【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯摘 要在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的自動(dòng)化已成為突出的主題。各行各業(yè)的自動(dòng)化水平越來越高，現(xiàn)代化加工車間，常配有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率，完成工人難以完成的或者危險(xiǎn)的工作隨著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展的需要，機(jī)械手在工業(yè)應(yīng)用中越來越重要。用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。文章主要敘述了機(jī)械手的設(shè)計(jì)計(jì)算過程 。首先，本文介紹碼垛機(jī)械手的作用，碼垛機(jī)械手的組成和分類，說明了自由度和機(jī)械手整體座標(biāo)的形式。同時(shí)，本文給出了這臺(tái)機(jī)械手的主要性能規(guī)格參量。文章中介紹了碼垛機(jī)械手的設(shè)計(jì)理論與方法。全面詳盡的討論了碼垛機(jī)械手的手部、腕部、手臂以及機(jī)身等主要部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。最后用PLC對(duì)碼垛機(jī)械手進(jìn)行控制關(guān)鍵詞：碼垛機(jī)械手，液壓傳動(dòng)，液壓缸，PLC控制 ABSTRACTIn modern industry, the automation of the production process has bee a prominent high level of automation in all walks of life, modern processing plant, often with a mechanical hand in order to improve production efficiency, to plete it hard for workers to plete the work or risk With the development needs of industrial automation, mechanical hand more and more important in industrial to reproduce the function of the technical staff of the device is called is modeled on the part of staffing action, according to a given program, automatically track and requirements capture, handling or operation of the automatic mechanical in industrial production is known as industrial robot paper mainly describes the design of the manipulator calculation. First, the article describes the role of robot palletizing, robotic palletizing position and classification, indicating the degree of freedom and the coordinates in the form of the whole , this paper, the machinery of the main performance specifications of hand parameters. Article describes the robot palletizer design theory and and detailed discussion of the palletizing robot39。s hand, wrist, arm and body and other major ponents of the structural design. Finally, PLC control for robotic palletizerKey words: Palletizer robot, hydraulic transmission, hydraulic cylinder, PLC control目 錄1 緒論 1 1 2 機(jī)械手的組成 3 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 3 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 4 控制系統(tǒng)分類 4 4： 4 我國機(jī)械手領(lǐng)域的現(xiàn)狀及發(fā)展: 4 本章小結(jié) 52 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 6 機(jī)械手基本形式的選擇 6 7 7 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 7 7 8 本章小結(jié) 83 機(jī)械手手部的設(shè)計(jì)計(jì)算 9 9 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問題 9 手部設(shè)計(jì)基本要求 9 典型的手部結(jié)構(gòu) 10 10 10 手抓的力學(xué)分析 10 夾緊力及驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 13 手抓夾持范圍計(jì)算 14 本章小結(jié) 144 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 腕部設(shè)計(jì)的基本要求 16 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 16 腕部設(shè)計(jì)考慮的參數(shù) 16 腕部的驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 16 本章小結(jié) 175 臂部的設(shè)計(jì)及有關(guān)計(jì)算 19 臂部設(shè)計(jì)的基本要求 19 手臂的典型機(jī)構(gòu)以及結(jié)構(gòu)的選擇 20 手臂的典型運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu) 20 手臂運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 20 手臂直線運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 20 手臂摩擦力的分析與計(jì)算 20 手臂慣性力的計(jì)算 22 密封裝置的摩擦阻力 22 液壓缸工作壓力和結(jié)構(gòu)的確定 22 四連桿固定軸剪切力校核 23 本章小結(jié) 246 機(jī)身的設(shè)計(jì)計(jì)算 25 機(jī)身的整體設(shè)計(jì) 25 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 26 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)的計(jì)算 27 手臂偏重力矩的計(jì)算 27 手臂做升降運(yùn)動(dòng)的液壓缸驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 28 軸承的選擇分析 29 齒輪的選型 29 本章小結(jié) 307 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 32 32 32 32 壓力控制回路 32 速度控制回路 33 方向控制回路 33 機(jī)械手的液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 34 上料機(jī)械手的動(dòng)作順序 34 自動(dòng)上料機(jī)械手液壓系統(tǒng)原理介紹 35 36 本章小結(jié) 378 PLC控制回路的設(shè)計(jì) 38 電磁鐵的動(dòng)作順序表 38 根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作順序表 39 PLC與現(xiàn)場(chǎng)器件的實(shí)際連接圖 40 梯形圖 40 指令程序 429 結(jié)論 45參考文獻(xiàn) 46致 謝 47畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書論文 36296518 原創(chuàng)通過答辯1 緒論用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)器手。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)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(jī)械手工程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)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(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)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(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)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(jī)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(shí)：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(shí)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(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)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(chǎng)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(jī)械工業(yè)的重視。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，他有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，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?，F(xiàn)代工業(yè)機(jī)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(dòng)作功能的柔性自動(dòng)化產(chǎn)品。機(jī)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(tái)機(jī)械手。他的結(jié)構(gòu)是：機(jī)體上安裝一回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。1962年，美國機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺(tái)數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Unimate(即萬能自動(dòng))。運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動(dòng)；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲(chǔ)裝置。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個(gè)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(dòng)公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。1962年美國機(jī)械鑄造公司也試驗(yàn)成功一種叫Versatran機(jī)械手，原意是靈活搬運(yùn)。該機(jī)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(dòng)，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)械手出現(xiàn)在六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年美國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(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)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(jī)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(jī)械手試驗(yàn)臺(tái)，進(jìn)行各種性能的試驗(yàn)。準(zhǔn)備把故障前平均時(shí)間（注：故障前平均時(shí)間是指一臺(tái)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(yùn)行時(shí)間），由400小時(shí)提高到1500小時(shí)，精度可提高到177。德國機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，主要用于起重運(yùn)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(diǎn)焊機(jī)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(jī)械手，采用示教方法編制程序。瑞典安莎公司采用機(jī)械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。日本是工業(yè)機(jī)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(jī)械手后，大力研究機(jī)械手的研究。據(jù)報(bào)道，1979年從事機(jī)械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多個(gè)。1976年個(gè)大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用42%。1979年日本機(jī)械手的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺(tái)。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(jī)械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。智能機(jī)械手約為17億日元，為1978年的6倍。截止1979年，機(jī)械手累計(jì)產(chǎn)量達(dá)56900臺(tái)。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(jī)械手最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。預(yù)計(jì)到1990年將有55萬機(jī)器人在工作。 第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)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(jī)械手具有感覺機(jī)能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機(jī)械手。第三代機(jī)械手（機(jī)械人）則能獨(dú)立地完成工作過程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)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