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1、Evaluation Warning: The document was created with Spire.Doc for .NET.编码20166-JXXSJ专业代码码0802202-2011本科毕业业设计上下料冲冲压机械械手的设设计学 院机械工程程学院专 业机械设计计制造及及其自动动化学 号4112202006233学生姓名名庄申指导教师师周清泉/袁永超超提交日期期20166年5月4日诚信承 诺 书本人郑重重承诺和和声明:我承诺在在毕业论论文撰写写过程中中遵守学学校有关关规定,恪守学学术规范范,此毕业业论文(设计)中均系系本人在在指导教教师指导导下独立立完成,没有剽剽窃、抄抄袭他人人的
2、学术术观点、思思想和成成果,没有篡篡改研究究数据,凡涉及及其他作作者的观观点和材材料,均作了了注释,如有违违规行为为发生,我愿承承担一切切责任,接受学学校的处处理,并承担担相应的的法律责责任。毕业论文文（设计计）作者者签名： 年月日摘要上下料冲冲压机械械手是根根据实际际冲压生生产过程程中的特特点，专专门为提提高生产产效率，解解放人力力等而研研制的一一种自动动化机械械设备。本本文在查查阅了有有关机械械手方面面的资料料之后，简简单介绍绍了其作作用、组组成和分分类。根根据课题题要求对对机械手手进行了了总体方方案设计计，确定定了机械械手的坐坐标型式式、运动动自由度度以及机机械手的的技术参参数。根根据对
3、机机械手手手部、腕腕部、手手臂以及及机身等等结构的的设计计计算得出出数据，并并且通过过三维软软件sollidwworkks绘制出出产品模模型，最最后对机机械手的的结构进进行完善善。同时时，绘制制了机械械手气压压系统工工作原理理图，选选取了合合适的零零部件；利用PLC对机械械手进行行控制，选选取了合合适的PLC型号；根据机机械手的的工作流流程制定定了可编编程序控控制器的的控制方方案，画画出了的的机械手手的操作作流程图图。关键词：机械手手；参数数设计；软件模模拟；PLC方案控控制IABSTTRACCTUp-ddownn maaterriall chharaacteerissticcs iin tt
4、he proocesss oof sstammpinng mmaniipullatoor iis bbaseed oon tthe acttuall prroduuctiion, sppeciiallly iin oordeer tto iimprrovee thhe pprodducttionn effficcienncy, huumann liiberratiion andd soo onn annd ddeveelopped an auttomaatedd maachiinerry aand equuipmmentt. BBaseed oon tthe seaarchh affterr
5、reeadiing infformmatiion aboout mannipuulattor, siimplly iintrroduucess thhe ffuncctioon, commpossitiion andd cllasssifiicattionn. OOverralll deesiggn oof mmaniipullatoor iin aaccoordaancee wiith thee reequiiremmentts oof pprojjectt, tto ddeteermiine thee cooorddinaatess off thhe mmaniipullatoor, de
6、ggreees oof ffreeedomm off moovemmentt annd ttechhniccal parrameeterrs oof tthe mannipuulattor. Acccorrdinng tto tthe mannipuulattor hannd, wriist, arrm, andd thhe ffuseelagge sstruuctuure dessignn annd ccalcculaatioon oof tthe obttainned datta, andd thhrouugh 3D sooftwwaree sooliddworrks to mapp th
7、he pprodductt moodell, aand finnallly tto iimprrovee thhe sstruuctuure of thee maanippulaatorr. AAt tthe samme ttimee, ddraww thhe mmaniipullatoor wworkkingg prrincciplle oof tthe pneeumaaticc syysteem ddiaggramm, sseleect thee appproopriiatee coompoonennts. Ussingg PLLC tto cconttroll thhe mmaniipu
8、llatoor, sellectted thee suuitaablee PLLC mmodeel; Acccorddingg too thhe wworkkingg prroceess of thee maanippulaatorr maade thee coontrrol schhemee off prrogrrammmablle cconttrolllerr, ddraww thhe ooperratiion floow ccharrt oof tthe mannipuulattor.Key Worrds： maanippulaatorr;Parrameeterr deesiggn;So
9、fftwaare simmulaatioon;PLCC prrogrram conntrool目 录1绪 论11.1 机械手手概述111.2 机械手手的组成成11.3 国内外外发展概概况31.4本本章小结结42 机机械手总总体设计计方案552.1 执行部部分的选选择52.2驱驱动部分分的选择择62.3控控制方案案的确定定62.4 机械手手的基本本形式选选择72.5 机械手手主要部部件及运运动72.6 机械手手的技术术参数882.7本本章小结结83 执执行机构构的设计计93.1 手腕部部分的设设计93.1.1手腕腕处轴承承的选择择93.1.2手腕腕驱动伺伺服电机机与减速速器的选选择93.1.3
10、传传动同步步带的选选择与相相应带轮轮的设计计103.1.4 手手腕部分分小结1113.2手手臂伸缩缩部分的的设计1123.2.1直线线导轨与与滑块的的选择1123.2.2传动动同步带带选择与与相应带带轮的设设计1553.2.3伺服服电机的的选择与与传动带带轮的设设计1553.2.4手臂臂伸缩部部分小结结163.3手手臂升降降部分的的设计1173.3.1滚珠珠丝杠的的选择1173.3.2伺服服电机的的选择1193.3.3光轴轴与直线线轴承的的选择2203.3.4手臂臂升降部部分小结结203.4手手臂旋转转部分的的设计213.4.1转盘盘轴承的的选择2213.4.2 伺服电电机的选选择以及及减速比
11、比的确定定213.4.3手臂旋转部分分小结2224气动系系统的设设计2334.1 气压系系统的工工作原理理图2334.2气气动系统统相关部部件的选选择2335机械手手控制系系统设计计245.1 机械手手的工艺艺过程245.2机机械手控控制系统统主要硬硬件的选选择2445.3PPLC控制伺伺服电机机范例2255.4 机械手手操作过过程简述述315.5本本章小结结32结 论论33致 谢谢34参 考 文 献35III1 绪论1绪 论机械手是是一种在在现代自自动化生生产过程程中具有有抓取和和移动工工件功能能的自动动化设备备，它是是一种在在机械化化、自动动化生产产过程中中发展起起来的新新型设备备1。机械
12、械手可以以代替员员工进行行一些危危险、枯枯燥的工工作，在在缓解工工人的劳劳动强度度的同时时提高工工厂生产产效率。随随着工业业自动化化发展，机机械手的的应用范范围越来来越广，不不仅可以以进行工工件的装装卸、搬搬运，甚甚至可以以装配一一些复杂杂机械的的零部件件。机械械手适应应于中、小小批量生生产，可可以省去去庞大的的工件输输送设备备，结构构紧凑，并并且在工工厂中的的适应性性很强2。目目前我国国的工业业机器人人技术与与其工程程应用的的水平和和国外相相比还有有一定的的差距，应应用规模模较小，产产业化水水平较低低，因为为机械手手的研究究和开发发能力直直接影响响到我国国工业自自动化的的生产水水平，所所以，
13、从从技术和和经济等等方面考考虑，研研究应用用工业机机械手都都是十分分必要的的。1.1 机械手手概述机械手是是一种按按照指定定的控制制程序，实实现自动动抓放、搬搬运工件件或者动动作的自自动化机机械设备备。机械械手在工工业生产产中一般般被叫做做“工业机机械手”或“工业机机器人”。在工工业生产产中应用用机械手手不但可可以提高高员工的的劳动生生产率，而而且可以以减少员员工的劳劳动出错错率。从从而达到到保质保保量，减减少工作作时间减减少工作作压力，实实现安全全生产的的目的。特特别在恶恶劣的生生产环境境（如高高温、高高压、低低温、低低压、粉粉尘、易易爆、有有毒气体体和放射射性等）中中，使用用机械手手可以完
14、完成一些些人类难难以适应应的工作作，并且且具有更更为深远远的意义义。最初的机机械手主主要是用用对来辅辅助某一一台或者者一类机机床，用用来完成成相应的的上下料料工作，它它的构造造相对简简单，专专用性较较强。随随着工业业自动化化技术的的发展，出出现了可可编程序序控制的的机械手手，由于于其可以以根据程程序的变变更而改改变动作作的流程程，通用用性较强强，所以以也被称称为通用用机械手手。由于于通用机机械手可可以很快快的改变变工作程程序，适适应性比比较强，所所以它在在不断变变换生产产品种的的中小批批量生产产中获得得广泛的的应用3。机械手集集现代各各种高新新技术（计计算机知知识、机机构原理理、控制制理论、信
15、信息和传传感技术术、仿生生学、人人工智能能等）于于一身，加加以其较较高的适适应行和和通用性性，被广广泛的研研究和制制造，形形成了一一个信息息水平高高、市场场活跃、应应用广泛泛的领域域。机械械手的创创新应用用程度，标标志着一一个国家家工业自自动化水水平。1.2 机械手手的组成成（一）机机械手的的组成图1.1 机械手的组成方框图控制系统驱动系统执行机构被抓取工件位置检测装置机械手主主要是由由执行机机构、驱驱动系统统、控制制系统以以及位置置检测装装置等组组成的。每每个系统统之间的的相互关关系如方方框图1.1所示。1) 执执行机构构执行机构构主要是是由手部部 、腕部部、臂部部和立柱柱等部件件组成，有有的执行行机构还还有行走走机构。(a) 手部所谓手部部，就是是与物件件相接触触的部分分。根据据其与物物件的不不同接触触方式，可可以分
