搬运机械手结构及控制系统设计

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总装图A0.dwg

手臂原图.dwg

接线与梯形图A0.dwg

液压系统原理图A1.dwg

状态转移图A2.dwg

设计说明书.doc

搬运机械手结构及控制系统设计

摘   要

    通过对机械设计制造及其自动化专业四年所学的知识进行整合，对工业机械手的结构和功能进行论述和分析，设计了一种圆柱坐标式的上下料机械手。

　　　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并对其进行分析计算，机械手腕部的结构设计，手爪的结构设计并对其进行分析计算，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。通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，对控制系统进程序设计，同时编写PLC控制程序及梯形图等，设计达到了设计的预期目标。

　　　关键词：机械手；液压系统；PLC

　　　　目录

摘   要 iii

Abstract iv

绪论 1

第一章 设计方案的目的 4

    第一节 选题背景 4

    第二节  设计目的 5

    第三节 国内外研究现状和趋势 5

    第四节 设计原则 6

第二章 设计方案的讨论 8

    第一节 机械手的总体设计 8

    第二节 机械手腰座结构的设计 10

    一、 机械手腰座结构的设计要求 10

    二、  设计具体采用方案 10

    第三节 机械手手臂的结构设计 12

    一、  机械手手臂的设计要求 12

    二、  设计具体采用方案 13

    三、 机械手小臂的具体设计计算 13

    第四节 机械手腕部的结构设计 23

    一、 机器人手腕结构的设计要求 24

    二、 设计具体采用方案 24

    第五节  机械手末端执行器（手爪）的结构设计 24

    一、  机械手末端执行器的设计要求 24

    二、 机器人夹持器的运动和驱动方式 25

    三、  机器人夹持器的典型结构 26

    四、 设计具体采用方案 29

    五、 机械手手指的具体设计计算 29

    第六节 机械手驱动系统的设计 40

    一、 机器人各类驱动系统的特点 40

    二、  工业机器人驱动系统的选择原则 41

    三、 设计具体采用方案 42

第三章 液压系统的设计 43

    第一节 确定液压系统基本方案 43

    一、 拟定液压执行元件运动控制回路 44

    二、 液压源系统的设计 44

    三、 绘制液压系统图 45

    第二节 计算和选择液压元件 46

    一、  动力原件－液压泵的选择 46

    二、 执行元件液压缸的选择 47

    三、 控制元件－方向阀、压力阀、流量阀 49

    四、  辅助元件－管道、管接头、过滤箱、油箱、蓄能器 50

第四章 机械手控制系统的设计 54

    第一节 机械手控制系统的设计 54

    第二节 机械手的作业流程 55

    第三节  绘制控制系统的接线图 56

    第四节 编写PLC的控制程序 57

结 论 65

外文资料 67

中文翻译 76

致谢 79　

　　　Carrying manipulator structure and the control system design

Abstract

　　　By means of mechanical design and manufacturing and its automation professional knowledge for four years in integration, on the structure and function of industrial manipulator is discussed and analysis, we design a cylindrical coordinates type of manipulator.

　　　Focus on the waist, arm manipulator, the gripper and so on various parts of the mechanical structure and design of manipulator control system in detail. Concrete has carried on the overall design of the manipulator, waist the design of the bridge structure, the structural design of the manipulator arm and carries on the analysis and calculation, structure design of robot hand wrist, gripper and carries on the analysis and calculation of structure design, the design of the mechanical drive system, and the hydraulic system and control system has carried on the theoretical analysis and calculation. Through the technological process and control of the manipulator operation requirements analysis, into the design of control system, at the same time to write and ladder diagram of PLC control program, the design has reached the design target.

　　　Key words: manipulator; The hydraulic system; PLC

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