《多关节型自动焊接机械手设计设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《多关节型自动焊接机械手设计设计（73页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、本科毕业论文（设计）论文（设计）题目：多关节型自动焊接机械手设计学 院： 机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 机自103班 学 号： 1008030218 学生姓名： 幸贵武 指导教师： 赵丽梅 2014年 6 月 5 日贵州大学本科毕业论文（设计）贵州大学本科毕业论文（设计） 诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文（设计）作者签名： 日 期： 贵州大学本科毕业论文（设计） 第 31 页目 录摘 要IVAbstract .V第
2、一章 前 言11.1 机械手简介11.2 机械手的分类11.3 研究背景、国内外现状及发展趋势21.3.1 研究背景21.3.2 研究的国内外现状31.3.3 机械手的发展趋势41.4 本设计的目的和意义61.4.1 设计目的61.4.2 设计意义61.5 本设计的内容和思路71.5.1 设计内容71.5.2 设计思想7第二章 多关节型自动焊接机械手总体方案设计92.1 概述92.2 多关节型自动焊接机械手总体结构类型92.3 多关节型自动焊接机械手主要组成102.4 基本技术参数设计13第三章 多关节型自动焊接机械手机械结构设计153.1 机座的设计153.1.1 机座电动机的选择153.1
3、.2 机座谐波传动减速器的选择173.2 立柱的设计203.2.1 立柱的工作方式203.2.2 立柱的材料选择203.2.3 弯扭合成强度校核立柱的强度213.2.4 立柱轴承的选择213.3 大臂的设计223.3.1 大臂的工作方式223.3.2 大臂电动机的选择233.3.3 大臂谐波传动减速器的选择253.3.4 大臂轴承的选择263.4 小臂的设计273.4.1 小臂的工作方式273.4.2 小臂电动机的选择283.4.3 小臂上谐波传动减速器的设计293.4.4 小臂轴承的选择303.5 手部设计31第四章 多关节型自动焊接机械手驱动系统设计334.1 步进电机介绍334.2 步进
4、电动机驱动器354.3 驱动器的选择35第五章 多关节型自动焊接机械手控制系统设计385.1 机械手的工作流程分析385.1.1 机械手的工作流程385.1.2 机械手的工作方式395.2 控制系统的选择395.3 PLC简介405.3.1 PLC概述405.3.2 PLC的特点415.3.3 PLC的分类415.3.4 PLC系统的组成与原理425.3.5 PLC的工作方式435.4 PLC的选择及I/O口分配445.4.1 PLC的选型方法445.4.2 I/O点数的确定455.4.3 选择PLC455.4.4 I/O口的分配495.4.5 操作面板的设计505.5 PLC外部接线图515
5、.6 PLC程序设计525.6.1 手动程序设计525.6.2 自动程序设计54第六章 结 论56参考文献57致 谢58附 录59多关节型自动焊接机械手设计摘 要工业机械手是一种能模仿人手部和臂部的某些动作，按照固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置，它可代替人的繁重劳动用来实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此广泛应用于机械制造、焊接、电子、冶金、轻工和原子能等部门。本文所设计的机械手为多关节型自动焊接机械手，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动生产线。它采用PLC控制，是一种按照预先设定的程序进行工件焊接的自动化装置
6、，可部分代替人在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并可根据工件的变化要求随时更改相关控制参数。本设计主要对焊接机械手的执行系统即机械结构、驱动系统和PLC控制系统三大部分进行设计。机械结构部分主要包括机座、立柱、手臂和手部的设计，机械结构采用关节型，它具有3个自由度即立柱、大臂、小臂回转。其中含有电机、谐波减速器和轴承等的选择及校核。驱动部分主要对驱动器进行选择。控制部分包括PLC的简介、特点、分类等的介绍，根据实现要求确定输入输出点，选择合适的PLC,设计工作流程、程序等，且安有相应的安全保护措施即限位开关。本设计采用电力驱动，通过PLC对各个步进电机的方向、速度进行精确控制从而达到控制
7、焊接机械手在空间运动以及焊接工件的目的。通过对焊接机械手各个部分详细的设计，可以对机械手有一个系统的认识，也为以后设计较复杂的机械手打下坚实的基础。关键词：焊接机械手，电动机，谐波减速器，轴承，驱动器，PLC控制 Design of polyarticular automatic welding manipulatorAbstract An industrial manipulator is able to mimic the manpower ministry and some action arm, according to a fixed program crawl, moving ob
8、jects or tools operate automatically operated device that can replace human labor to achieve the production of heavy mechanization and automation, energy operate in hazardous environments to protect the personal safety, it is widely used in machinery manufacturing, welding, electronics, metallurgy,
9、light industry and atomic energy sectors. It describe the design of manipulator for joint type automatic welding manipulator in this paper, Action of the manipulator is flexible and varied so it applicable to the automatic production that can transform the production of varieties of standard.so it w
10、idely used in flexible automatic production line.It adopts PLC control, according to a pre-set program workpiece welding automation devices can be partially replaced by people at high temperatures and dangerous areas monotonous jobs lasting jobs, and related control parameters change according to th
11、e change of the workpiece on demand. The design is mainly for welding manipulator mechanical structure, drive systems and PLC control system has three major design.Mechanical structural parts including base, column design, arm and hand, the use of an articulated mechanical structure, which has three
12、 degrees of freedom that column, arm, forearm rotation,which contains a motor, speed reducer and bearings harmonic choices and checked.Drive part is mainly to select the drive. It mainly contains an introduction the summary,characteristics, classification and so on to the control part of PLC.Accordi
13、ng to the requirement of implementation to make sure the input and output points, choose the appropriate PLC and design work process and procedure, and with the corresponding safety protection measures that is the limit switch.This design adopts the electric drive, through the PLC to accurately cont
14、rol the direction and speed of the stepper motor to control the welding manipulator in the space motion and the purpose of the welding.Through the welding manipulator each part of the detailed design, there is a system of manipulator can be understanding, also for later design more complex manipulat
15、or to lay a solid foundation.Keywords: welding manipulators, motors, harmonic reducer, bearings, drives, PLC control第一章 前 言1.1 机械手简介工业机械手最早应用在汽车制造工业，主要用于焊接、喷漆、上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑的功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中的工作，替代人完成繁重、单调、重复的劳动，从而提高了劳动生产率，保证了产品质量。目前工业机械手主要应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与
