【正文】 皖 西 學 院 本科畢業(yè)論文（設(shè)計） 論 文 題 目 自動換刀機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計及 PLC 控制研究 姓名（ 學號 ） 武金鵬（ 2021011644） 系 別 機械與電子工程學院 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化 導 師 姓 名 翁志剛 二 〇 一 三 年 六 月 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） I 目 錄 畢業(yè)論文正文 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）任務書 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）中期檢查表 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）指導教師意見表 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）評閱教師意見表 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計）答辯記錄表 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） II 自動換刀機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計及 PLC 控制研究 作 者 武金鵬 指導教師 翁志剛 摘要： 隨著數(shù)控技術(shù) 的應用與發(fā)展，零件加工的輔助時間大大降低了，極大的提高了生產(chǎn)效率。伴隨著科學技術(shù)的發(fā)展和生產(chǎn)力的提高，使數(shù)控機床發(fā)展成為機械加工中普遍應用的一種更先進的制造方法叫做加工中心。大多數(shù)加工中心都帶有能夠自動換刀裝置的換刀系統(tǒng)，并按照程序?qū)崿F(xiàn)自動加工。氣動機械手 具有簡單的機構(gòu)、動作靈敏、節(jié)能、環(huán)保、可靠性高、可實現(xiàn)無級調(diào)速等優(yōu)點。 為了提高機械手的應用范圍，讓每一個機械手擁有不同的使用特性，所以對機械手的結(jié)構(gòu)進行模塊化設(shè)計。特將其分為若干個模塊，其包括：立柱、基座、手臂、手部、手腕等模塊。為了滿足不同的使用特性和功能，我們可以通過選擇不同的模塊進行組合。當產(chǎn)品的使用性能發(fā)生變化時，我們可以根據(jù)需要對部分模塊進行修改或從新改造，這樣即節(jié)省了設(shè)計成本，又提供了設(shè)計效率。 經(jīng)過對機械手在結(jié)構(gòu)和運動方面上的分析后，采用電氣一氣壓伺服控制技術(shù)對機械手進行控制和驅(qū)動，氣動執(zhí)行 元件根據(jù)電氣控制信號的要求，驅(qū)動負載元件執(zhí)行相應的動作。根據(jù)實際需要，本系統(tǒng)采用三菱 FX2N 一 PLC 作為核心進行控制。根據(jù)機械手的工作原理制定相應的控制方案，實現(xiàn)機械手的精確定位和無級變速。 關(guān)鍵詞： 自動換刀機械手、 PLC、電氣 氣壓伺服控制系統(tǒng)。 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） III Research on Structure Design and PLC Control Of Automatic tool change Manipulator Abstract:.With CNC technology application and development of auxiliary parts processing time is greatly reduced, greatly improving production efficiency. With the development of science and technology to improve productivity and make CNC machining develop into a more universal application of advanced manufacturing method called machining centers. Most machining centers with automatic tool changer can ATC system, and follow the procedures for automatic processing. Pneumatic Manipulator has a simple mechanism, sensitive, energysaving, environmental protection, high reliability, can realize stepless speed regulation and other advantages. In order to improve the application range of the robot, so that each robot has different usage characteristics, so the structure of the robot modular design. Special will be divided into several modules, including: columns, base, arms, hands, wrists and other modules. In order to meet different features and capabilities, we can choose a different module binations. When product performance changes, we may need to make changes on the part of the module or retransformation, so that the design cost savings, but also provides a design efficiency. After the manipulator on the structure and motion analysis, the use of electric servo control technology of the pneumatic manipulator control and drive, pneumatic actuators according to the requirements of the electrical control signal to drive the load element the appropriate action. According to actual needs, the system uses a Mitsubishi FX2N PLC as the core control. According to the working principle of the robot to develop appropriate control programs to achieve precise positioning of the manipulator and CVT. Key Words:Automatic tool change manipulator、 Programmable Logic Controller、 Electropneumatic servo orientation system. 皖西學院本科畢業(yè)論文（設(shè)計） IV 目錄 第 1 章 緒論 ........................................................................................................................................... 1 、換刀械手概述 .......................................................................................................................... 1 、選題背景 ................................................................................................................................. 1 、設(shè)計目的 ................................................................................................................................. 1 第 2 章 機械手總體設(shè)計方案 .................................................................................................................. 3 、機械手類型 .............................................................................................................................. 3 、根據(jù)機械手的應用范圍分類 ............................................................................................ 3 、 按機械手手臂的運動坐標型式分類 ................................................................................. 3 、按機械手的驅(qū)動方式分類 ............................................................................................... 4 、機械手的坐標形式與自由度 ..................................................................................................... 5 、機械手工作過程及工步時間分配 .............................................................................................. 7 、確定完成動作及順序 ...................................................................................................... 7 、工步時間分配 ................................................................................................................. 8 、機械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計方案 ............................................................................................................ 8 、機械手的驅(qū)動方案 ................................................................................................................... 9 第 3 章 機械手的機械系統(tǒng)設(shè)計 ............................................................................................................. 12 、機械手伺服系統(tǒng)設(shè)計 .............................................................................................................. 12 、氣動伺服系統(tǒng)設(shè)計 ........................................................................................................ 12 、電氣伺服閥 .................................................................................................................. 14 、機械手執(zhí)行機構(gòu)設(shè)計 .............................................................................................................. 16 、機械手手部設(shè)計 ........................................................................................................... 16 、手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計 ............................................................................................................... 17 、基座結(jié)構(gòu)設(shè)計 .........................................................................................