装配线上料机械手的设计

装配线上料机械手的设计

摘要

 本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手硬件和软件的组成，即PLC控制的气动机械手的系统工作原理，机械手各个部件的整体尺寸设计，气动技术的特点，PLC控制的特点。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，大大提高了绘图效率和图纸质量。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。

关键词： 工业机器人 机械手 气动 可编程序控制器（PLC）

目录

摘要 1

Abstract 1

目录 2

第一章   引 言 3

1.1 工业机械手概述 3

1.2 气动机械手的设计要求 4

1.3 机械手的系统工作原理及组成 5

第二章  机械手的整体设计方案 7

2.1 机械手的座标型式与自由度 8

2.2 机械手的手部结构方案设计 9

2.3 机械手的手腕结构方案设计 9

2.4 机械手的手臂结构方案设计 9

2.5 机械手的驱动方案设计 9

2.6 机械手的控制方案设计 10

2.7 机械手的主要技术参数 10

第三章  手部结构设计 12

3.1 夹持式手部结构 12

3.1.1手指的形状和分类 12

3.1.2设计时考虑的几个问题 12

3.1.3手部夹紧气缸的设计 13

第四章  手腕结构设计 17

4.1 手腕的自由度 17

4.2 手腕的驱动力矩的计算 17

4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩 17

4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 19

第五章  手臂伸缩，升降，回转气缸的尺寸设计与校核 23

5.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 23

5.1.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计 23

5.1.2 尺寸校核 23

5.1.3 导向装置 24

5.1.4 平衡装置 24

5.2 手臂升降气缸的尺寸设计与校核 24

5.2.1 尺寸设计 24

5.2.2 尺寸校核 24

5.3 手臂回转气缸的尺寸设计与校核 25

5.3.1 尺寸设计 25

5.3.2 尺寸校核 25

第七章  机械手的PLC控制系统设计 29

7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 29

7.1.1 可编程序控制器的选择 29

7.1.2 可编程序控制器的工作过程 29

7.2 可编程序控制器的使用步骤 30

7.3 机械手可编程序控制器控制方案 30

7.3.1 控制系统的工作原理及控制要求 31

7.3.2  气动机械手的工作流程 31

7.3.3 I/0分配 33

7.3.4  梯形图设计 33

第八章  结 论 38

致   谢 39

参考文献： 40