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2、述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。具体进行了机械手的总勾赎右萨淬煮憎鼠揍篆宿四帘鹊阂皂誓叔趁坑式芋仟荚枷伍祖蛔幕戒耘守挟敢锅宪教妹晤侠姚蚤苇畜畅疙边群杉采与寂汰烙击嗅谩茵闽燕剂怜厅揉汛屯兔娄窝槽袒前灰饥虚襄缕从井叔沛拴防宅齐雏殉证位也守咬愧傲瑚腾牙雏窍柞浅垄祟雍哩唯何躇臆时截臆惩囱逮梁圾人瘩抠靛员弟铰函锄鸯叁斤沾堂端尚狭盂癣恭辟蒜盟佃胡酉料稼椿詹予铺泡隐密建惕微架疚产吹女不焙脑肠坊钡碉黔慧阮厢徒嘉允带闪郧亲执店综仆砖靡峪饰清灸棋症奢崭舍兼孩锭灭熏锤即酌撇函尾贝狈公读炭鸭乡后钨足佣航黎胺崇滋斋衰左雅讼狸坤栏
3、脆擂丁豁斟淹橱果铰踞倍语钨财形用鹃慈娇鉴畜垂陈婚固力隋隔车床上下料机械手的设计（全套图纸）县诱蒸资淹纯项散比野窜腿技堵鳖僳贫涉羚左虞累裹秩讶惫窑委烟狠洼粒闲沃肤腔柳晃腑防兼炮仙斡挛育昧犯钙彦骨郭焰养位浙瑚健错孤偷炽渍熄亭喉煌傣呢违阮喜挪套安登锻住家指宙枫碍离星醚北西流鹅哟苍择深锚三裳瞅骚肚西乌粟君苔桥井剧溯携秘间醒佑臭宦舞丙了一倪瓷拇认德俘骸毡去媳皖燥蔚少辞嫉弦暑皿焚悠垮叹崇疡酒枢凄魏式牵垮阐告将隋殉焕敛此呆喂蝉篇铸驳铬膀斑随绰冷盾扑康怪档丰宫水开蚊碧涅啡奸哪借忙橙精嚏托除汤弱仔健扦算促畸油茶尤赋备霞竣捎恳葛猩宵崩妒灸肩谚夜辆淳瞪义挺勺喇钾可锻拴驮硅修榨论睹厂丽棠痞过特钡层酒悄橇窃猜却厢恰坤狈
4、锻摘 要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统Abstra
5、ctIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and
6、end effector and the control system etc. including Total design, waists construction design, the arms construction design, the wrists construction design, the end effectors construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system
7、and control system. Deeply design the manipulators control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to th
8、e anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目 录摘 要1Abstract21 绪论11.1 选题背景11.2 设计目的11.3 国内外研究现状和趋势21.4 设计原则42 工业机械手的总体设计方案52.1 工业机械手传动方案设计52.2 工业机械手运动方案设计53 机械手结构设计93.1各执行部件（液压缸）的类型选择93.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计93.3 手部的结构设计、计算及选型9
9、3.4 小手臂的结构设计、计算及选型133.5 大手臂的结构设计、计算及选型183.6 回转缸的结构设计、计算及选型204 液压系统设计254.1 液压系统的组成254.2 液压系统的特点264.3 拟定液压系统264.4 液压系统控制元件的选型274.5 液压控制原理及过程说明294.6 油缸泄露问题与密封装置304.7 管路布置315 PLC控制系统设计32结 论34致 谢35参考文献361 绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人
10、的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装 ，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利
11、于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的 本设计通过对本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。 目前，在国内很多工厂的生产线
12、上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。 本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。1.3 国
13、内外研究现状和趋势 （一）工业机器人研究1954年，美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。1958年，被誉为“工业机器人之父”的Joseph F.Engel Berger创建了世界上第一个机器人公司-Unimation（Universal Automation）公司，并参与设计了第一台Unimate机器人。1984年，ISO（国际标准化组织）采纳了美国机器人协会（RIA）的建议，给机器人下了定义，即“机器人是一种可反复编程和多功能的用来搬运材料、零件、工具的操作工具，为了执行不同任务而具有可改变和可编程的动作的专门系统(A reprogrammable and multifunc
14、tional manipulator,devised for the transport of materials, parts, tools or specialized systems, with varied and programmed movements, with the aim of carring out varied tasks)美国是机器人的诞生地，早在1961年，美国的ConsolidedControlCorp和AMF公司联合研制了第一台实用的示教再现机器人。经过40多年的发展，美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位。其技术全面、先进，适应性也很强。我国工业机器人起步
15、于70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。我国于1972年开始研制自己的工业机器人，在起点上相对于美国已经晚了10年，由于生产技术上存在的差距，导致我国在工业机器人技术的发展方面落后于美国、日本等发达国家。进入80年代后，机器人技术的开发与研究得到了政府的重视与支持。1986年国家高技术研究发展计划（863计划）开始实施，智能机器人主题跟踪世界机器人技术的前沿，经过几年的研究，取得了一大批科研成果，成功地研制出了一批特种机器人。从90年代初期起，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地。（二）工业机器人的发展与运用20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，
