2023年基于PLC的自动机械手设计.doc

1基于PLC的气动机械手设计 摘 要 机械手是能够模仿人手动作，并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓〔吸〕 取、搬运工件或工具或进行操作的自动化装置，它能局部的代替人的手工劳 动。较高级型式的机械手，还能模拟人的手臂动作，完成较复杂的作业。在 机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大地改善了工人的劳动条件， 显著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。在我国， 工业机械手近年来有较快的开展，投入了大量的人力物力加以研究和应用， 并且很好的效果。本课题主要研究的问题是"近距离自动移动式机械手臂设计 --气压驱动式"。设计包括两大方面，其中之一是自动行走局部，另一局部为 手臂的运转。采用同一驱动能源--气泵。行走局部可以采用气压马达带动两 轮转动。气压泵固定在某处，用一根软管将泵与马达相连，马达安装在行走 装置中。运动手臂的直线运动用气缸来实现，旋转运动用气压马达来实现。 行走的时候手臂不动，手臂运动的时候，行走局部停止运动。 关键词 机械手，气压驱动，自动移动，气泵 2THE DESIGN OF MECHANIC ARM MOVING AUTOMATICLY IN CLOSE RANGE---THE DRIVE OF ATMOSPHERIC PRESSURE ABSTRACT Manipulator is to be able to imitate manpower movement, and according to set program, locus and requirement substitute manpower to grab (inhale), take things or tool or the automation installation that operated， it can be partial to replace the handwork labor of person. The manipulator of higher level type can still imitate the arm movement of person，completes more complex work. In mechanical manufacturing industry, manipulator has been applied extensively，so improved the labor condition of worker greatly, raising labor productivity notably, quickly realize the step of industrial production mechanization and automation. In our country, industrial manipulator has more rapid development in recent years, have put in plenty of manpower material resources to study and apply，and get very good effect. The problem of this program major research is "the design of manipulator arm moving automatically in close range -- the drive of atmospheric pressure ". Design includes two big aspects, one is pushcart move part,the other is the operation of arm. They both With same drive energy -- air pump. Walk part can drive two wheels to turn with the motor of atmospheric pressure. The pump of atmospheric pressure fixed in certain place, use a flexible tube linked the pump and motor, motor installation in walk part. The movement of arm in straight line realizes with cylinder, revolving movement realizes with the motor of atmospheric pressure. Walking arm do not move, when the arm moving, walk part stop sport. KEY WORDS manipulator, the drive of atmospheric pressure, automatic 3movable , air pump 4目 录 中英文 .....................................................................1 前言〔或绪论〕............................................................... 5 第一章 机械手............................................................... 6 1. 1机械手及其组成.........................................................6 1. 2机械手的分类............................................................7 1. 3应用机械手的意义......................................................7 1. 4机械手的开展概况......................................................8 第二章 机械手的设计......................................................11 2. 1机械手设计的总体方案............................................. 11 3. 2机器人的规格参数................................................... 11 4. 3气动机械手关节结构设计.......................................... 12 第三章 气动机械手关节结构参数设计.................................19 5. 1设计手臂结构应注意的问题....................................... 19 6. 2肩关节结构参数设计................................................ 20 7. 3肘关节结构参数设计................................................ 25 8. 4腕关节结构参数设计................................................ 30 第四章 气动机械臂的PLC控制.......................................31 9. 1PLC简介..................................................................31 10. 2机械臂的PLC控制................................................... 34 结论 ...........................................................................41 致谢 ...........................................................................42 参考文献..................................................................... 43 前 言 11. 随着我国工业生产的飞跃开展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装 卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自 动化，已愈来愈引起人们的重视。 机械手是在机械化、自动化生产过程中开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 为高技术领域内迅速开展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的开展， 使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手是模仿着人手的局部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓 取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为"工业机 械手"。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳 动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手 已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，生产中应用机械手可 以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、 实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和 放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。 本文介绍的PLC是可编程序控制器〔Programmable Logic Controller〕 的简称，是在继电顺序控制根底上开展起来的以微处理器为核心的通用的工 业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛开展，PLC的功能也 越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC〔PROGRAMMABLE CONTROLLER〕，但是为了不和PERSONAL COMPUTER混淆，仍习惯称为PLC。目 前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的开展，并且现今已出现 SOFTPLC，更是PLC领域无限的开展前景。本文将通过对PLC控制机械手的系 统设计使读者更进一步的认识PLC技术。 6第一章 机械手 1.1