【正文】 .... 18 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 目錄 IV ........................................................................................................ 18 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計與校核 ........................................................................... 19 手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計 .................................................................................... 19 尺寸校核 ................................................................................................................ 19 ............................................................................ 20 尺寸設(shè)計 ................................................................................................................ 20 尺寸校核 ................................................................................................................ 20 6 機 座 設(shè)計計算 ...................................................................................................................... 21 ............................................................................................................ 21 ........................................................ 21 尺寸設(shè)計 ................................................................................................................ 21 尺寸校核 ................................................................................................................ 21 7 控制回路設(shè)計 ...................................................................................................................... 23 ........................................................................................ 23 ........................................................................................................ 24 8 機械手的 PLC 控制設(shè)計 ...................................................................................................... 26 ...................................................................................................................... 26 輸入輸出分配表 .................................................................................................... 26 選擇 PLC 型號 ........................................................................................................ 26 使用的環(huán)境條件 .................................................................................................... 26 繪制原理接線圖 ................................................................................................... 27 ................................................................................ 28 程序的總體結(jié)構(gòu) ....................................................................................................... 28 程序梯形圖設(shè)計 ................................................................................................... 28 編寫程序指令表 ................................................................................................... 29 程序調(diào)試和系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................................................... 31 9 結(jié) 論 .................................................................................................................................... 33 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................................. 34 致 謝 ...................................................................................................................................... 35 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 緒論 1 1 緒 論 前言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機械手。 機械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在 工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機械手被稱為工業(yè)機械手。 工業(yè)機械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科 —— 機械手工程。機械手涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。 工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性 。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。 機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一、它能部分的代替人工 操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國 近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的 重視 。 機械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 工業(yè)機械手簡史 現(xiàn)代工業(yè)機械手起源于 20世紀(jì) 50年代初，是基 于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化產(chǎn)品。 機械手首先是從美國開始研制的。 1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。他的結(jié)構(gòu)是 ： 機體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機構(gòu) ， 控制系統(tǒng)是示教型的。 重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 1 緒論 2 1962 年，美國機械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。商名為 Unimate(即萬能自動 )。運動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標(biāo)式通用機械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該公司和普魯曼公 司合并成立萬能自動公司（ Unimaton） ,專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。 1962 年美國機械鑄造公司也試驗成功一種叫 Versatran 機械手，原意是靈活搬運。該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機械手發(fā)展的基礎(chǔ)。 1978美國 Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種 UnimateVicarm型工業(yè)機械手，裝有小型電子計算機進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于 177。1 毫米。 美國還十分注意提高機械手 的可靠性，改進(jìn)結(jié)構(gòu)，降低成本。如 Unimate 公司建立了 8年機械手試驗臺，進(jìn)行各種性能的試驗。準(zhǔn)備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由 400小時提高到 1500小時，精度可提高到 177。 毫米。 德國機器制造業(yè)是從 1970 年開始應(yīng)用機械手，主要用于起重運輸、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。德國 KnKa 公司還生產(chǎn)一種點焊機械手，采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)和程序控制。 瑞士 RETAB 公司生產(chǎn)一種涂漆機械手，采用示教方法編制程序。 瑞典安莎公司采用機械手清理鑄鋁齒輪 箱毛刺等。 日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自 1969 年從美國引進(jìn)二種典型機械手后，大力研究機械手的研究。據(jù)報道， 1979 年從事機械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá) 50多個。 1976年個大學(xué)和國家研究部門用在機械手的研究費用 42%。 1979年日本機械手的產(chǎn)值達(dá) 443億日元，產(chǎn)量為 14535 臺。其中固定程序和可變程序約占一半，達(dá) 222億日元，是 1978年的二倍。具有記憶功能的機械手產(chǎn)值約為 67億日元，比1978 年增長 50%。智能機械手約為 17 億日元，為 1978 年的 6 倍。截止 1979 年，機械手累計 產(chǎn)量達(dá) 56900臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占 70%，并以每年 50%～ 60%的速度增長。使用機械手最多的是汽車工業(yè)，其次是電機、電器。預(yù)計到 1990 年將有 55萬機器人在工作。 第二代機械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計算機控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機械手具有感覺機能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機械手。 第三代機械手（機械人）則能獨立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計算機和電視設(shè)備保持聯(lián)系。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS(Flexible Manufacturing sy