论数控机床上下料机械手设计

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1、沈阳理工大学毕业设计（论文）摘要通过对机械设计、制造及其自动化专业课程的学习，总结大学四年所学的知识，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，以及实际操作中的应用情况，设计了一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。重点针对机械手的手爪、手腕、手臂、腰座等各部分机械结构以及机械手控制系统（传动系统、驱动系统）进行了详细的设计。同时对其控制系统和液压系统进行了理论分析和设计计算。基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，设计达到了预期目标

2、。关键词：机械手，PLC，液压伺服定位，电液系统31沈阳理工大学毕业设计（论文）目录摘要1Abstract2目录21前言51.1选题背景61.2设计目的61.3发展现状和趋势62机械手各部件设计72.1机械手的总体设计72.1.1机械手总体结构的类型72.1.2具体设计方案82.2机械手手爪结构的设计82.2.1设计要求82.2.2驱动方式92.2.3典型结构92.3机械手手腕结构的设计102.3.1手腕结构的设计要求102.3.2具体设计方案112.4机械手手臂构的设计112.4.1手臂结构的设计要求112.4.2具体设计方案122.5机械手

3、腰座结构的设计122.5.1腰座结构的设计要求132.5.2具体设计方案1331沈阳理工大学毕业设计（论文）2.6机械手的机械传动机构的设计142.6.1传动机构设计应注意的问题142.6.2常用的传动机构形式142.6.3具体设计方案162.7机械手驱动系统的设计162.7.1常用驱动系统及其特点162.7.2具体设计方案172.8机械手手臂的平衡机构设计172.8.1平衡机构的形式183理论分析和设计计算193.1电机选型有关参数计算193.1.1有关参数的计算193.1.2电机型号的选择193.2液压传动系统设计计算203.2.1确定液压

4、系统基本方案203.2.2拟定液压执行元件运动控制回路203.2.3液压源系统的设计213.2.4确定液压系统的主要参数213.2.5选择液压元件224机械手控制系统的设计234.1系统硬件设计234.1.1操作面板布置234.1.2工艺过程与控制要求244.1.3作业流程2431沈阳理工大学毕业设计（论文）4.1.4控制器的选型264.1.5控制系统原理分析264.2系统软件设计274.2.1控制主程序流程图275结论28参考文献29致谢3031沈阳理工大学毕业设计（论文）1前言1.1选题背景由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工

5、作效率的提高迫在眉睫。单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。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

6、制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手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机械行业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具有重要意义。1.2设计目的目前，我国大多数工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，其劳动强度大、生产效率低，而且具有一定的危险性，已经满足不了生产自动化的发展趋势。为了提高工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代机械行业自动化生产的要求,针对具

7、体生产工艺,结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计用一台上下料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机床组合最终形成生产线，实现加工过程的自动化和无人化。31沈阳理工大学毕业设计（论文）1.3发展现状和趋势   目前，国内外各种机械手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：(1)．机械结构向模块化、可重构化发展。(2)．工业机械手控制系统向基于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，结构小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性，而且维修方便。(3)．机械手中的传感器

8、作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，还引进了视觉、听觉、接触觉传感器，使其向智能化方向发展。(4)．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式