搬運(yùn)機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)答辯

姓名：宋揚(yáng)

專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化指導(dǎo)老師：王義文設(shè)計(jì)時(shí)間：2012.4.1——2012.6.20PLC控制的生產(chǎn)線上

搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)目錄1、搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3、搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)4、搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(1)該機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)型，具有三個(gè)自由度，即手臂的伸長、縮短和整體旋轉(zhuǎn)。(2)采用液壓驅(qū)動(dòng)，其具有體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動(dòng)平穩(wěn)、操作簡單、安全、經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)且液壓元件能夠自行潤滑等一系列優(yōu)點(diǎn)。(3)在控制方式選擇上，由于其功能只是在兩個(gè)工作臺之間搬移工件，運(yùn)動(dòng)簡單，控制要求不高，因此，采用點(diǎn)位控制方式。1、搬運(yùn)機(jī)械手總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2、搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)2.1手爪及夾緊液壓缸設(shè)計(jì)2.2伸縮液壓缸設(shè)計(jì)2.3升降液壓缸設(shè)計(jì)2.4旋轉(zhuǎn)液壓缸設(shè)計(jì)2.5機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手手爪采用滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)，夾緊缸采用單作用彈簧復(fù)位式結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)如下所示：1.1手爪及夾緊液壓缸設(shè)計(jì)

伸縮缸可以使搬運(yùn)機(jī)械手伸長或者縮短，其結(jié)構(gòu)如下所示：1.2伸縮液壓缸設(shè)計(jì)1.3升降液壓缸設(shè)計(jì)

升降缸可以使搬運(yùn)機(jī)械手上升或者下降，其結(jié)構(gòu)如下所示：1.4旋轉(zhuǎn)液壓缸設(shè)計(jì)

本機(jī)械手采用齒條液壓缸，它由兩個(gè)活塞和一套齒條齒輪傳動(dòng)裝置組成。它將活塞的移動(dòng)通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)換成齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)整個(gè)機(jī)械手臂部的來回轉(zhuǎn)動(dòng)。其結(jié)構(gòu)如下所示：1.5機(jī)械手整體機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

機(jī)械手整體結(jié)構(gòu)如右圖所示3.1夾緊液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.2伸縮液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.3升降液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.4旋轉(zhuǎn)（齒條）液壓缸液壓回路設(shè)計(jì)3.5機(jī)械手整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3、搬運(yùn)機(jī)械手液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)3.1夾緊液液壓缸缸液壓壓回路路設(shè)計(jì)計(jì)夾緊液液壓缸缸液壓壓回路路設(shè)計(jì)計(jì)如右右圖所所示：：原理分分析：：1、該液液壓回回路采采用液液控單單向閥閥保壓壓和鎖鎖緊，，以保保證夾夾緊缸缸夾持持工作作的可可靠性性。2、該回回路采采用進(jìn)進(jìn)油路路節(jié)流流閥調(diào)調(diào)速。。3、該回回路采采用兩兩位三三通電電磁換換向閥閥換向向，從從而實(shí)實(shí)現(xiàn)手手爪夾夾緊或或放松松的動(dòng)動(dòng)作。。3.2伸縮液液壓缸缸液壓壓回路路設(shè)計(jì)計(jì)伸縮液液壓缸缸液壓壓回路路設(shè)計(jì)計(jì)如右右圖所所示：：原理分分析：：1、該液液壓回回路采采用進(jìn)進(jìn)油路路節(jié)流流閥調(diào)調(diào)速。。2、該回回路采采用三三位四四通電電磁換換向閥閥換向向，從從而實(shí)實(shí)現(xiàn)手手臂伸伸長或或縮短短的動(dòng)動(dòng)作。。3.3升降液液壓缸缸液壓壓回路路設(shè)計(jì)計(jì)升降降液液壓壓缸缸液液壓壓回回路路設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)如如右右圖圖所所示示：：原理理分分析析：：1、該該液液壓壓回回路路采采用用進(jìn)進(jìn)油油路路節(jié)節(jié)流流閥閥調(diào)調(diào)速速。。2、該該回回路路采采用用三三位位四四通通電電磁磁換換向向閥閥換換向向，，從從而而實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)手手臂臂上上升升或或下下降降的的動(dòng)動(dòng)作作。。3、為為防防止止升升降降液液壓壓缸缸因因自自重重自自由由下下滑滑，，該該回回路路設(shè)設(shè)置置了了單單向向順順序序閥閥來來平平衡衡。。3.4旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)（（齒齒條條））液液壓壓缸缸液液壓壓回回路路設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)齒條條液液壓壓缸缸液液壓壓回回路路設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)如如右右圖圖所所示示：：原理理分分析析：：1、該該液液壓壓回回路路采采用用進(jìn)進(jìn)油油路路節(jié)節(jié)流流閥閥調(diào)調(diào)速速。。2、該該回回路路采采用用三三位位四四通通電電磁磁換換向向閥閥換換向向，，從從而而實(shí)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)手手臂臂手手臂臂順順時(shí)時(shí)針針旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或或逆逆時(shí)時(shí)針針旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的動(dòng)動(dòng)作作。。3.5機(jī)械械手手整整個(gè)個(gè)液液壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4.1控制制要要求求分分析析4.2操作作面面板板設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4.3I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)確確定定及及PLC選型型4.4PLC外部部接接線線圖圖設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4.5PLC控制制程程序序設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4、搬搬運(yùn)運(yùn)機(jī)機(jī)械械手手控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)4.1控制制要要求求分分析析（1）此此搬搬運(yùn)運(yùn)機(jī)機(jī)械械手手是是在在兩兩個(gè)個(gè)工工作作臺臺之之間間搬搬運(yùn)運(yùn)工工件件，，其其動(dòng)動(dòng)作作比比較較簡簡單單，，故故選選用用限限位位開開關(guān)關(guān)進(jìn)進(jìn)行行定定位位。。（2）此此機(jī)機(jī)械械手手應(yīng)應(yīng)用用于于自自動(dòng)動(dòng)生生產(chǎn)產(chǎn)線線上上，，因因此此，，它它應(yīng)應(yīng)該該能能夠夠按按照照控控制制程程序序自自動(dòng)動(dòng)運(yùn)運(yùn)行行,即具具有有自自動(dòng)動(dòng)運(yùn)運(yùn)行行模模式式。。（3）該該搬搬運(yùn)運(yùn)機(jī)機(jī)械械手手也也具具有有手手動(dòng)動(dòng)運(yùn)運(yùn)行行模模式式，，通通過過手手動(dòng)動(dòng)操操作作，，可可以以按按照照要要求求更更改改各各限限位位開開關(guān)關(guān)的的位位置置，，從從而而改改變變搬搬運(yùn)運(yùn)工工作作的的起起始始位位置置和和終終止止位位置置，，使使其其具具有有一一定定的的靈靈活活性性。。4.2操作作面面板板設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)通過過對對機(jī)機(jī)械械手手控控制制要要求求分分析析，，其其控控制制面面板板設(shè)設(shè)計(jì)計(jì)如如下下：：4.3I/O點(diǎn)數(shù)數(shù)確確定定及及PLC選型型（1）根根據(jù)據(jù)控控制制要要求求，，需需要要18個(gè)輸輸入入點(diǎn)點(diǎn)，，11個(gè)輸輸出出點(diǎn)點(diǎn)。。（2）由由于于此此搬搬運(yùn)運(yùn)機(jī)機(jī)械械手手輸輸入入點(diǎn)點(diǎn)數(shù)數(shù)不不多多，，性性能能要要求求不不高高，，因因此此選選用用歐歐姆姆龍龍的的CPM2A-40CDR-A小型可編程控控制器，即可可滿足要求。。4.4PLC外部接線圖設(shè)設(shè)計(jì)4.5PLC控制程序設(shè)計(jì)計(jì)通過分析控制制要求，應(yīng)該該設(shè)計(jì)機(jī)械手手復(fù)位程序、、手動(dòng)運(yùn)行程程序和自動(dòng)運(yùn)運(yùn)行程序。搬運(yùn)機(jī)械手在在暫?；蛘叩鹊却噶顣r(shí)，，液壓系統(tǒng)的的液壓泵一般般要處于卸荷荷狀態(tài)，因此，還要設(shè)計(jì)控制制液壓泵卸荷荷與否的程序序，對液壓泵泵進(jìn)行控制。4.5.1程序總體方案案設(shè)計(jì)程序總體方案案4.5.2液壓泵卸荷與與否控制程序序設(shè)計(jì)01000～01005為輸出繼電器器，21002～21006為手爪夾緊或放放松過程中設(shè)設(shè)置的輔助繼繼電器。4.5.3復(fù)位程序設(shè)計(jì)計(jì)4.5.3復(fù)位程序設(shè)計(jì)計(jì)復(fù)位過程動(dòng)畫畫仿真4.5.4手動(dòng)程序設(shè)計(jì)計(jì)4.5.5自動(dòng)程序設(shè)計(jì)計(jì)自動(dòng)運(yùn)行流程程圖自動(dòng)運(yùn)行動(dòng)畫畫仿真4.5.5自動(dòng)程序設(shè)計(jì)計(jì)結(jié)論搬運(yùn)機(jī)械手可可以代替人工在高高溫和危險(xiǎn)的的作業(yè)區(qū)進(jìn)行行單調(diào)持久的的作業(yè)，實(shí)現(xiàn)一些人人工不可能完完成的工作，，降低了勞動(dòng)動(dòng)強(qiáng)度，改善善了勞動(dòng)環(huán)境境，提高了生生