【正文】 自動化裝配生產(chǎn)線機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 次1 緒論 …………………………………………………………………………………1 概述 ………………………………………………………………………………1 裝配線機(jī)械手的定義及組成 ……………………………………………………………1 裝配線機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用……………………………………………………2 裝配線機(jī)械手的發(fā)展方向…………………………………………………………3 本章小結(jié)……………………………………………………………………………32 總體方案設(shè)計(jì)與論證 ………………………………………………………………3 設(shè)計(jì)背景……………………………………………………………………………3 基本參數(shù)……………………………………………………………………………4 自由度的布置………………………………………………………………………4 運(yùn)動范圍……………………………………………………………………………5 驅(qū)動方式和傳動方式的選擇………………………………………………………5 各個(gè)自由度的實(shí)現(xiàn)…………………………………………………………………6 本章小結(jié)……………………………………………………………………………73 各部分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和尺寸確定及校核…………………………………………………7 手部設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………7 腕部回轉(zhuǎn)油缸設(shè)計(jì)…………………………………………………………………7 小臂伸縮油缸設(shè)計(jì) ………………………………………………………………14 俯仰缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………………19 大臂回轉(zhuǎn)缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………23 大臂升降缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 …………………………………………………………27 縱向移動油缸的設(shè)計(jì)計(jì)算 ………………………………………………………30 本章小結(jié) …………………………………………………………………………324 液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)………………………………………………………………32 換向回路的確定 …………………………………………………………………32 調(diào)速方案的確定 …………………………………………………………………33 減速緩沖回路的確定 ……………………………………………………………33 系統(tǒng)的安全可靠性 ………………………………………………………………33 本章小結(jié) …………………………………………………………………………355 PLC控制系統(tǒng)…………………………………………………………………………35 PLC的構(gòu)成及工作原理……………………………………………………………35 PLC產(chǎn)品選擇………………………………………………………………………37 PLC部分程序………………………………………………………………………42結(jié)論 ……………………………………………………………………………………44參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………45致謝 ……………………………………………………………………………………46451 引言1．1 概述隨著社會的發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的不斷進(jìn)步，機(jī)械手在生產(chǎn)中得到廣泛應(yīng)用，促進(jìn)了工業(yè)生產(chǎn)的自動化。由于工作條件的原因，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強(qiáng)度，甚至于危及生命,為了解決這些問題機(jī)械手就誕生了。機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一。其中的工業(yè)機(jī)械手是近代自動控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，它的發(fā)展是由于其積極作用正日益為人們所認(rèn)識：它能部分地代替人工操作；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；能制作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。 裝配線機(jī)械手的定義及組成裝配線機(jī)械手一般可以理解為：在工業(yè)生產(chǎn)的裝配生產(chǎn)領(lǐng)域中應(yīng)用的一種能代替人完成裝配的﹑能自動控制的﹑多功能的﹑多自由度的工業(yè)機(jī)器人。它的整個(gè)結(jié)構(gòu)由執(zhí)行機(jī)構(gòu)﹑驅(qū)動部分﹑控制系統(tǒng)等組成。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行機(jī)構(gòu)是完成各種動作部件的總稱，具體包括以下幾部分： 手部：直接與工件接觸的部分，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本機(jī)械手手部設(shè)計(jì)成快換式，可根據(jù)不同裝配要求更換不同手爪，來完成不同形狀工件的裝配任務(wù)。 腕部：是機(jī)械手中連接手部和臂部用來確定手部工作時(shí)位置并擴(kuò)大臂部動作范圍的部件，用來調(diào)整被抓取物體的方位及姿態(tài)。 臀部：是支撐被抓取工件、手部、腕部的重要部件，帶動手部和腕部去抓取工件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定位置。 腰部：即機(jī)身，是支撐機(jī)械手所以部件的部位，并安裝驅(qū)動裝置及其它裝置的部件，是整個(gè)機(jī)械手的基礎(chǔ)。在裝配線機(jī)械手的整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中臂部和腕部是最基本的部件，它一般由旋轉(zhuǎn)運(yùn)動和往復(fù)直線運(yùn)動的結(jié)構(gòu)組成，其結(jié)構(gòu)形式多種多樣，一般有3～6個(gè)自由度，就能適合多場合的作業(yè)。 裝配線機(jī)械手所握持的裝配件在空間的位置是由臂部﹑腕部以至整機(jī)等各自獨(dú)立運(yùn)動的合成來確定的。它的運(yùn)動范圍是指機(jī)械手在平面或空間的運(yùn)動圖形及其大小。是機(jī)械手的主要技術(shù)參數(shù)之一。機(jī)械手所具有的活動度的數(shù)目及其組合不同，則其工作空間也不同。其活動度的變化量（即直線運(yùn)動的距離和回轉(zhuǎn)角度的大?。┘垂ぷ骺臻g的大小。 驅(qū)動部分驅(qū)動部分是為執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件提供動力的裝置，根據(jù)動力源不同，驅(qū)動系統(tǒng)可分為氣動﹑液動﹑電動﹑機(jī)械式四種形式。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和各自優(yōu)缺點(diǎn)，本裝配線機(jī)械手采用液壓驅(qū)動來實(shí)現(xiàn)各個(gè)自由度的運(yùn)動。 控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是通過對驅(qū)動系統(tǒng)的控制使執(zhí)行部分按照規(guī)定的要求進(jìn)行工作，并通過位置檢測的反饋來檢測裝配工作的位置精度，從而保證能準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)裝配線機(jī)械手運(yùn)動的迅速﹑準(zhǔn)確。 裝配線機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用自從1985年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺工業(yè)機(jī)械手到現(xiàn)在已經(jīng)歷了三十幾年發(fā)展，由于機(jī)械手技術(shù)水平的不斷提高和相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，裝配線機(jī)械手得到了完善，這使裝配線機(jī)械手的應(yīng)用越來越廣泛。裝配線機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人類的活動，它能代替人類在危險(xiǎn)環(huán)境（有毒﹑高溫﹑高壓﹑放射性） 中完成裝配工作，減少了人類從事裝配的危險(xiǎn)性，同時(shí)也提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。由于機(jī)械手具有很多普通機(jī)器人和人所不具有的特性，因而它的應(yīng)用和發(fā)展對人類社會和工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。到目前為止，世界各國已研制出應(yīng)用于不同裝配線的機(jī)械手近百種。例如，轎車零件裝配線機(jī)械手﹑發(fā)動機(jī)裝配線機(jī)械手﹑電子產(chǎn)品裝配線機(jī)械手等。其中應(yīng)用最多的是應(yīng)用制造領(lǐng)域的裝配線機(jī)械手，包括飛機(jī)制造﹑汽車制造﹑電機(jī)制造﹑金屬加工﹑通用機(jī)械制造等制造領(lǐng)域。 裝配線機(jī)械手的發(fā)展方向裝配線機(jī)械手技術(shù)是以機(jī)械﹑液壓和自動控制等學(xué)科領(lǐng)域的技術(shù)為基礎(chǔ)而融合的一種系統(tǒng)技術(shù)，可以說是一門知識技術(shù)密集的多學(xué)科交叉的綜合技術(shù)。隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展和這些學(xué)科技術(shù)的進(jìn)步，裝配線機(jī)械手技術(shù)將不斷被完善，它的發(fā)展趨勢可概括如下幾方面： 提高運(yùn)動速度和精度，減輕重量和減少安裝占用空間，繼續(xù)推廣機(jī)械手標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，以降低制造成本和提高可靠性。 改善裝配線機(jī)械手的工作性能，提高它工作的穩(wěn)定性和可靠性。 研究開發(fā)新型手部，例如開發(fā)新型微動手部；開發(fā)類似人手指的手部等，以擴(kuò)大裝配線機(jī)械手的應(yīng)用范圍； 大力開發(fā)裝配線機(jī)械手仿真技術(shù)和計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)作業(yè)任務(wù)，采取計(jì)算機(jī)語言以“離線編程”方式進(jìn)行；采用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)校核機(jī)械手在完成某個(gè)操作過程的可行性。 本章小結(jié)本章主要是從整體上介紹裝配線機(jī)械手，包括裝配線機(jī)械手的定義、組成、應(yīng)用、以及未來的發(fā)展方向，明確本次設(shè)計(jì)的目的，為下面章節(jié)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供理論上的依據(jù)。2 總體方案設(shè)計(jì)與論證在科學(xué)技術(shù)突飛猛進(jìn)的今天，裝配線機(jī)械手的設(shè)計(jì)思想主要是通過對以前及現(xiàn)有的最具有代表性的裝配線機(jī)械手進(jìn)行分析研究，吸收它們的優(yōu)點(diǎn)，將各個(gè)優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來，將不同結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合變化，使之達(dá)到較理想的方案。從而達(dá)到較好的運(yùn)動精度和工作穩(wěn)定性，進(jìn)而使之在市場上更具有競爭力。本次設(shè)計(jì)就是在分析、研究以往優(yōu)秀的裝配線機(jī)械手的基礎(chǔ)上加以改進(jìn)而成的。 設(shè)計(jì)背景隨著我國工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的不斷提高，自動化程度也迅速提高，在生產(chǎn)線上實(shí)現(xiàn)工件的搬運(yùn)﹑裝卸﹑轉(zhuǎn)向﹑裝配等動作的自動化，并進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)線的自動化，已經(jīng)越來越受到人們的重視。本次設(shè)計(jì)的對象是六自由度裝配線機(jī)械手。由于裝配中的一些工件比較重，而且有些裝配件的位置較高，還有有些裝配是重復(fù)性的動作，如果由工人手動裝配，不僅增加工人的勞動強(qiáng)度，而且降低生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。此外工人長期從事裝配工作會容易產(chǎn)生疲勞，增加了生產(chǎn)的危險(xiǎn)性。如果能用裝配線機(jī)械手代替人從事這種工作，那么將把工人從繁重且危險(xiǎn)的裝配工作環(huán)境中解脫出來，會極大地提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本和提高產(chǎn)