毕业设计（论文）-基于PLC三自由度机械手结构与控制系统的设计.doc

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山西工程技术学院

毕业设计说明书

毕业生姓名

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专业

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机械电子工程

学号

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指导教师

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所属系（部）

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机械电子工程系

二〇二〇年五月

目录

TOC\o1-2\h\u15046摘要 I

22849ABSTRACT II

65841绪论 1

87141.1工业机械手概述 1

50261.2机械手的组成和分类 2

102741.3国内外发展状况 5

214981.4课题的提出及主要任务 7

258142机械手的设计方案 10

173512.1机械手的座标型式与自由度 10

180072.2机械手的手部结构方案设计 10

93892.3机械手的手腕结构方案设计 11

192102.4机械手的手臂结构方案设计 11

311132.5机械手的驱动方案设计 11

61982.6机械手的控制方案设计 11

207042.7机械手的主要参数 11

284852.8机械手的技术参数列表 12

265233手爪部结构设计 14

158643.1夹持式手爪部结构 14

38283.2手部夹紧气缸的设计 15

105504手腕结构设计 20

221434.1手腕的自由度 20

121314.2手腕的驱动力矩的计算 20

173265手臂伸缩，升降，回转气缸的尺寸设计与校核 27

98235.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 27

272015.2手臂升降气缸的尺寸设计与校核 28

150145.3手臂回转气缸的尺寸设计与校核 29

55146气动系统设计 32

256.1气压传动系统工作原理图 32

287736.2气压传动系统工作原理图的参数化绘制 33

272687机械手的PLC控制设计 34

190267.1可编程序控制器的选择及工作过程 34

294017.2可编程序控制器的使用步骤 35

189747.3机械手可编程序控制器控制方案 36

6068结论 42

8944参考文献 43

6833附录 44

18113外文文献 48

10632Robot 48

10625中文翻译 58

22810工业机器人 58

632致谢 65

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基与PLC三自由度机械手结构与控制系统的设计

摘要

本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。

本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，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，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。

设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。

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，并绘制了可编程序控制器的控制程序。

关键词：工业机器人；机械手；气动；可编程序控制器（PLC）

ThedesignofthestructureandcontrolsystemofthebaseandPLCthreedegreeoffreedommanipul

ABSTRACT

Atfirst,thepaperintroducestheconceptionoftheindustrialrobotandtheeler.daryinformationofthedevelopmentbriefly.What’smore,thepaperaccountsforthebackgroundandtheprimarymissionofthetopic.

Thepaperintroducesthefunction,composingandclassificationofthemanipulator,tellsoutthefree-degreeandtheformofcoordinate.Atthesametime,th