搬运机械手附其控制系统设计.docx

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搬运机械手附其控制系统设计

目录摘要.........................................................................................................I

ABSTRACT英文摘要...........................................................................Ⅱ

目录.........................................................................................................IV

第一章引言............................................................................................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....................................................................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

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

5.2I/O分配......................................................................................................30

5.3PLC控制梯形图.........................................................................................31

5.4PLC控制程序指令.....................................................................................32

结论............................................................................................................37

参考文献.....................................................................................................38

致谢及声明..................................................................................................39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、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AbstractOverthepast20years,thefieldofpneumatictechnologyexpandrapidly,whichiswidely

usedinadiversearrayofautomatedproductionlineespecially.Thecombineofelectrical

programmabletechnologyandpneumaticcontroltechnologymakesthewholesystemahigher

degreeofautomation,moreflexiblecontrolandmorereliableperformance;Therapiddevelopof

pneumaticmanipulatorandflexibleautomatedproductionlinesrequiermuchmoretothe

developmentofpneumatictechnology.

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