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1、辽宁省交通高等专科学校机电系毕业设计文件设计题目:物料搬运真空吸附手 专业:机电一体化姓名: 班级:07531 学号:04完成期限:2009 年12月1日至2009年12月31日指导教师： 设计任务物料搬运真空吸附手整体设计与PLC控制系统设计设计要求1.真空吸附手的基本任务是完成将传送带A上的工件搬运到传送带B上。2.采用气缸和真空发生器来实现其功能和结构设计；用PLC对其实现程序控制。 提交成果第一稿（手写）；第二稿（打印，按格式）设计进程2009年12月1日至7日完成写作提纲；2009年12月7日至18日完成第一稿；2009年12月18日至12月24日完成第二稿；2009年12月24日至
2、12月31日完成定稿。指导教师评语评阅教师评语成绩设计成绩指导教师评阅成绩评阅教师答辩成绩答辩负责人总 评负责人辽宁省交通高等专科学校机电系毕业论文摘要：本次设计是物料搬运真空吸附手整体设计与PLC控制系统设计，在设计过程中，要求我们运用机电气的知识完成，其设计的内容主要包括：左右气缸设计，上下气缸设计，真空吸附手设计，气压控制系统设计，PLC控制设计等内容。由于真空吸附手使用气体真空作用原理，所以机构中的气动源都采用气缸，而且气缸的采用也便于实现自动化控制。其中具体写了设计步骤以及对气缸性能参数的计算，其中包括气缸的输出力，气缸的输出速度计算，计算气缸的主要结构尺寸，选用标准参数以及计算其输
3、出功率等。活塞杆直径的计算，气缸行程的确定以及对气缸结构强度计算与稳定性校核。 电气系统的设计就是运用机电传动的知识，即PLC系统进行控制，PLC控制系统有西门子系统，欧姆龙系统等。本次设计采用的是日本三菱系统。 由于设计是机电一体化产品，要求机电气结合，电磁阀是本设计的关键，我使用双线圈二位电磁阀对系统的控制，在安全限止上使用光电传感器控制。关键词：气缸；真空发生器；真空吸盘；机器人传感器；PLC系统Abstract: This time design is a material porterage the vacuum adsorb hand overall design and PLC
4、control system design, in the design the process, request we usage machine electricity of knowledge completion, it design of contents main include: so cylinder design, top and bottom cylinder design, the vacuum adsorb a hand design, air pressure control system design, PLC control design etc. content
5、s.Because the vacuum adsorb the hand usage function principle of the air vacuum, so organization in of spirit move a source all adoption air cylinder, and cylinder of adoption also easy to realization automation control.Among them concrete wrote a design step and to air cylinder function parameter o
6、f calculation, include air cylinder among them of output dint, air cylinder of output speed calculation, calculation air cylinder of main structure size, choose to use standard parameter and calculation it output power etc. calculation of piston pole diameter, air cylinder route of travel really set
7、tle and to air cylinder structure strength calculation and stability school pit. The design of electricity system is an usage machine fax move of knowledge, namely the PLC system carry on control, PLC control the system contain Siemens system, dragon system in Europe.What this time design adoption i
8、s Mitsubishi system. Because design is a machine electricity integral whole to turn a product, request the machine electricity combine, the electromagnetism valve be the key of this design, I usage double the electromagnetism valve with two coil control system, at safety limit top usage light fax ma
9、chine control.Keyword:Air cylinder;Vacuum occurrence machine;Vacuum sucker;The robot spread a feeling machine;PLC system目 录前言1第一章 总体方案设计21.1总体设计目的21.2总体设计要求21.3总体设计方案2第二章 吸附手气缸的设计42.1上下运动缸径计算42.2 左右运动缸径计算52.3 缓冲性能52.4耗气量62.4.1最大耗气量62.4.2上下运动气缸耗气量72.4.3左右运动气缸耗气量72.5气缸使用注意事项7第三章 真空发生器的设计83.1真空发生器的工作原理
10、83.2真空发生器的分类及选择83.3真空发生器的应用93.4真空发生器的主要性能93.4.1排气特性93.4.2 流量特性93.5真空吸盘的理论吸吊力103.6真空吸盘的材料11第四章 吸附手PLC控制程序设计124.1 PLC总体概述124.1.1 PLC的应用124.1.2 PLC的特点134.1.3 PLC的分类134.1.4 梯形图的设计134.2吸附手的机械结构和运动过程144.2.1 控制要求164.2.2 PLC输入输出(IO)分配及型号选择174.3 吸附手PLC控制程序设计174.3.1程序整体结构框图设计174.3.2手动操作程序设计184.3.3 自动操作程序设计18结
11、束语21【参考文献】22第 22 页 共 27 页物料搬运真空吸附手前言毕业设计是学生的最后一个教学环节，全国高教机械设计及制造专业教学指导委员会第三次会议指出，“毕业设计题目应该以产品（或工程）设计类题目为主，尤其鼓励去工厂从事高真实产品设计”。在实际工程设计中，学生可以得到所学过的理论基础，技术基础，专业课程全面的训练，为将来做好机械设计工程师的工作提供全面的锻炼。 本次设计主要完成物料搬运真空吸附手整体设计与PLC控制系统设计。本次设计是在李静老师的指导下完成的。因为此次设计涉及到真空原理的问题，是我此前从来没有接触过的新领域，因此首先用了一周的时间进行这些方面的理解与学习，熟悉了真空发
12、生器的特点及原理，并收集了许多相关资料。在十二月初开始了机构总体方案的探索性设计，在十二月下旬正式开始机构设计。在李老师的指导下，结合所学机械方面的知识，查阅许多手册，经过不断的改进，最终设计出了此次专用机构。通过这次毕业设计，我在机械CAD、机械原理、机械设计、机械制造工艺、电气控制PLC等方面的知识都受到全面的综合训练，在机电气的结合方面更使我受益匪浅。特别是李老师在繁忙工作之余对我的耐心辅导，对科研的严谨要求，对我能够顺利完成此次设计起到了关键性的作用，同时她对学生强烈的责任感和严谨的治学态度，也给我了深刻的影响。在此表示衷心的感谢！由于第一次接触类似的大型课题，又有本领域外的真空知识，
13、加之本人知识有限，经验不足，虽有李老师的细心帮助，设计中依然存在许多不足之处，错误之处，有待于进一步的完善，恳请各位老师给予批评指正。第一章 总体方案设计1.1总体设计目的市场的饱和特别是消费品市场的饱和要求不断推出新产品以满足新的消费愿望。产品的类型增加的同时使批量减少，产品的寿命也缩短。由于这一发展要求使我们不断改进产品的设计，更新旧产品，设计新产品。随着科学技术日新月异的变化，尤其是信息技术的发展，传统的制造业及其制造系统正在发生深刻变化。制造业是创造社会财富的支柱产业。制造业的水平反映了一个国家或地区的经济实力、国防实力、科技水平和生活水准，制造业的先进与否是一个国家经济发展的重要标志
14、。本设计是对柔性制造系统中的机器人的末端执行器进行步进控制和结构设计。机械结构采用模块化、柔性化设计。我设计的就是工业机械手的步进控制及其结构设计。设计中涉及到了先进制造技术、工业机器人技术、液压与气动技术、机电一体化技术、传感器与检测技术、机械设计知识、电路知识、PLC编程的知识。正是这些知识综合具体的应用使设计不断的完善与创新。1.2总体设计要求 真空吸附手的基本任务是将传送带A上的工件搬运到传送带B上。当光电开关PS1检测到传送带A上有物体时，机械手从原点开始下降，吸附工件，向右移动，机械手下降，松开工件把工件放到传送带B上，机械手上升，左移回到原点。机械手可以进行手动操作和自动操作两种
15、方式。1.3总体设计方案 根据总体设计的要求，本次设计的真空吸附手采用两个气缸来实现其功能和结构设计；用PLC对其实现步进控制。左右运动气缸带动吸附手实现左、右移动；上下运动气缸带动吸附手完成上升和下降运动。真空发生器实现夹紧和放松。 在满足上述各项功能的前提下，应尽量采用结构简单，制造方便的零部件来组成各部分结构。 根据结构所要实现的基本功能，既将传送带A上的工件搬运到传送带B上，需要用光电开关对传送带A上是否有工件进行检验，当检测到工件存在时，将工件搬运到传送带B上。 为了使运动部件的运动方向、行程大小和位置保护得到控制。因此，此装备设有上、下、左、右四个限位开关，工作台的行程精度也得以实现。 根据装置的设计要求，我选用气压驱动作为该机构运动的主要动力源。气压驱动的其主要特点是；无污染、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏、造价低廉，更易实现机械手的基本任务。对于各个机构的自动控制，我采用PLC控制各动作的执行元件。
