《787 自动化生产线机械手及分拣单元设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《787 自动化生产线机械手及分拣单元设计（31页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、机械/机电/模具/数控毕业、课程设计QQ_2947387549现成资料CAD.Proe/Solidworks图，另可定制摘 要机电一体化技术是将机械技术、电工电子技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术信号变换技术等多种技术的有机地结合，并运用到实际当中去的技术。本次设计的是基于自动化生产线中的机械手及分拣单元模块，系统在生产线中完成的是工件的工位转移及按需分拣的过程。整个系统采用PLC进行控制，机械手模块将工件搬运到分拣单元指定位置，有升降和左右横移两个自由度。在分拣单元中，利用输送带输送工件，通过使用光电传感器和电感传感器完成对材质、颜色的检测，区分出金属工件以及黑色的非金属工件，
2、在气缸的作用下，利用分拣器达到分拣目的。关键词：自动化，PLC，气动系统设计，传感测试技术ABSTRACTThe integration of machinery technology is the mechanical skill, the electrician electronic technology, the microelectronic technology, the information technology, the sensor technology, the conection technology signal translation technology and m
3、any kinds of technologies organically unifies, and apply to the practice of techniques. What this design is based on automatic production lines in manipulator and the sort unit module, what the system completes in the production line is the work piece location shift and on demand sort process. The o
4、verall system uses PLC to carry on the control, the manipulator module transports the work piece to the sort unit assigns the position, has the fluctuation and about moves to two degrees-of-freedom horizontally. In the sort unit, transports the work piece using the conveyor belt, completes through t
5、he use photoelectric sensor and the inductive transceiver to the material quality, the color examination, differentiates the metal work piece as well as the black nonmetallic work piece, under air cylinders function, serves the sort purpose using the time sorter.Key words: Automation, PLC, pneumatic
6、 system design, sensor testing technology目 录1 绪 论11.1 本论文的背景和意义11.2 机械手国内外研究现状和趋势11.3 分拣系统国内外发展现状和趋势21.4 设计原则42 自动化生产线机械手及分拣单元的方案设计52.1 总体规格与相关参数52.2 驱动方式的分析与选择52.3 自动化生产线机械手及分拣系统的组成62.4 总体建模效果83 机械手方案设计93.1 机械手坐标形式的选择93.2 手部的选择93.3 气缸等关键部分的设计124 分拣单元结构设计224.1 分拣单元的主要组成部分及各自功能224.2 输送部分的设计与计算224.3 传
7、感检测部分254.4 导向部分294.5 滑槽部分345 控制系统的设计355.1 方案简述355.2 机械手气动控制系统的设计365.3 分拣系统控制系统的设计436 总结487 参考文献50致 谢51机械/机电/模具/数控毕业、课程设计QQ_2947387549现成资料CAD.Proe/Solidworks图，另可定制自动化生产线机械手及分拣单元设计 26 1 绪 论1.1 本论文的背景和意义自动生产线的最大特点是它的综合性和系统性，综合性主要涉及机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的
8、是生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。本系统完成一个生产线的机械手搬运与物料分拣的过程。机械手的功能是将之前配合系统所提供的工件搬运到分拣系统中去，最后根据一系列的传感器完成对颜色、材质的检测，并将之分拣到相应的滑槽中去。本设计综合应用了多种技术知识，如气动控制技术、机械技术（机械传动、机械连接等）、传感器应用技术、PLC控制和组网、步进电机位置控制和变频器技术等。因此，进行自动化生产线机械手及分拣单元的研究设计是非常有意义的。1.2机械手国内外研究现状和趋势从自动机到工业机器人是一个飞跃，从一般工业机器人到积极探索和开发具
9、有智能和功能强大的工业机器人将又是一个飞跃。目前，工业机器人的开发正处在一个蓬勃发展的阶段，在现今的工业发达国家里，工业机器人的开发与制造正在形成一个庞大的产业，全世界每年的工业机器人销售额可达42亿美元。尽管如此，工业机器人产业仍在不断拓展，不断向新的领域进军1。机器人首先是被工厂使用的。机器人在许多工厂出现后，许多脏活、累活都由机器人取代人工，受到了人们的广泛欢迎。工业机器人取代了工人们进行一部分重体力工作，从而使工人们能从事体力要求较低的工作，经过培训就可以向着技术含量更高的岗位发展。工业机器人的优势是显而易见的，相对于人，它能够更精确而且不知疲倦地工作，可以说，几乎可以用在一切需要大量
10、重复劳动的场合。随着科学技术的不断发展，工业机器人已经成为柔性制造系统(FMS)、自动化工厂（FA）、计算机集成制造系统（CIMS）的自动化工具。虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，目前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。而随着工业的机械化和自动化的发展和气动技术本身的一些优点的展现，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。机器人功能部件的标准化与模块化是提高机器人的运动精度、运动速度、降低成本和提高可靠性的重要途径。可以预见，今后整个机器人机械手行业的发展方向都必然是朝着标
11、准化与模块化的方向发展。模块化指的是机械模块、信息监测模块、控制模块等。目前，国外已经研制生产了各种不同的标准模块和组件，国内有关模块化工业机器人的开发工作也有了初步的雏形。除了使用的各种伺服电机、传感器外，手臂、手腕和机身的结构也已经标准化了，这也是机器人发展历史上的一个飞跃。在发达国家中，工业机器人自动化生产线成套设备已成为自动化装备的主流及未来的发展方向。国外汽车行业、电子电器行业、工程机械等行业已经大量使用工业机器人自动化生产线，以保证产品质量，提高生产效率，同时避免了大量的工伤事故。全球诸多国家近半个世纪的工业机器人的使用实践表明，工业机器人的普及是实现自动化生产，提高社会生产效率，
12、推动企业和社会生产力发展的有效手段2。1.3 分拣系统国内外发展现状和趋势自动分拣装置是按照预先设定的计算机指令对物品进行分拣，并将分检出的物品送达指定位置的机械。随着激光扫描、条码及计算机控制技术的发展，自动分拣机在物流中的使用日益普遍。在邮政部门自动信函分拣机及自动包裹分拣机已经使用多年。自动分拣系统目前在国外同行业技术比较成熟，但建设成本和维护成本较高而且维护难度大。而国内同行业对物流配送中心的建设也在摸索过程中，都不够成熟；国内的应用水平，只有在邮政物流系统中应用较好，而其他行业并不理想。因此对其他物流系统的研究及其设备开发，都是有重要意义的。这样不仅节约了企业人力资源，而且在铁路列车
13、的行包处理、食品工业、造纸业、化工业、机械制造、超市配送中心配送、出版业等各行各业中都广泛使用。在物流行业飞速发展的今天，自动分拣设备占有非常重要的地位。长期以来国内分拣技术较为落后，一定程度上影响了我国物流业的发展，急需大量引进一种高速而有效的分拣设备，推块式分拣机正好符合此要求。在高度发达的国家，物流量非常大，其中大量的物品需要经过分拣才能分配到各个用户，因此欧美各国和日本采用了大量的各种类型的分拣系统来完成分拣这一繁琐而又枯燥的工作。特别是第二次世界大战以后分家技术发展很快，分拣系统规模越来越大，分拣能力越来越高，应用范围越来越广，已经成为物流系统中的重要组成部分。分拣是指为进行运输、配
14、送，把很多货物按品种、不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣三大类。人工分拣基本上是靠人力搬运，把所需要的货物分门别类地送到指定的地点，或利用最简单的器具和手推车等，这种分拣方式劳动强度大，分拣效率最低。机械分拣是指以机械为主要运输手段，还要靠人力进行拣选，这种分拣方式用得最多的是运输机，有板条式输送机、传输带、辊道运输机等，也有的叫“输送机分拣”。这种方式是用设置在地面上的输送机传输货物，在各分拣位置配置作业人员，当看到标签、色标、编号等分拣标志时，边进行拣选，在放到手边的简易传送带或场地上。也有用“箱式托盘分拣”，即在箱式分拣中装入待
15、分拣的货物，用叉车的机械移动箱式托盘，用人力把货物分到分拣的位置，或再利用箱式托盘进行分配。使用较多的是在箱式托盘的下面装车轮的滚轮箱式托盘。这种分拣方式投资不多，可以减轻劳动强度，提高分拣效率。自动分拣是指货物从进入分拣系统到指定的分拣位置为至，都是按照人们的预先设置的指令来完成的。这种装置是由接收分拣指令信息的控制部分、计算机网络部分、搬运部分、分拣部分、缓冲站等构成。所以，除了用终端的键盘、鼠标或其他方式向控制部分输入作业需要信息的作业外，由于全部采用的是自动控制方式进行作业，因此分拣处理能力较大，分拣分类数量也较大。从分拣技术水平上说，欧美各国发展最早，技术比较成熟，目前处于世界领先地位。日本则在第二次世界大战后发展很快，到1985年自动分拣机总量达366套，号称世界上拥有自动分拣机最多的国家，从1970-1985年有338台自动分拣机投入运行，其中58.32%用于储运业，17.15%用于销售业。日本一位物流专家认为，在用户需求表现为多品种小批量的时代，物流技术的三大措施是自动分拣机。自动化仓库和无人自动牵引车。自动化仓库是基本成熟的产品，无人自动牵引车是发展中产品，自动分拣机是接近成熟的产品。我国自动分拣技术起步较晚，目前已
