气动通用上下料机械手设计【三维SW】

三维装配图

摘要
机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。机械手可以代替人手的繁重劳动，显着减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作，采用机械手是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本次设计的主要任务是完成气动机械手总体的设计，本机主要包括手臂回转机构、手臂升降机构、手臂伸缩机构、末端执行器组成。本文首先确认设计方案，然后然后对整机关键部件进行设计计算，利用西门子S7-200PLC完成机械手控制系统设计。

关键词：机械手，控制系统，气动机械手，设计计算

Abstract

Manipulator is a kind of mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. The manipulator is to improve the product quality and labor productivity, realize the production process automation, improve labor condition, reduce the labor intensity of a kind of effective means. It is a part of imitating human upper extremity function, according to the reservation request artifacts or hold the tools to manipulate automation technology and equipment. Robots can replace human heavy labor, significantly reduce the labor intensity of workers, improve working conditions, improve labor productivity and production automation level. Often encountered in the industrial production of heavy workpiece handling and long-term, frequent, monotonous operation, the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature and deepwater, the universe, radioactive and other toxic, environmental pollution condition, more show its superiority, has a wide development future.
This graduation design is the main task of the complete pneumatic rotary arm manipulator overall design, this machine is mainly including arm slewing mechanism, the arm lifting mechanism, scaling mechanism, wrist of slewing mechanism and the end executor. This paper confirmed the design scheme and then the key components of the machine to carry on the design calculation, using the Siemens S7-200 PLC manipulator control system design.

Keywords: rotary arm manipulator, the control system, pneumatic manipulator, design and calculation

目录

摘要１
Abstract ２
第一章绪论５
1.1课题研究的意义５
1.2国内外工业机器人研究现状与发展趋势６
1.2.1国内工业机器人研究现状６
1.2.2国外工业机器人研究现状７
1.2.3工业机械手在冶金成型生产线的发展趋势８
1.3机械手的组成和分类９
1.3.1机械手的组成９
1.3.2机械手的分类１２
第二章气动机械手的总体设计方案１４
2.1执行部分的选择１４
2.2驱动部分的选择１５
2.3机械手的基本形式选择１６
2.4机械手的技术参数１６
第三章手部结构设计１８
3.1夹持式手部结构１８
3.1.1手指的形状和分类１８
3.1.2设计时考虑的问题１８
3.1.3手部夹紧气缸的设计１９
第四章底座结构设计２３
4.1回转的自由度２３
4.1.2回转气缸的驱动力矩计算２３
4.2.3底座回转缸的尺寸及其校核２３
第五章气动机械手三维造型的设计２６
5.1 Solidworks软件简介２６
5.2零件建模２８
5.2.1底座三维建模的形成２８
5.2.2一轴底板的三维建模形成２９
5.2.3其他零件的三维模型造型２９
5.3零件装配３０
5.4三维向二维的转换３２
第六章气动机械手PLC控制系统硬件设计３４
6.1 PLC概述及其系统组成３４
6.2控制系统的组成结构３８
6.3 PLCI/O点数的分配与选型３９
6.3.1点表分配３９
6.4系统电气控制接线图设计４０
第七章气动机械手PLC控制程序的设计４３
7.1机械手控制原理４３
7.2 PLC程序设计４４
7.2.1手动/自动选择程序４４
7.2.2复位程序４４
7.2.3到位显示程序４５
结论４６
参考文献４７
致谢４９

第一章绪论
1.1课题研究的意义
机械手是指用于再现人手功能的技术装置。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。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它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；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显着的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染

总装配图

大套管

电气原理图

气动手爪装配图

气动原理图

全部文件

底座封盖

摘要

一轴底托板

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