，也是对我自身学习的认可，让我知道我大学所学知识是能够应用到实际中的。四年的学习生活，我学习到了很多东西，接触了好多老师的教导和影响，非常感谢这些帮助过我的人。每个人的成功都离不开背后无数人的默默支持，当我们成功时，首先要感谢的就是那些默默的在背后支持你的人，懂得感恩，才能不断的向前。不管我们身在何处，都要感谢那些帮助过我们的人，他们给我们的帮助不仅仅帮我们渡过了当前的困难，还为我们以后的道路奠定了基础，没有他们，我们就没有以后，更不用说现在。我们是党和国家未来的接班人，我们自身需要有极高的文化素质，道德涵养和足够的专业精神，俗话说，打铁还需自身硬，我们要想为国家做贡献，就必须先把自