冲压机械手---液压系统设计【3张CAD图纸和说明书】

摘   要

机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。通过编程来完成各种动作，它的准确性和多自由度，保证了机械手能在各种不同的环境中工作。机械手在工业生产中应用较多，机械手的使用能够显著提高生产效率，减少人为因素造成的废次品率。机械手可以完成很多工作，它在自动化车间中用来运送物料，从事多种工艺操作。它的特点是通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点，尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。

机械手是在机械自动化生产中逐步发展出的一种新型装置。现代生产过程中机械手被广泛的应用到自动生产线中。机械手目前虽然不如人手的灵活多变，但它具有重复性，无疲劳，不惧危险，有大的抓举力量，因此越来越多的被广泛运用。

机械手技术涉及机械学、力学、自动控制技术、传感技术、电气液压技术，计算机可编程技术等，是一门跨学科综合技术。

本课题在执行机构由电动和液压组成的结构基础上将PLC应用于其自动控制系统，完成机械手系统的硬件及软件设计。

关键词  PLC；数控；自动卸料；机械手

      目   录

摘   要 I

第1章 绪论 1

  1.1 课题背景 1

  1.2机械手的发展 2

  1.3机械手的分类 2

    1.3.1按规格分类 3

    1.3.2按用途分类 3

  1.4 课题设计的目的及意义 3

第2章 机械手概述 4

  2.1 机械手的组成 4

  2.2应用机械手的意义 4

第3章 任务分析 5

  3.1动作分析 5

  3.2运动节拍 5

  3.3总体方案 5

    3.3.1方案一 5

    3.3.2方案二 5

  3.4方案比较 5

  3.5本章小结 5

第4章 总体设计 6

  4.1 总体设计的思路 6

  4.2 技术指标 6

  4.3本章小结 6

第5章 液压系统设计 7

  5.1手指部分 7

    5.1.1设计要求： 7

    5.1.2工况分析： 7

    5.1.3计算外负载： 7

    5.1.4运行时间 7

    5.1.5确定液压系统参数 8

    5.1.6拟定液压系统原理图 10

    5.1.7选择液压件 10

    5.1.8压力损失验算 11

  5.2手腕 11

    5.2.1设计要求 11

    5.2.2工况分析 11

    5.2.3手腕驱动力矩的计算 11

    5.2.4液压缸所产生的驱动力矩计算 12

    5.2.5拟定的液压原理图为 13

    5.2.6选择液压件 13

    5.2.7压力损失验算 14

  5.3手臂伸缩 15

    5.3.1设计要求 15

    5.3.2工况分析 15

    5.3.3计算外负载 15

    5.3.4运行时间 15

    5.3.5确定液压系统参数 16

    5.3.6拟定液压系统原理图 18

    5.3.7选择液压件 18

    5.3.8压力损失验算 19

  5.4手臂回转 19

    5.4.1设计要求 19

    5.4.2工况分析 19

    5.4.3手臂驱动力矩的计算 19

    5.4.4液压缸所产生的驱动力矩计算 20

    5.4.5拟定的液压原理图为 21

    5.4.6选择液压件 21

    5.4.7压力损失验算 22

  5.5定位 23

    5.5.1设计要求 23

    5.5.2工况分析 23

    5.5.3计算外负载 23

    5.5.4运行时间 23

    5.5.5确定液压系统参数 24

    5.5.6拟定液压系统原理图 25

    5.5.7选择液压件 25

    5.5.8压力损失验算 26

  5.6手臂升降 27

    5.6.1设计要求 27

    5.6.2工况分析 27

    5.6.3计算外负载 27

    5.6.4运行时间 28

    5.6.5确定液压系统参数 28

    5.6.6拟定液压系统原理图 29

    5.6.7选择液压件 29

    5.6.8压力损失验算 30

  5.7确定油箱容量 31

  5.8本章总结 31

第六章PLC控制回路的设计 32

  6.1电磁铁动作顺序 32

  6.2 梯形图 35

结论 37

致谢 38

参考文献 39

第1章绪论

1.1课题背景

随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着工业自 动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大。为了改变落后的生产状态,缓解日趋紧 张的供求关系,我们就得研究开发机械手。 新中国成立特别是改革开放以来，我国社会主义现代化建设取得了举世瞩目的伟大成就。同时，必须清醒地看到，我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段。全面建设小康社会，既面临难得的历史机遇，又面临一系列严峻的挑战。经济增长过度依赖能源资源消耗，环境污染严重；经济结构不合理，农业基础薄弱，高技术产业和现代服务业发展滞后；自主创新能力较弱，企业核心竞争力不强，经济效益有待提高。在扩大劳动就业、理顺分配关系、提供健康保障和确保国家安全等方面，有诸多困难和问题亟待解决。从国际上看，我国也将长期面临发达国家在经济、科技等方面占有优势的巨大压力。为了抓住机遇、迎接挑战，我们需要进行多方面的努力，包括统筹全局发展，深化体制改革，健全民主法制，加强社会管理等。与此同时，我们比以往任何时候都更加需要紧紧依靠科技进步和创新，带动生产力质的飞跃，推动经济社会的全面、协调、可持续发展。进入21世纪，我国作为一个发展中大国，加快科学技术发展、缩小与发达国家的差距，还需要较长时期的艰苦努力，同时也有着诸多有利条件。中华民族拥有5000 年的文明史，中华文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成独特的创新文化。只要我们增强民族自信心，贯彻落实科学发展观，深入实施科教兴国战略和人才强国战略，奋起直追、迎头赶上，经过15 年乃至更长时间的艰苦奋斗，就一定能够创造出无愧于时代的辉煌科技成就。科技工作的指导方针是：自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。自主创新，就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。重点跨越，就是坚持有所为、有所不为，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。支撑发展， 就是从现实的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，支撑经济社会的持续协调发展。引领未来，就是着眼长远，超前部署前沿技术和基础研究，创造新的市场需求，培育新兴产业，引领未来经济社会的发展。这一方针是我国半个多世纪科技发展实践经验的概括总结，是面向未来、实现中华民族伟大复兴的重要抉择。要把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置。在对外开放条件下推进社会主义现代化建设，必须认真学习和充分借鉴人类一切优秀文明成果。改革开放 20 多年来，我国引进了大量技术和装备，对提高产业技术水平、促进经济发展起到了重要作用。但是，必须清醒地看到，只引进而不注重技术的消化吸收和再创新，势必削弱自主研究开发的能力，拉大与世界先进水平的差距。总之，必须把提高自主创新能力作为国家战略，贯彻到现代化建设的各个方面，贯彻到各个产业、行业和地区，大幅度提高国家竞争力。我国科学技术发展的总体目标是：自主创新能力显著增强，科技促进经济社会发展和保障国家安全的能力显著增强，为全面建设小康社会提供强有力的支撑；基础科学和前沿技术研究综合实力显著增强，取得一批在世界具有重大影响的科学技术成果，进入创新型国家行列，为在本世纪中叶成为世界科技强国奠定基础，形成比较完善的中国特色国家创新体系。