立式精锻机自动上料机械手及其控制系统设计.docVIP

扬州市职业大学 毕业设计（论文） 设计（论文）题目：立式精锻机自动上料机械手 及其控制系统设计 系 别：机 械 工 程 系 专 业：机械制造与自动化 班 级 09机械（2）班 姓 名： 唐 国 军 学 号： 0901010224 指导老师： 南 丽 霞 完成时间： 12 年 05 月 目 录 摘 要 1 第一章 绪论 2 1.1 机械手的基本概念 2 1.2 机械手的分类及简史 2 1.2.1机械手的分类 3 1.2.2机械手的简史 4 1.3 机械手的应用简况 5 1.4 机械手的发展趋势 5 1.5 机械手的组成 6 1.5.1.执行机构 6 1.5.2.驱动机构 7 1.5.3.控制系统 8 1.6 应用机械手的意义 8 第二章 系统设计方案 10 2.1 机械手的设计参数 10 2.2 机械手的工艺流程 11 2.3 机械手的总体结构 11 2.4 机械手的工作过程 11 2.5 机械手的座标型式与自由度选择 13 2.6 机械手的手部结构方案设计 13 2.7 机械手的手腕结构方案设计 13 2.8 机械手的手臂结构方案设计 13 2.9 机械手的驱动方案设计 13 2.10 机械手的控制方案设计 13 第三章 机械手结构设计 14 3.1机械手手部设计计算 14 3.1.1手部设计要求 14 3.1.2拉紧装置设计 15 3.2腕部设计计算 16 3.2.1计算扭矩M1 17 3.2.2油缸（伸缩）及其配件的估算扭矩M2 17 3.2.3摆动缸的摩擦力矩M摩 17 3.3手臂伸缩机构设计 18 3.4机身和机座的设计计算 20 3.4.1电机的选择 20 3.4.2减速器的选择 21 3.4.3螺杆的设计与校核 22 第四章 机械手的液压系统设计 24 4.1 液压系统简介 24 4.1.1 液压系统的工作原理 24 4.1.2 液压传动的工作特性 24 4.1.3 液压系统的组成 24 4.1.4 液压系统的优、缺点 25 4.1.5 液压传动的主要缺点： 25 4.2自动上料机械手液压系统 26 4.2. 1．机械手的动作顺序 26 4.2.2．液压控制原理 26 4.3大臂升降油缸设计计算 30 4.3.1 工作载荷的计算 30 4.3.2主要尺寸的确定 30 4.4 液压缸主要部件的设计和材料选择 31 4.4.1 缸筒 31 4.4.2 活塞 32 4.4.3 缸盖及活塞杆导向套 32 4.5 液压缸的缓冲、排气与密封 32 第五章 机械手的PLC控制设计 33 5.1 PLC的简介 33 5.1.1PLC的基本组成 33 5.1.2 PLC的工作过程 36 5.2 可编程序控制器的选择及工作过程 38 5.2.1 可编程序控制器的选择 38 5.2.2 可编程序控制器的工作过程 38 5.3机械手控制系统设计 39 5.3.1 PLC控制系统设计 39 5.3.2 PLC程序设计 41 总结 51 参考文献 52 摘 要 本文介绍了立式精锻机自动上料机械手与其它设备的配置关系及工作过程，并对机械手的动作进行了分析，详细论述了机械手总体方案的设计，特别是对实现预期要求动作的各种方案进行了比较分析，进而得出最终方案。根据手臂的动作要求，采用圆柱坐标型机械手；机械手的自由度数为四个，它们是大臂的升降和回转运动，小臂的伸缩运动，手腕的回转运动；机械手手部结构采用两支点回转型；机械手驱动方式采用液压驱动。控制方式为点位程序控制。本次设计主要进行大臂升降及回转机构设计、手臂及伸缩结构设计、手部结构设计，并且对液压系统进行理论分析和比较。 关键词：双作用式油缸；点位控制；液压系统；结构设计 第一章 绪论 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。不论是传统产业，还是新兴产业，都离不开各种各样的机械装备，机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。 工业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。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。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各自的优点，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，在国民经济领域有着广阔的发展前景。 机械手是在机械化，自动化生产过程中