传动机械手的课程设计.doc

设计题名：传送机械手的设计 姓 名： 学 号： 指导老师： 专 业： 年 级： 摘要：本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。工业机械手是工业生产的必然产它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。 本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。 关键字 机械手，AutoCAD 。 摘要 2 引言 4 1 机械手的方案设计 4 1.1 功能需求分析 4 1.2 机械手的结构 5 1.3 机械手的控制方案 5 1.4 机械手的控制面板 7 2 机械手的硬件组成 7 2.1 液压缸选择选型 7 2.2 控制器的选择 8 2.3 限位开关 8 2.4 电磁阀的选择 8 3 传送机械手的软件及控制要求 9 3.1 控制要求 9 3.2 传送机械手的I/O分配图 9 3.3 传送机械手的PLC外围连接图 10 3.4 传送机械手的梯形图及其说明 11 3.4.1 自动控制程序 11 3.4.2 手动控制程序 14 总结 16 参考文献 ..................................................................................................................................17 引言 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，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 本课题在对一种执行机构由电动机组成的工业机械手的结构进行分析的基础上，将PLC应用于其控制系统，完成了系统的硬件设计和软件设计。根据该机械手的工作特点，采用步进顺序控制方式，是程序简化，便于调试。将PC与PLC组成分布式控制系统，进行联网通信，工作人员可在上位机上编程、监控设备运行情况，实时地对现场参数进行修改、调整，使系统工作与最佳状态。 1 机械手的方案设计 1.1 功能需求分析 国内在PLC技术与产品开发应用方面发展很快，除有许多从国外引进的设备、自动化生产线，国产的机床设备已越来越多地采用PLC控制系统取代传统的继电-接触器控制系统。利用PLC控制的机械手在工业中运用越来越广泛。 在工业生产中利用机械手能够提高效率，节约生产成本，所以现在社会中机械手的运用越来越广泛。在生产中运用机械手进行材料的搬运的运用也非常普遍。本课程设计中就介绍了一款在工业生产中利用机械手进行材料搬运的系统设计。在加工中心中，利用本机械手可以进行材料的自动抓取，进行材料的搬运。 机械手的结构 如图1 本机械手包括手部，手臂，横杆，基座4部分组成。 手部：与物件接触的部件。本课题中我们采用夹持式手部结构。当手部将材料夹紧利用延时来控制。 手臂：手臂是支承被抓物件、手部的重要部件。手臂的作用是带动手部去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置。手臂的上升和下降利用电磁阀