1、 说明书说明书 设计题目：设计题目： 气动机械手系统设计气动机械手系统设计 专业年级：专业年级： 20112011 级机械制造及其自动化级机械制造及其自动化 学学 号：号： 姓姓 名：名： 指导教师、职称：指导教师、职称： 2015 2015 年年 05 05 月月 27 27 日日 目录目录 摘要 . I Abstract II 第一章 引言 - 1 - 1.1 本课题的目的和意义 - 1 - 1.2 本课题研究的主要内容、预期结果、关键问题和相关发展趋势 - 1 - 1.2.1 本课题研究的主要内容 - 1 - 1.2.2 预期设计结果 - 1 - 1.2.3 关键问题 - 1 - 1.2
2、.4 相关发展趋势 - 2 - 1.3 本课题的设计方法 - 2 - 1.4 系统功能说明 - 3 - 第二章 机械手气动系统设计 - 4 - 2.1 明确机械手的工作要求 . - 4 - 2.1.1 气动机械手结构示意图分析 - 4 - 2.1.2 工作要求 - 5 - 2.1.3 运动要求 - 5 - 2.1.4 动力要求 - 5 - 2.2 设计气动控制回路 . - 5 - 2.2.1 列出气动执行元件的工作程序 - 5 - 2.2.2 作 X-D 线图，写出执行信号的逻辑表达式 - 6 - 2.2.3 画出系统的逻辑原理图 - 7 - 2.2.4 画出系统的气动回路原理图 - 7 -
3、第三章 气缸及气动元件设计 . - 10 - 3.1 手臂回转、伸缩、夹紧、升降气缸的设计 - 10 - 3.3.1 确定气缸类型 . - 10 - 3.3.2 气缸内径计算 . - 10 - 3.3.3 选择气缸 . - 11 - 3.3.4 验算气缸力的大小 . - 11 - 3.3.5 活塞杆直径 d 的校核 . - 12 - 3.3.6 耗气量计算 . - 13 - 3.2 选择气动控制元件 - 14 - 3.2.1 选择主控气动换向阀 . - 14 - 3.2.2 选择行程阀 . - 14 - 3.2.3 选择手控换向阀 . - 15 - 第四章 机械手控制系统的设计 . - 16
4、- 4.1 控制系统分析 - 16 - 4.1.1 总体控制要求 . - 16 - 4.1.2 PLC 机械手的动作分析 - 16 - 4.1.3 系统硬件配置 . - 17 - 4.2 系统变量定义及分配表 - 17 - 4.2.1 输入/输点数分配 - 17 - 4.2.2 输入/输出点地址分配 - 18 - 4.2.3 系统接线图 . - 18 - 4.2.4 PLC 外围接线图 - 19 - 4.3 控制系统程序设计 - 20 - 4.3.1 控制程序流程图设计 . - 20 - 4.3.2 程序设计（梯形图） . - 21 - 第五章 PLC 机械手的程序调试 - 28 - 5.1
5、系统调试及结果分析 - 28 - 5.1.1 PLC 程序调试及解决的问题 - 28 - 5.1.2 PLC 与上位机联调 - 28 - 5.1.3 结果分析 . - 28 - 第六章 设计总结 . - 30 - 参考文献 - 31 - 致谢词 - 32 - I 摘要摘要 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或 操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手” 。生产中应用 机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、 实现安全生产；本论文主要论述了机械手的结构、气动控制系统、主要技术参数、气缸 的选型设计以及
6、PLC 控制程序的设定。 本设计主要是通过可编程控制技术来实现气压驱动机械手，从而完成立柱的升降/ 回转、手臂的伸出/缩回和手爪的抓取动作。本设计探索的意义是希望能够通过简单的 改变机械手的工作程序，来达到相要求的工作效果。PLC 控制系统的机械手，简易方便 且适应性较强，这对于未来机械手的发展有着重要意义。 关键词：关键词：机械手；气动系统；气缸；可编程控制器；梯形图； II Abstract The manipulator is imitate the part of the hand, according to the given program, track and requirements for automatic capture, handling or operation of the automatic mechanical device. The manipulator is used in the industrial p
