气动机械手机械结构设计.doc

摘要
伴随着机电一体化在各个领域的应用,机械设备的自动控制成分显得越来越重要,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识:它能部分地代替人工操作;能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件,显著地提高劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。本设计采用三菱Q系列PLC作为控制机对工业机械手进行控制及监控。
关键词:可编程控制器PLC; 机械手; 气动

目录
摘要........................................................2
第一章绪论 4
气动机械手概述 4
机械手的组成和分类 4
4
4
5
第二章机械手的设计方案 5
5
机械手的手部结构方案设计 5
机械手的手腕结构方案设计 5
机械手的手臂结构方案设计 5
机械手的驱动方案设计 5
机械手的控制方案设计 6
第三章气动系统设计 6
气压传动系统工作原理图 6
第四章机械手的PLC控制设计 7
8
PLC的结构,种类和分类 8
接近开关传感器 9
9
行程开关的介绍 9
行程开关的概念 9
行程开关的作用及原理 10
10
回路的设计 10
系统输入/输出分布表 11
11
步进电机的运行控制 12
各模块的程序设计 13
第五章结论 23
致谢 24
参考文献 25
第一章绪论
气动机械手概述
气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。.机械手是模仿着人手的部分动作,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”。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。。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强,所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
机械手的组成和分类

机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。

工业机械手的种类很多,关于分类的问题,目前在国内尚无统一的分类标准,在此暂按驱动方式分类。
(一)按驱动方式分
1、液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。
2、气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。
3、机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。
4、电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手。

由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以,气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工,食品和**的包装、精密仪器和军事工业等。
第二章机械手的设计方案

按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况,其坐标型式可分为直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动,因此,采用圆柱坐标型式。相应