搬运机械手及其控制系统设计毕业设计

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1、目 录 - IV - 目 录 摘 要 . I ABSTRACT（英文摘要） . 目 录 . IV 第一章第一章 引引 言言 . 1 1.1 课题的背景和意义 1 1.2 课题国内外发展现状 2 第二章 总体方案确定 . 4 2.1 总体方案论证 4 2.1.1 机械手手臂结构方案设计 4 2.1.2 机械手驱动方案设计. 4 2.1.3 机械手控制方案设计. 5 2.1.4 机械手主要参数 5 2.1.5 机械手的技术参数列表 . 6 第三章 机械手总体结构设计 . 7 3.1 动作工况与分析 7 3.2 机械手各部分结构设计 8 3.2.1 机械手底座的设计 8 3.2.2 立柱结构的设计

2、8 3.2.3 轴承的选择. 9 3.2.4 上轴承座的选择 10 3.2.5 下轴承座的选择 11 3.2.6 大臂的结构设计 12 3.2.7 小臂的结构设计 12 3.2.8 气爪的结构设计 12 3.2.9 手部夹紧气缸设计计算 . 14 3.2.10 升降气缸设计计算 18 目 录 - V - 3.2.11 伸缩气缸设计计算 22 3.2.12 回转气缸设计计算 25 第四章 气动部分设计 . 28 第五章 PLC 控制部分设计 30 5.1 电磁铁动作顺序. 30 5.2 I/O 分配 30 5.3 PLC 控制梯形图 31 5.4 PLC 控制程序指令 32 结论 . 37 参考

3、文献 . 38 致谢及声明 . 39 目 录 - VI - 摘 要 近 20 年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应 用。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵 活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更 高的要求。 本课题设计源于生产线中的搬运站，传动方式采用气压传动，即用各 种气缸来控制机械手的动作，控制部分结合可编程控制技术编写程序进行 控制来实现两站之间的搬运。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来 抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、

4、材料 和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构， 使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变 被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式， 称为机械手的自由度 。本课题中设计的搬运机械手主要有旋转、伸缩、 升降、夹紧四个自由度组成。 课题从机械部分、气动部分和控制三部分对气动机械手进行设计，要 求机械手实现上下站之间的搬运功能。机械部分重点是总体结构的设计、 各个气缸的选择和安装设计、各零部件的结构设计等，气动部分主要是给 出了搬运机械手的气动原理图，而控制部分则主要是程序的设计和调试， 论文采用西门子（S7-200）指令编程

5、，给出了相应的梯形图、语句表和简 单的流程图。 由于气动机械手有结构简单、易实现无级调速、易实现过载保护、易 实现复杂的动作等诸多独特的优点，气动机械手正在向重复高精度，模块 化，无给油化， 机电气一体化方向发展。可以预见，在不久的将来，气动 机械手将越来越广泛地进人工业、军事、航空、医疗、生活等领域。 关键词：可编程控制器，柔性自动生产线，自由度，梯形图 目 录 - VII - Abstract Over the past 20 years, the field of pneumatic technology expand rapidly,which is widely used in a

6、diverse array of automated production line especially.The combine of electrical programmable technology and pneumatic control technology makes the whole system a higher degree of automation, more flexible control and more reliable performance;The rapid develop of pneumatic manipulator and flexible automated production lines requier much more to the development of pneumatic technology . This topic originated from the handling station of the production line;The drive is used press