机械手毕业设计说明书.doc

装卸料机械手设计摘 要 机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，由其控制系统执行预的程序实现对工件的定位夹持。完全取代了人力，节省了劳动资源，提高了生产效率。本设计以实现铣床自动上下料为目的，设计了个水平伸缩距为200mm，垂直伸缩距为200mm具有三个自由度的铣床上下料机械手。机械手三个自由度分别是机身的旋转，手臂的升降，以及机身的升降。在设计过程中，确定了铣床上下料机械手的总体方案，并对铣床上下料机械手的总体结构进行了设计，对一些部件进行了参数确定以及对主要的零部件进行了计算和校核。以单片机为控制手段，设计了机械手的自动控制系统，实现了对铣床上下料机手的准确控制。 关键词：机械手，四自由度，上下料，单片机 THE DESIGN OF HAND LOADING MACHINE ABSTRACT Manipulator , an automation equipment with function of grabbing and moving the workpiece ,is used in an automated production process.It perform scheduled program by the control system to realize the function of the positioning of the workpiece clamping. It completely replace the human, saving labor resources, and improve production efficiency. This design is to achieve milling automatic loading and unloading .Design a manipulator with three degrees of freedom and 200mm horizontal stretching distance, 120mm vertical telescopic distance. Three degrees of freedom of the manipulator is body rotation, arm movements, as well as the movements of the body. In the design process, determine the overall scheme of the milling machine loading and unloading manipulator and milling machine loading and unloading manipulator, the overall structure of the design parameters of some components as well as the main components of the calculation and verification. In the means of Single-chip microcomputer for controlling, design the automatic control system of the manipulator and achieve accurate control of the milling machine loading and unloading. KEYWORD: manipulator, three degrees of freedom,loading and unloading,single chip microcomputer目 录摘要I第1章 绪论1 1.1选题背景.1 1.2设计目的1 1.3国内外研究现状和趋势2 1.4设计原则3第2章 设计方案的论证32.1 机械手的总体设计3 2.1.1机械手总体结构的类型3 2.1.2 设计具体采用方案4 2.2 机械手腰座结构设计5 2.2.1 机械手腰座结构设计要求5 2.2.2 具体设计采用方案6 2.3 机械手手臂的结构设计7 2.3.1机械手手臂的设计要求7 2.3.2 设计具体采用方案82.4 机械手腕部的结构设计9 2.4.1机械手腕部的结构设计要求9 2.4.2设计具体采用的方案10 2.5 机械手末端执行器（手爪）的结构设计11 2.5.1 机械手末端执行器的设计要求11 2.5.2 机械手夹持器的运动和驱动方式12 2.5.3机械手夹持器的典型结构12 2.6 机械手的机械传动机构的设计13 2.6.1工业机械手传动机构设计应注意的问题13 2.6.2 工业机械手传动机构常用的机构形式14 2.6.3 设计具体采用方案18 2.7 机械手驱动系统的设计18 2.7.1 机械手各类驱动系统的特点18 2.7.2 工业机器人驱动系统的选择原则19 2.7.3机器人液压驱动系统19 2.7.4 机器人气动驱动系统21 2.7.5机器人电动驱动系统22 2.7.6 设计具体采用方案25第3章 理论分析和设计计算27 3.1 液压传动系统设计计算27 3.1.1 确定液压传动系统基本方案27 3.1.2 拟定液压执行元件运动控制回路28 3.1.3 液压源系统的设计28 3.1.4控制系统液压图29 3.1.5 确定液压系统的主要参数30 3.1.6计算和选择液压元件35 3.2电机选型有关参数计算37 3.2.1有关参数的计算.37 3.2.2电机型号的选择.40第4章 机械手控制系统的设计41 4.1 机械手控制系统硬件设计41 4.1.1机械手工艺过程与控制要求.41 4.1.2机械手的作业流程.42 4.1.3机械手操作面板布置.43 4.1.4控制器的选型.45 4.1.5控制系统的原理分析.45 4.1.6 PLC外部接线设计.46 4.1.7 I/O地址分配.47 4.2 机械手控制系统软件设计49 4.2.1 机械手控制主程序流程图49 4.2.2 机械手控制程序设计49 结论50致谢51参考文献52致 谢随着毕业日子的到来，毕业设计也接近了尾声。经过几周的奋战我的毕业设计终于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的单纯总结，但是通过这次做毕业设计发现自己的看法有点太片面。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识还比较欠缺。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。在这次毕业设计中也使我们的同学关系更进一步了，同学之间互相帮助，有什么不懂的大家在一起商量，听听不同的看法对我们更好的理解知识，所以在这里非常感谢帮助我的同学。 在此还要感谢我的指导老师李大勇老师对我悉心的指导，感谢老师给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样