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1、 毕 业 设 计(论 文) 题 目 气动机械手设计 并列英文题目 Pneumatic Manipulator design 毕业设计(论文)原创性声明和使用授权说明原创性声明 本人郑重承诺:所呈交的毕业设计(论文),是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知,除文中特别加以标注和致谢的地方外,不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果,也不包含我为获得 及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体,均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作 者 签 名: 日 期: 指导教师签名: 日 期: 使用授权说明 本人完全了解 大学关于收集、
2、保存、使用毕业设计(论文)的规定,即:按照学校要求提交毕业设计(论文)的印刷本和电子版本;学校有权保存毕业设计(论文)的印刷本和电子版,并提供目录检索与阅览服务;学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文;在不以赢利为目的前提下,学校可以公布论文的部分或全部内容。作者签名: 日 期: 学位论文原创性声明 本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名:
3、 日期:年 月 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权 大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名:日期:年 月 日 导师签名:日期:年 月 日目录摘要2Abstract3前言4第一章 气动机械手发展简介51.1 机械手的概念51.2 气动机械手的简介61.2.1 气动技术61.2.2 气动机械手71.2.3 气动机械手的发展趋势9第二章 气动机器人的
4、设计102.1 机械手的设计方案102.1.1气动搬运机械手的结构102.1.2 气动搬运机械手的工作原理112.2 总体设计122.2.1 机器人各部分组成机构132.3 气动机械手的工作过程17第三章 系统硬件电路设计183.1 PLC的简介183.1.1 可编程控制器的概念18 3.1.2 PLC的应用领域 193.1.3 PLC的系统组成203.1.4 PLC的工作原理233.1.5 机器人的PLC控制24摘要 21世纪的工业发展,自动化程度要求越来越高,市场竞争激烈、人工成本上涨,以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式,不但占用空间也不容易更变生产线结构,加上需要人力
5、监督操作,更增加生产成本,原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度,提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品;充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制;充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点,采用标准化、模块化、系统化设计,配置灵活、组态方便。本设计就PLC在机械手控制上的应用作了详细阐述 关键词:plc 可编程控制器 机械手Abstract Along with sciences and technologys changing with each
6、 new day, the automaticity request is getting higher and higher, market competition intense, labor cost rise, formerly the manual control the transporting and the stationary conveyor belt tradition thing mode of transport primarily, not only takes the space not to be easy to change the production li
7、ne structure, in addition needs the manpower monitor operation, increases the production cost, the original production feeds the installment not to be able to satisfy current highly automated by far the need. Reduces the labor intensity, the safeguard production reliability, the security, reduces th
8、e production cost, reduces the environmental pollution, to enhance the product the quality and the economic efficiency is the major issue which the enterprise produces must face. It integrates the automatic control technology, the Measurement Technique, the new sensor technology, the computer manage
9、ment technology in a bodys integration of machinery product; Carries on the centralism surveillance, the control supervisor fully using the computer technology to the production process and disperses the control; Has absorbed the dispersion-like control system and the common control systems merit fu
10、lly, uses the standardization, the modulation, the systematized design, the disposition is nimble, the configuration is convenient. This design on PLC, in the manipulator controlled on to serve as the detailed elaborationkey word: plc programmable controller manipulator前言 近20年来,气动技术的应用领域迅速拓宽,尤其是在各种自
11、动化生产线上得到广泛应用。电气可编程控制技术与气动技术相结合,使整个系统自动化程度更高,控制方式更灵活,性能更加可靠;气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展,对气动技术提出了更多更高的要求;微电子技术的引入,促进了电气比例伺服技术的发展,现代控制理论的发展,使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制,控制精度不断提高;由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点,国内外都在大力开发研究。 从各国的行业统计资料来看,近30多年来,气动行业发展很快。20世纪70年代,液压与气动元件的产值比约为9:1,而30多年后的今天,在工业技术发达的欧美、日本等国家,该比例已达到6:4,甚至接近5
12、:5。我国的气动行业起步较晚,但发展较快。从20世纪80年代中期开始,气动元件产值的年递增率达20%以上,高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用,气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。气动机械手发展简介 机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。1.1 机械手的概念 我国国家标准GB/T12643?90对机械手的定义:
13、“具有和人手臂相似的动作功能,可在空间抓放物体,或进行其它操作的机械装置。” 机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。专用机械手:它作为整机的附属部分,动作简单,工作对象单一,具有固定有时可调程序,使用大批量的自动生产。如自动生产线上的上料机械手,自动换刀机械手,装配焊接机械手等装置。通用机械手:它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。它的工作范围大,定位精度高,通用性强,广泛应用于柔性自动线。 机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。机械手扩大了人的手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高
14、热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调的重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。目前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。机械手与数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统FMS 和计算机集成制造系统CIMS ,实现生产自动化。随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,机械手的应用领域日益扩大。1.2 气动机械手的简介1.2.1 气动技术 气动技术?这个被誉为工业自动化之“肌肉”的传动与控制技术,在加工制造业领域越来越受到人们的重视,并获得了广泛应用。目前,伴随着微电子技术、通信技术和自动化控制技术的迅猛发展,气动技术也不断
15、创新,以工程实际应用为目标,得到了前所未有的发展。气动技术Pneumatics是以压缩空气为介质来传动和控制机械的一门专业技术。“Pneumatics”一词起源于希腊文的“Pneuma”,其原义为“呼吸”,后来才一演变成“气动技术”。 气动技术因具有节能、无污染、高效、低成本、安全可靠、结构简单,以及防火、防爆、抗电磁干扰、抗幅射等优点广泛应用于汽车制造、电子、工业机械、食品等工业产业中。随着新材料、新技术、新工艺的开发和应用,气动技术己经突破传统的设计、制造理念,正在IC/LCD、微电子、生物制药、医疗机械等高技术领域扮演着重要角色。 随着生产自动化程度的不断提高,气动技术应用面迅速扩大,气动产品品种规格持续增多,性能、质量不断提高,市场销售产值稳步增长。在工业技术发达的欧美、日本等国家,气动元件产值已接近液压元件的产值,而且仍以较快的速度在发展。气动工业的高速增长,进一步刺激了气动技术的发展。气动技术正朝着精确化、高速化、小型化、复合化和集成化的方向发展。1.2.2 气动机械
