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基于PLC的五轴教学机械手设计毕业论文 目 录 绪论 1 第一章 机械手的总体设计 3 1.1运动设计要求 3 1.2驱动系统的选择 3 1.3教学型五关节机械手机构简图 3 第二章 气动机械手的气缸设计 5 2.1基座及连杆的结构 5 2.1.1基座的结构 5 2.1.2大臂的结构 6 2.1.3小臂的结构 6 2.1.4手腕的结构 7 2.2机械手手部的设计 8 2.2.1根据课程选择手部类型 8 2.2.2手部的设计 8 2.3 机械手的驱动与转动 10 2.3.1手臂部分的传动方案 11 2.3.2手指驱动缸的设计和选定 14 第三章 机械手的控制系统设计 19 3.1 步进电机控制系统的设计 19 3.1.1PLC对步进电机的控制 19 3.1.2脉冲分配器的选择 20 3.1.3功率放大电路的设计 22 3.2 气动部分控制系统的设计 23 3.2.1气动系统的介绍 24 3.2.2气动系统的分类 25 3.2.3气动控制方式 25 3.2.4装置的技术要求 27 3.2.5控制方式的选择 27 3.2.6气动回路的设计 27 3.2.7传感器的选择 33 第四章 机械手PLC程序设计 37 4.1 PLC概述 37 4.2输入和输出点分配表 37 4.3 PLC软件程序 39 4.3.1 PLC 梯形图 39 4.3.2 PLC 语句表 43 4.3.3机械手控制面板 45 参考文献 46 绪论 一、机械手的研究现状 热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了实现高效率租工作安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。国内首先是用锻造操作机，装取料机械手来代替人工操作，减轻劳动强度。后来在精锻机上采用机械手，使精锻过程自动化，代替人工喂料。国外对锻造机械手的研制工作十分重视，如美国采用圆柱坐标式机械手在1300吨锻压机上锻造齿轮毛坯，瑞典采用unimate型机城手在压力机上锻造曲轴，采用Versatran型机械手生产大型轴承环，机械手在两台液压机间传送轴承环的坯料，联邦德国在一条模锻线上采用自动送料装置和操作机械手，能从炉子内取出毛坯，在粗杆、短行程模锻锤的三个模膛中进行锻造，然后取出。锻压机械手的手指部位必须采用耐热钢制造，相当于40CrNi2Mo的材料。同时用空气、水喷雾冷却。机械手外部装有防热护翠，内部通水冷却。机械手在铸造、熔炼方面的应用，国内已研制成功压铸机上下料机械手，仁下箱、合箱、浇注机械手，以及铸件表面清理机械手等。有些工厂还将机械手和造型机配合组成铸造生产自动线，彻底改变了铸造幸产的面貌。属外对电炉炼钢过程中采用机械手进行了大量的研究.由于强大电流的干扰，影响了机械手的采用，并由于熔渣和钢水难以区别，往往在浇注过程中容易液、渣不分，需研究带有特殊传感装置的机械手，才能实现浇注的机械化和自动化。 冷加工方面机械手主要用于柴抽机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进国内机械工业、铁路工业中首先在单机、专机上采用机械手上下料，减轻工人劳动强度。如在轴类、螺栓、气阀和螺撑帽坐等零件的加工机床上配置了机械手，代替人工上下料。在三通阀体、轴瓦、平斜铁、柴油机摇臂加工生产自动线上采用单臂、双臂圆柱式机械手，成为联接工序、运送工件的重要装备。并在连杆粗加工自动线上采用数控机械手，这样它不仅担负自动线上机床工件的装卸、运输，并能发出指令指挥全线工作。国外铁路工业中应用机械手以加工铁路车轴、轮对等大、中批量零部件。并和机床设备共同组成一个综合的数控加工系统。 拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮