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1、摘 要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，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PLC控制的圆柱坐标形式数控机床上下料机械手。重点针对机械手的腰座、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，腰座结构的设计，机械手手臂结构的设计，机械手腕部的结构设计，
2、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。同时对液压系统进行了理论分析和计算。关键词： 机械手； PLC； 液压伺服定位； 电液系统； 数控机床ABSTRACTWith the popularization and development of industrial automation, control demand increased year by year, carrying manipulator application also gradually popular, mainly in the automotive, electronics,
3、machinery, food, medicine and other fields of production lines or cargo transport, can be better to save energy and improve the efficiency of transport equipment or products, in order to reduce other handling the limitation and inadequacy, meet the needs of modern economic developmentIntegrate the k
4、nowledge of the past four years of undergraduate course of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of the PLC control cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design a
5、bout base, arm, and 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 hydrau
6、lic pressure system.Keyways: Manipulator； PLC； Hydraulic servo control； Electrohydraulic system；Numerical control machine tools目 录1 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32 设计方案的论证32.1 机械手的总体设计32.1.1 机械手总体结构的类型32.1.2 设计具体采用方案42.1.3 机械手三维图总体分析52.2 机械手腰座结构的设计62.2.1 机械手腰座结构的设计要求62.2.2 设计具体采用方案72.
7、3 机械手手臂的结构设计82.3.1 机械手手臂的设计要求82.3.2 设计具体采用方案92.4 机械手腕部的结构设计102.4.1 机器人手腕结构的设计要求102.4.2 设计具体采用方案112.5 机械手末端执行器的结构设计112.5.1 机械手末端执行器的设计要求112.5.2 机器人夹持器的运动和驱动方式122.5.3 机器人夹持器的典型结构132.5.4 设计具体采用方案132.6 工业机器人常用的传动机构形式142.6.1 工业机器人传动机构设计应注意的问题172.6.2 设计具体采用方案182.7 机械手驱动系统的设计192.7.1 机器人各类驱动系统的特点192.7.2 工业机
8、器人驱动系统的选择原则192.7.4 机器人气动驱动系统212.7.5机器人电动驱动系统232.7.6 设计具体采用方案252.8 机器人手臂的平衡机构设计252.8.1 机器人平衡机构的形式262.8.2 设计具体采用的方案263 理论分析和设计计算273.1 液压传动系统设计计算273.1.1 确定液压系统基本方案273.1.2 拟定液压执行元件运动控制回路283.1.3 液压源系统的设计283.1.4 绘制液压系统图283.1.5 确定液压系统的主要参数293.1.6 计算和选择液压元件343.1.7 液压系统性能的验算363.2 电机选型有关参数计算363.2.1 有关参数的计算363
9、.2.2 电机型号的选择39总 结41参考文献42致 谢43 武汉纺织大学外经贸学院2013届毕业设计论文三维装配图 二维装配图机械手零件图合集（共9个非标准零件） 机械手液压系统图手抓结构图 腰座旋转部位结构图论文包括:任务书+开题报告+说明书+外文资料及中文翻译+CAD图+Proe图。以下内容仅为说明书。若需要所有资料，请加QQ：1210402212，售价50元。1 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，机器人的研制和生产已成为高技术领
10、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，有利于企业不断更新适销对路的品
11、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机械设计制造及其自动化专业大学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 国内
13、外研究现状和趋势目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下：A机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。B工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。C机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传
14、感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。D关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规划研究，控制系统开发； E焊接、搬运、装配、切割等作业的工业机器人产品的标准化、通用化、模块化、系列化研究；以及离线示教编程和系统动态仿真。总的来说，大体是两个方向：其一是机器人的智能化，多传感器、多控制器，先进的控制算法，复杂的机电控制系统；其二是与生产加工相联系，满足相对具体的任务的工业机器人，主要采用性价比高的模块，在满足工作要求的基础上，追求系统的经济、简洁、可靠，大量采用工业控制器，市场化、模块化的
15、元件。1.4 设计原则在设计之前，必须要有一个指导原则。这次毕业设计的设计原则是：以任务书所要求的具体设计要求为根本设计目标，充分考虑机械手工作的环境和工艺流程的具体要求。在满足工艺要求的基础上，尽可能的使结构简练，尽可能采用标准化、模块化的通用元配件，以降低成本，同时提高可靠性。本着科学经济和满足生产要求的设计原则，同时也考虑本次设计是毕业设计的特点，将大学期间所学的知识，如机械设计、机械原理、液压、气动、电气传动及控制、传感器、可编程控制器（PLC）、电子技术、自动控制、机械系统仿真等知识尽可能多的综合运用到设计中，使得经过本次设计对大学阶段的知识得到巩固和强化，同时也考虑个人能力水平和时间的客观实际，充分发挥个人能动性，脚踏实地，实事求是的做好本次设计。2 设计方案的论证2.1 机械手的总体设计2.1.1 机械手总体结构的类型工业机器人的结构形式主要有直角坐标结构，圆柱坐标结构，球坐标结构，关节型结构四种
