注塑机上下料机械手设计【四自由度】【机+PLC】【6张图纸】

注塑机上下料机械手设计

36页 14000字数+说明书+6张CAD图纸

前盖.dwg

回转缸体.dwg

夹紧缸.dwg

机械手手部和腕部装配图.dwg

机械手装配图.dwg

注塑机上下料机械手设计说明书.doc

活塞杆.dwg

目录.doc

目录

  内容摘要.........................................................1

  关 键 词.........................................................1

  Abstract.........................................................1

  Key word.........................................................1

  第1章 绪论......................................................2

      1.1机械手概述...............................................2

      1.2机械手的组成和分类.......................................2

      1.3课题的提出及主要任务.....................................4

  第2章机械手的设计方案...........................................6

      2.1机械手的座标型式与自由度和工作范围.......................6

      2.2 机械手的手部结构方案设计.................................7

      2.3 机械手的手臂结构方案设计.................................7

      2.4机械手的驱动方案设计.....................................7

      2.5 机械手的控制方案设计.....................................7

      2.6机械手的主要参数.........................................7

      2.7机械手的技术参数列表.....................................8

  第3章手部结构设计..............................................10

　　　　 3.1手部设计................................................10

      3.2手部夹紧液压缸的设计....................................11

  第4章手臂结构设计..............................................15  

      4.1手臂伸缩................................................15

      4.2手臂升降和回转部分......................................16

      4.3手臂伸缩液压缸的设计....................................16

      4.4 液压系统主要参数........................................19

      4.5液压系统图..............................................25

  第5章机械手的控制系统..........................................28

      5.1 可编程序控制器的选择及工作过程..........................28

      5.2可编程序控制器的使用步骤................................29

      5.3机械手可编程序控制器控制方案............................29

  第6章致谢......................................................33

  第7章参考文献..................................................34

内容摘要：本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，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;设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的液动系统，绘制了机械手液压系统工作原理图。利用可编 程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。

　　　关键词：机械手，液动，可编程序控制器(PLC)

   Abstract ：In this paper, hands on mechanical design of an overall program to determine the coordinates of the robot type and degree of freedom to determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, the design of the mechanical hand gripping the hand-type structure; designed robot arm structure. Designed hydraulic manipulator system manipulator drawn schematic diagram of hydraulic system.The use of programmable logic controller to control the robot, select the appropriate PLC model, based on workflow manipulator developed a PLC control program, the mechanical hand to draw timing diagrams and ladder work and preparation that can be controller programmed control procedures.

　　　    Key words: mechanical hand, hydraulic, programmable logic controller (PLC)

1.3课题的提出及主要任务

1.3.1课题的提出

   随着工业自动化程度的提高，工业现场的很多易燃、易爆等高危及重体力劳动场合必将由机器人所代替。这一方面可以减轻工人的劳动强度，另一方面可以大大提高劳动生产率。例如，注塑及的生产过程中，往往工件、材料的上下要人工完成，既费时费力，又影响效率。为此，我们把上下料机械手作为我们研究的课题。

　　　现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个优点:

　　　(1)液压传动能方便地实现无级调速，调速范围大。

　　　(2)在相同功率情况下，液压传动能量转换元件的体积较小，重量较轻。

   (3)工作平稳，换向冲击小，便于实现频繁换向。

　　　(4)便于实现过载保护，而且工作油液能使传动零件实现自润滑，故使用寿命长。

　　　(5)操纵简单，便于实现自动化。特别是和电气控制联合使用时，易于实现复杂的自动工作循环。

  （6）液压元件易于实现系列化、标准化和通用化。

1.3.2课题的主要任务

    本课题将要完成的主要任务如下:

　　　(1)机械手为注塑机机械手，因此它是专用机械手.

　　　(2)选取机械手的座标型式和自由度

　　　(3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手臂等部件的设计。手部设计成夹持式手指来抓取工件

　　　(4)液压传动系统的设计

　　　本课题将设计出机械手的液压传动系统，包括液动元器件的选取，液动回路的设计，并绘出液动原理图。

　　　(5)机械手的控制系统的设计

   本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC程序，并画出梯形图。

　2.6机械手的主要参数

   1、主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数，目前机械手最大抓重以10公斤左右的为数最多。故该机械手主参数定为10公斤，高速动作时抓重减半。

　　　2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。

　　　该机械手最大移动速度设计为1m/s，最大回转速度设计为1000°/s，平均移动速度为lm/s，平均回转速度为900°/s。

　　　机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。

　　　除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。在这种情况下宜采用自动传送装置为好。根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为400mm,最大工作半径约为1300mm，手臂安装前后可调200mm。手臂回转行程范围定为240(应大于180否则需安装多只手臂)，又由于该机械手设计成手臂安装范围可调，从而扩大了它的使用范围。手臂升降行程定为150mm。

　　　定位精度也是基本参数之一。该机械手的定位精度为土0.5～±lmm

2.7机械手的技术参数列表

一、用途:

　　　用于注塑机上下料。

二、设计技术参数:

　　　1、抓重

　　　　10公斤 (夹持式手部)

　　　2、自由度数

　　　　4个自由度

　　　3、座标型式

　　　　　圆柱座标

　　　4、最大工作半径

　　　　　1300mm

　　　5、手臂最大中心高

　　　　　1200mm

　　　6、手臂运动参数

　　　　　伸缩行程   400mm

　　　　　伸缩速度  300mm/s

　　　　　升降行程   200mm

　　　　　升降速度   300mm/s

　　　　　回转范围    0°～ 240°

　　　7、手指夹持范围

　　　　工件: 80～150mm

　　　8、定位方式

　　　　行程开关或可调机械挡块等

　　　9、定位精度

　　　　　士0.5mm

　　　10,缓冲方式

　　　　液压缓冲器

　　　11.驱动方式

　　　　液压传动

　　　12、控制方式

　　　　点位程序控制(采用PLC)