搬运机械手及其控制系统设计

目  录

摘  要I

ABSTRACT（英文摘要）Ⅱ

目  录IV

第一章 引  言1

1.1 课题的背景和意义1

1.2 课题国内外发展现状2

第二章 总体方案确定4

2.1 总体方案论证4

2.1.1 机械手手臂结构方案设计4

2.1.2 机械手驱动方案设计4

2.1.3 机械手控制方案设计5

2.1.4 机械手主要参数5

2.1.5 机械手的技术参数列表6

第三章 机械手总体结构设计7

3.1 动作工况与分析7

3.2 机械手各部分结构设计8

3.2.1 机械手底座的设计8

3.2.2 立柱结构的设计8

3.2.3 轴承的选择9

3.2.4 上轴承座的选择10

3.2.5 下轴承座的选择11

3.2.6 大臂的结构设计12

3.2.7 小臂的结构设计12

3.2.8 气爪的结构设计12

3.2.9 手部夹紧气缸设计计算14

3.2.10 升降气缸设计计算18

3.2.11 伸缩气缸设计计算22

3.2.12 回转气缸设计计算25

第四章 气动部分设计28

第五章 PLC控制部分设计30

5.1电磁铁动作顺序30

5.2 I/O分配30

5.3 PLC控制梯形图31

5.4 PLC控制程序指令32

结论37

参考文献38

致谢及声明39

第四章  气动部分设计

由设计要求可知,机械手有四个移动自由度,其工作程序为:机构下降→夹具夹紧→机构上升→手臂右摆→手臂右移→机构下降→夹具松开→机构上升→手臂左移→手臂左摆退至原位。

气动原理图如图4-1所示。整个气动系统就是要对摆动气缸、夹紧气缸、伸缩气缸和升降气缸的动作进行控制。

图4-1 气动原理图

气路元件表如图4-1所示：

图4-1 气路元件表

序号型号规格名称数量

1L1-25单向节流阀6

224D H-10-S

三位四通电磁滑阀3

3QF-44手动截止阀1

4QSL-26S QTY-20-S

压力组件1

5YJ-1压力继电器1

6Q24DH-10-S

两位三通电磁滑阀1

各执行机构的调速，凡是能采用排气口节流方式的，都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速，这种方法的特点是结构简单，效果尚好。如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀，可加快起动速度，也可调节全程上的速度。升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。气液传送器气缸侧的排气节流，可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。为简化气路，减少电磁阀的数量，各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器，这样可以省去电磁阀和切换节流阀或行程节流阀的气路阻尼元件。电磁阀的通径，是根据各工作气缸的尺寸、行程、速度计算出所需压缩空气流量，与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。