【正文】 減輕工人的勞動強度。隨著機械手技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用的對象還會有所改變。因此，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。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和柔性制造單元FMC中的重要一環(huán)。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，是機械手具有感覺機能。第二代機械手正在加緊研制。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)展應(yīng)用機械手，至1977年底，其中一半是國產(chǎn)，一半是進口。日本是工業(yè)機械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。聯(lián)邦德國機械制造業(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)。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)機械手，裝有小型電子計算機進行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差小于177。該機械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)、升降采用液壓驅(qū)動控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司,專門生產(chǎn)工業(yè)機械手。運動系統(tǒng)仿照坦克炮塔，臂可以回轉(zhuǎn)、俯仰、伸縮、用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓作為存儲裝置。1962年，美國聯(lián)合控制公司在上述方案的基礎(chǔ)上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機械手。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。這類工業(yè)機械手一般采用小型計算機進行控制。目前使用的專用和通用工業(yè)機械手均屬于此類。(三)按控制方式分點位控制它的運動為空間點到點之間的移動，只能控制運動過程中幾個點的位置，不能控制其運動軌跡。其中直線電機機械手的運動速度快和行程長，維護和使用方便。動作頻率大，但結(jié)構(gòu)較大，動作程序不可變。它是一種附屬于工作主機的專用機械手，其動力是由工作機械傳遞的。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，而且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤以下，在同樣抓重條件下它比液壓機械手的結(jié)構(gòu)大，所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進行工作。氣壓傳動機械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。但對密封裝置要求嚴(yán)格，不然油的泄漏對機械手的工作性能有很大的影響，且不宜在高溫、低溫下工作。(二)按驅(qū)動方式分液壓傳動機械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的機械手。通用機械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化的生產(chǎn)。通用機械手它是一種具有獨立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機械手。（一）按用途分機械手可分為專用機械手和通用機械手兩種：專用機械手它是附屬于主機的、具有固定程序而無獨立控制系統(tǒng)的機械裝置?！熬哂泻腿耸直巯嗨频膭幼鞴δ?，可在空間抓放物體，或進行其它操作的機械裝置。機械手是一種能模擬人的手臂的部分動作，按預(yù)定的程序、軌跡及其它要求，實現(xiàn)抓取、搬運工件或操縱工具的自動化裝置。機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用。機械手是在機械化，自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，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)了人的智能和適應(yīng)性。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。機械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟實力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。關(guān)鍵詞：雙作用式油缸；點位控制；液壓系統(tǒng)；結(jié)構(gòu)設(shè)計1第一章 緒論機械工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經(jīng)濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產(chǎn)業(yè)。控制方式為點位程序控制。揚州市職業(yè)大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計（論文）設(shè)計（論文）題目：立式精鍛機自動上料機械手 及其控制系統(tǒng)設(shè)計系 別：機 械 工 程 系專 業(yè)：機械制造與自動化 班 級 09機械（2）班 姓 名： 唐 國 軍 學(xué) 號： 0901010224 指導(dǎo)老師： 南 麗 霞 完成時間： 12 年 05 月 目 錄摘 要 1第一章 緒論 2 機械手的基本概念 2 機械手的分類及簡史 2 3 4 機械手的應(yīng)用簡況 5 機械手的發(fā)展趨勢 5 機械手的組成 6 6 7 8 應(yīng)用機械手的意義 8第二章 系統(tǒng)設(shè)計方案 10 機械手的設(shè)計參數(shù) 10 機械手的工藝流程 11 機械手的總體結(jié)構(gòu) 11 機械手的工作過程 11 機械手的座標(biāo)型式與自由度選擇 13 機械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 13 機械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 13 機械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計 13 機械手的驅(qū)動方案設(shè)計 13 機械手的控制方案設(shè)計 13第三章 機械手結(jié)構(gòu)設(shè)計 14 14 14 15 16 17（伸縮）及其配件的估算扭矩M2 17 17 18 20 20 21 22第四章 機械手的液壓系統(tǒng)設(shè)計 24 液壓系統(tǒng)簡介 24 液壓系統(tǒng)的工作原理 24 液壓傳動的工作特性 24 液壓系統(tǒng)的組成 24 液壓系統(tǒng)的優(yōu)、缺點 25 液壓傳動的主要缺點： 25 26. 1．機械手的動作順序 26．液壓控制原理 26 30 工作載荷的計算 30 30 液壓缸主要部件的設(shè)計和材料選擇 31 缸筒 31 活塞 32 缸蓋及活塞桿導(dǎo)向套 32 液壓缸的緩沖、排氣與密封 32第五章 機械手的PLC控制設(shè)計 33 PLC的簡介 33 33 PLC的工作過程 36 可編程序控制器的選擇及工作過程 38 可編程序控制器的選擇 38 可編程序控制器的工作過程 38 39 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 39 PLC程序設(shè)計 41總結(jié) 51參考文獻(xiàn) 52摘 要本文介紹了立式精鍛機自動上料機械手與其它設(shè)備的配置關(guān)系及工作過程，并對機械手的動作進行了分析，詳細(xì)論述了機械手總體方案的設(shè)計，特別是對實現(xiàn)預(yù)期要求動作的各種方案進行了比較分析，進而得出最終方案。根據(jù)手臂的動作要求，采用圓柱坐標(biāo)型機械手；機械手的自由度數(shù)為四個，它們是大臂的升降和回轉(zhuǎn)運動，小臂的伸縮運動，手腕的回轉(zhuǎn)運動；機械手手部結(jié)構(gòu)采用兩支點回轉(zhuǎn)型；機械手驅(qū)動方式采用液壓驅(qū)動。本次設(shè)計主要進行大臂升降及回轉(zhuǎn)機構(gòu)設(shè)計、手臂及伸縮結(jié)構(gòu)設(shè)計、手部結(jié)構(gòu)設(shè)計，并且對液壓系統(tǒng)進行理論分析和比較。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)，還是新興產(chǎn)業(yè)，都離不開各種各樣的機械裝備，機械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對國民經(jīng)濟各部門技術(shù)進步和經(jīng)濟效益有很大的和直接的影響。因此，世界各國都把發(fā)展機械工業(yè)作為發(fā)展本國經(jīng)濟的戰(zhàn)略重點之一。工業(yè)機械手的是工業(yè)機器人的一個重要分支。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。在現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產(chǎn)線中，機械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi)，迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(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)。 機械手的基本概念機械手是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 1264390)對機械手的定義。 機械手的分類及簡史工業(yè)機械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動方式和控制系統(tǒng)等進行分類。專用機械手具有動作少、工作對象單一、結(jié)構(gòu)簡單、使用可靠和造價低等特點，適用于大批量的自動化生產(chǎn)的自動換刀機械手，如自動機床、自動線的上、下料機械手和“加工中心”。格性能范圍內(nèi)，其動作程序是可變的，通過調(diào)整可在不同場合使用，驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)是獨立的。通用機械手按其控制定位的方式不同可分為簡易型和伺服型兩種:簡易型以“開一關(guān)”式控制定位，只能是點位控制:可以是點位的，也可以實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機械手屬于數(shù)控類型。其主要特點是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)緊湊、動作靈敏。若機械手采用電液伺服驅(qū)動系統(tǒng)，可實現(xiàn)連續(xù)軌跡控制，使機械手的通用性擴大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過濾要求嚴(yán)格，成本高。其主要特點是:介質(zhì)李源極為方便，輸出力小，氣動動作迅速，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。機械傳動機械手即由機械傳動機構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機構(gòu)等)驅(qū)動的機械手。它的主要特點是運動準(zhǔn)確可靠，用于工作主機的上、下料。電力傳動機械手即有特殊結(jié)構(gòu)的感應(yīng)電動機、直線電機或功率步進電機直接驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的械手，因為不需要中間的轉(zhuǎn)換機構(gòu)，故機械結(jié)構(gòu)簡單。此類機械手目前還不多，但有發(fā)展前途。若欲控制的點數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。連續(xù)軌跡控制它的運動軌跡為空間的任意連續(xù)曲線，其特點是設(shè)定點為無限的，整個移動過程處于控制之下，可以實現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運動，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。械手首先是從美國開始研制的。它的結(jié)構(gòu)是：機體上安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，頂部裝有電磁塊的工件抓放機構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教形的。商名為Unimate（即萬能自動）。不少球坐標(biāo)通用機械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。1962年美國機械制造公司也實驗成功一種叫Vewrsatran機械手。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)。1毫米。聯(lián)邦德國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。自1969年從美國引進兩種機械手后大力從事機械手的研究。目前，工業(yè)機械手大部分還屬于第一代，主要依靠工人進行控制；改進的方向主要是降低成本和提高精度。它設(shè)有微型電子計算控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。第三代機械手則能獨立完成工作中過程中的任務(wù)。 機械手的應(yīng)用簡況現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動化已成為突出的主題。但在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。有資料統(tǒng)計：美國偏重于毛坯生產(chǎn)，日本偏重于機械加工。機械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。國外鐵路工業(yè)中應(yīng)用機械手以加工鐵路車軸、輪等大、中批零件。采用機械手進行裝配更始目前研究的重點，國外已研究采用攝象機和力傳感裝置和微型計算機連在一起，能確定零件的方位達(dá)到鑲裝的目的。在國內(nèi)主要是逐步擴大應(yīng)用范圍，重點發(fā)展鑄造、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件，在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)的發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合機械手等。既便于設(shè)計制造，有便于更換工件，擴大應(yīng)用范圍。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。目前主要用于機床、橫鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先指定的作業(yè)程序來完成規(guī)定的操作。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。目前已經(jīng)取得一定成績。工作是電視照相機將物體形象變成視頻信號，然后送給計算機，以便分析物體的種類、大小、顏色和位置，并發(fā)出指令控制機械手進行工作。工作時機械手首先伸出手指尋找工作，通過安裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸覺作用，然后伸向前方，抓住工件?？傊S著傳感技術(shù)的發(fā)展機械手裝配作業(yè)的能力也將進一步提高。 機械手的組成機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手臂的內(nèi)孔裝有轉(zhuǎn)動軸，可把動作傳給手腕，以轉(zhuǎn)動、伸屈手腕，開閉手指。機械手手部的機構(gòu)系模仿人的手指，分為無關(guān)節(jié)，固定關(guān)節(jié)和自由關(guān)節(jié)三種。可以根