【正文】 手爪，可適用于不同的機械手，這就要求末端執(zhí)行器要有標準的機械接口（如法蘭），使末端執(zhí)行器實現(xiàn)標準化。萬能手爪在結(jié)構(gòu)上很復雜，甚至很難實現(xiàn)，從工業(yè)實際應(yīng)用出發(fā)，應(yīng)著重開發(fā)各種專用的、高效率的機械手手爪，加之以快速更換裝置，以實現(xiàn)機械手的多種作業(yè)功能，而不主張用一個萬能的手爪去完成多種作業(yè)，以考慮設(shè)計的經(jīng)濟效益。既根據(jù)其應(yīng)用場合設(shè)計手爪，在滿足作業(yè)要求的前提下，機械手手爪還要求體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊湊。搬運用手爪是指各種夾持裝置，用來抓取或吸附被搬運的物體；加工用手爪是帶有噴槍、焊槍、砂輪、銑刀等加工工具的機械手附加裝置，用來進行相應(yīng)的加工作業(yè)；測量用手爪是裝有測量頭或傳感器的附加裝置，用來進行測量及檢驗作業(yè)。如圖22所示機械手模擬工作布局圖，根據(jù)實際操作的需要，該機械手在工作中需要3種運動,其中手臂的伸縮和立柱升降為直線運動,另一個為手臂的回轉(zhuǎn)運動,因此其自由度數(shù)目為3，綜合考慮，應(yīng)選擇圓柱坐標機械手結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡單，工作范圍相對較大，且有較高的精度，滿足設(shè)計要求。此種機械手在工業(yè)中應(yīng)用十分廣泛，如焊接、噴漆、搬運、裝配等作業(yè)。關(guān)節(jié)型機械手的空間運動是由三個回轉(zhuǎn)運動實現(xiàn)的。其工作空間是一個類球形的空間。這種機械手構(gòu)造比較簡單，精度相對較高，常用于搬運作業(yè)。圓柱坐標機械手的空間運動是用一個回轉(zhuǎn)運動及兩個直線運動來實現(xiàn)的。直角坐標機械手的工作空間為一空間長方體，主要用于裝配作業(yè)及搬運作業(yè)。各結(jié)構(gòu)形式及其相應(yīng)的特點，分別介紹如下：直角坐標機械手的空間運動是用三個相互垂直的直線運動來實現(xiàn)的。 總的來說，大體是兩個方向：其一是機械手的智能化，多傳感器、多控制器，先進的控制算法，復雜的機電控制系統(tǒng)；其二是與生產(chǎn)加工相聯(lián)系，性價比高，在滿足工作要求的基礎(chǔ)上，追求系統(tǒng)的經(jīng)濟、簡潔、可靠，大量采用工業(yè)控制器，市場化、模塊化的元件。四．關(guān)節(jié)式、側(cè)噴式、頂噴式、龍門式噴涂機械手產(chǎn)品標準化、通用化、模塊化、系列化設(shè)計；柔性仿形噴涂機械手開發(fā)，柔性仿形復合機構(gòu)開發(fā)，仿形伺服軸軌跡規(guī)劃研究，控制系統(tǒng)開發(fā)； 五．焊接、搬運、裝配、切割等作業(yè)的工業(yè)機械手產(chǎn)品的標準化、通用化、模塊化、系列化研究；以及離線示教編程和系統(tǒng)動態(tài)仿真。二．工業(yè)機械手控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展，便于標準化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，結(jié)構(gòu)小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性，而且維修方便。為了提高工作效率,降低成本,并使生產(chǎn)線發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng),適應(yīng)現(xiàn)代機械行業(yè)自動化生產(chǎn)的要求,針對具體生產(chǎn)工藝,結(jié)合機床的實際結(jié)構(gòu)，利用機械手技術(shù)，設(shè)計用一臺上下料機械手代替人工工作，以提高勞動生產(chǎn)率。因此，進行機械手的研究設(shè)計具有重要意義。把機床設(shè)備和機械手共同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強。在機械行業(yè)中，機械手越來越廣泛的得到應(yīng)用，它可用于零部件的組裝，加工工件的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更為普遍。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動化的要求，因此，必須利用先進設(shè)備生產(chǎn)自動化機械以取代人的勞動，滿足工業(yè)自動化的需求。 I/O地址分配. 32. 33　控制主程序流程圖. 33　控制程序設(shè)計. 34結(jié)論. 51致謝................................................................52參考文獻.......................................................... 53 控制系統(tǒng)原理分析. 31 作業(yè)流程. 29 操作面板布置. 28 確定液壓系統(tǒng)基本方案. 18 關(guān)鍵詞：機械手；PLC；液壓伺服定位；電液系統(tǒng)設(shè)計達到了預期目標。同時對其控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)進行了理論分析和設(shè)計計算。通過對機械設(shè)計、制造及其自動化專業(yè)課程的學習，總結(jié)大學四年所學的知識，對工業(yè)機械手各部分機械結(jié)構(gòu)和功能的論述和分析，以及實際操作中的應(yīng)用情況，設(shè)計了一種圓柱坐標形式的數(shù)控機床上下料機械手。重點針對機械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分機械結(jié)構(gòu)以及機械手控制系統(tǒng)（傳動系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)）進行了詳細的設(shè)計?；赑LC對機械手的控制系統(tǒng)進行了深入細致的設(shè)計，通過對機械手作業(yè)的工藝過程和控制要求的分析，設(shè)計了控制系統(tǒng)的硬件電路，同時編制了機械手的控制程序。目 錄第1章 前言............................................................. 1　選題背景. 1　設(shè)計目的. 1　發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢. 1第2章 機械手各部件的設(shè)計. 3. 3　機械手總體結(jié)構(gòu)的類型. 3　具體設(shè)計方案. 4. 4　設(shè)計要求. 4　驅(qū)動方式. 5　典型結(jié)構(gòu). 5　具體設(shè)計方案. 6. 7　手腕結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求. 7　具體設(shè)計方案. 7. 8　手臂結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求. 8　具體設(shè)計方案. 8. 9　腰座結(jié)構(gòu)的設(shè)計要求. 9　具體設(shè)計方案. 9. 10　傳動機構(gòu)設(shè)計應(yīng)注意的問題. 10　常用的傳動機構(gòu)形式. 10　具體設(shè)計方案. 11. 12　常用驅(qū)動系統(tǒng)及其特點. 12　具體設(shè)計方案. 12. 12　平衡機構(gòu)的形式. 12　具體設(shè)計方案. 13第3章 理論分析和設(shè)計計算. 14. 14　有關(guān)參數(shù)的計算. 14　電機型號的選擇. 16. 18 擬定液壓執(zhí)行元件運動控制回路. 19　液壓源系統(tǒng)的設(shè)計. 19　繪制液壓系統(tǒng)圖. 20　確定液壓系統(tǒng)的主要參數(shù). 21　計算和選擇液壓元件. 26第4章 機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計. 28. 28 工藝過程與控制要求. 28 控制器的選型. 30 PLC外部接線設(shè)計. 31第一章 前言由于工業(yè)自動化的全面發(fā)展和科學技術(shù)的不斷提高，對工作效率的提高迫在眉睫。其中機械手是其發(fā)展過程中的重要產(chǎn)物之一，它不僅提高了勞動生產(chǎn)的效率，還能代替人類完成高強度、危險、重復枯燥的工作，減輕人類勞動強度，可以說是一舉兩得。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS和柔性制造單元FMC中一個重要組成部分。但目前我國的工業(yè)機械手技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國機械行業(yè)自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。目前，我國大多數(shù)工廠的生產(chǎn)線上數(shù)控機床裝卸工件仍由人工完成，其勞動強度大、生產(chǎn)效率低，而且具有一定的危險性，已經(jīng)滿足不了生產(chǎn)自動化的發(fā)展趨勢。本機械手主要與數(shù)控機床組合最終形成生產(chǎn)線，實現(xiàn)加工過程的自動化和無人化。 目前，國內(nèi)外各種機械手和機械手的研究成為科研的熱點，其研究的現(xiàn)狀和大體趨勢如下：一．機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。三．機械手中的傳感器作用日益重要，除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外，還引進了視覺、聽覺、接觸覺傳感器，使其向智能化方向