基与PLC三自由度机械手控制系统的设计与实现(CAD图纸+说明书)

A0-三自由度机械手

按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。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，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度

摘要
本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。
本文对机械手进行总体方桉设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，设计了机械手的夹持式手部结构，设计了机械手的手腕结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩。设计了机械手的手臂结构。
设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。
利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方桉，画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。
关键词工业机器人，机械手，气动，可编程序控制器（PLC）

目录.............................................................1
文摘...............................................................3
Abstract...........................................................3
第一章绪论......................................................4
1.1机械手概述................................................4
1.2机械手的组成和分类..............................................4
1.2.1机械手的组成.............................................5
1.2.2机械手的分类……………………………………………..........6
1.3国内外发展状况.. ............................................7
1.4课题的提出及主要任务………………………………………………..8
1.4.1课题的提出……………………………………………..............8
1.4.2课题的主要任务……………………………………………......9
第二章机械手的设计方桉…………………………………………….........9
2.1机械手的座标型式与自由度……………………………………….....10
2.2机械手的手部结构方桉设计……………………………………….....11
2.3机械手的手腕结构方桉设计……………………………………….....13
2.4机械手的手臂结构方桉设计……………………………………….....14
2.5机械手的驱动方桉设计…………………………………………….....15
2.6机械手的控制方桉设计…………………………………………….....17
2.7机械手的主要参数………………………………………………….....18
2.8机械手的技术参数列表…………………………………………….....19
第三章手部结构设计……………………………………………....................20
3.1夹持式手部结构…………………………………………………….....21
3.1.1手指的形状和分类………………………………………….....22
3.1.2设计时考虑的几个问题…………………………………….....23
3.1.3手部夹紧气缸的设计……………………………………….....24
第四章手腕结构设计…………………………………………………............26
4.1手腕的自由度………………………………………………………....28
4.2手腕的驱动力矩的计算……………………………………………....29
4.2.1手腕转动时所需的驱动力矩…………………………………..29
4.2.2回转气缸的驱动力矩计算……………………………………..30
4.2.3回转气缸的驱动力矩计算校核………………………..............33
第五章手臂伸缩，升降，回转气缸的设计与校核………………………......33
5.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核…………………………………….....34
5.1.1尺寸设计……………………………………………...................35
5.1.2尺寸校核……………………………………………...................35
5 .1 .3导向装置……………………………………………...................36
5 .1 .4平衡装置……………………………………………..................37
5.2手臂升降部分尺寸设计与校核………………………………..................37
5.2.1尺寸设计……………………………………………..................37
5.2.2尺寸校核……………………………………………..................37
5.3手臂回转部分尺寸设计与校核……………………………………..........38
5.3.1尺寸设计……………………………………………..................39
5.3.2尺寸校核……………………………………………..................40
第六章气动系统设计…………………………………………….......................41
6.1气压传动系统工作原理图…………………………………………........42
6.2气压传动系统工作原理图的参数化绘制…………………………........43
第七章机械手的PLC控制设计…………………………………………….......44
7.1可编程序控制器的选择及工作过程………………………………........45
7.1.1可编程序控制器的选择………………………………………..46
7.1.2可编程序控制器的工作过程…………………………………..47
7.2可编程序控制器的使用步骤………………………………………........48
7.3机械手可编程序控制器控制方桉…………………………………........49
结论………………………………………………………………….....................50
致谢…………………………………………………………………………….....51
参考文献………………………………………………………………………….52

A1-手腕部装配图

A3-缸体

A3-回转轴

A3-联接体

A3-手指

A3-下缸盖

A3-旋转活塞

程序控制梯形图

机械手外部接线图

A0-底部旋转部装配体