【正文】 指 導(dǎo)教師 ： （ 簽 字） 年 月 日 成 績 ： 系（科）主任： （ 簽 字） 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì) （ 論 文）及答 辯評語 ： 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 氣動(dòng)通用上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì) 摘 要 本文簡要地介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，機(jī)械手的組成和分類，機(jī)械手的自由度和座標(biāo)型式，氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)， PLC控制的特點(diǎn)及國內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。 關(guān)鍵詞 ： 工業(yè)機(jī)器人，機(jī)械手，氣動(dòng)，可編程序控制器 (PLC) 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 目錄 摘 要 .............................................. 1 目錄 ............................................... 2 第 1 章 緒論 ......................................... 4 機(jī)械手概述 ................................................ 4 機(jī)械手的組成和分類 ....................................... 4 ............................................. 4 ............................................. 7 國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r ........................................... 9 課題的提出及主要任務(wù) ...................................10 .............................................10 ..........................................11 第 2 章機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 ............................... 13 機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度 ...............................13 機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ...................................................13 機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ..............................13 機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì) ..............................13 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì) ...................................14 機(jī)械手的控制方案設(shè) 計(jì) ...................................14 機(jī)械手的主要參數(shù) ........................................14 機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表 ...................................15 第 3 章手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................... 16 夾持式手部結(jié)構(gòu) ..........................................16 ........................................16 .................................16 ......................................17 氣流負(fù)壓式吸盤 ..........................................20 第 4 章手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .................................. 22 手腕的自由度 .............................................22 手腕的驅(qū)動(dòng)力 矩的計(jì)算 ...................................22 .................................22 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 ...................................24 第 5 章手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) ................................... 26 手臂伸縮與手腕回轉(zhuǎn)部分 .................................26 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) .............................................26 手臂升降和回轉(zhuǎn)部分 ......................................27 ................................................27 手臂伸縮氣缸的設(shè)計(jì) ......................................27 手臂伸縮、升降用液壓緩沖器 ............................31 手臂回轉(zhuǎn)用液壓緩沖器 ...................................31 第 6 章氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) ................................... 33 氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理 ...................................33 第 7 章機(jī)械手的 PLC 控制 ............................... 34 可編程序控制器的選擇及工作過 程 ........................34 可編程序控制器的選擇 ....................................34 可編程序控制器的工作過程 .................................34 可編程序控制器的使用步驟 ...............................35 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 ..........................36 第 8 章 結(jié)論 ......................................... 40 參考文獻(xiàn) ............................................ 42 致謝 ............................................... 41 平 頂 山工 業(yè)職業(yè) 技 術(shù)學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 第 1 章 緒論 機(jī)械手概述 工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī) (機(jī)械本體 )、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測傳感裝置構(gòu)成，是一種仿人操作，自動(dòng)控制 、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。由于與物件接觸的形式不同，可分為 夾持式和 吸附式手部。 此外，根據(jù)特殊需要，手部還有勺式 (如澆鑄機(jī)械手的澆包部分 )、托式 (如冷齒輪機(jī)床上下料機(jī)械手的手部 )等型式 . (2)手腕 是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位 (即姿勢 )。 控制系統(tǒng)有 電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息 (如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間 )，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號。 (3)機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手 即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等 )驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。 PC 機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化 。但是在 多傳感器信息融合控制技術(shù)、遙控加局部自主系統(tǒng)遙控機(jī)器人、智能裝配機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)械等的開發(fā)應(yīng)用方面則剛剛起步，與國外先進(jìn)水平差距較大，需要在原有成績的基礎(chǔ)上，有重點(diǎn)地系統(tǒng)攻關(guān)，才能形成系統(tǒng)配套可供實(shí)用的技術(shù)和產(chǎn)品，以期在“十五”后期立于世界先進(jìn)行列之中。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的 受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求 。故該機(jī)械手主參數(shù)定為 10 公斤，高速動(dòng)作時(shí)抓重減半。 定位精度也是基本參數(shù)之一。 兩手指張開與閉合的兩個(gè)極限位置所夾的角度稱為手指的開閉角。 氣流負(fù)壓式與鉗爪式手部相比較，氣流負(fù)壓式手部具有結(jié)構(gòu)簡單，重量輕， 表面吸附力分布均勻，但要求所吸附表面 平整光滑、無孔和無油。 M慣 —— 慣性力矩 (Kg﹒ cm)。 M