搬運機械手畢業(yè)設計答辯

姓名：宋揚

專業(yè)：機械設計制造及其自動化指導老師：王義文設計時間：2012.4.1——2012.6.20PLC控制的生產(chǎn)線上

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

本次設計的搬運機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計

伸縮缸可以使搬運機械手伸長或者縮短，其結(jié)構(gòu)如下所示：1.2伸縮液壓缸設計1.3升降液壓缸設計

升降缸可以使搬運機械手上升或者下降，其結(jié)構(gòu)如下所示：1.4旋轉(zhuǎn)液壓缸設計

本機械手采用齒條液壓缸，它由兩個活塞和一套齒條齒輪傳動裝置組成。它將活塞的移動通過傳動機構(gòu)轉(zhuǎn)換成齒輪的轉(zhuǎn)動，從而帶動整個機械手臂部的來回轉(zhuǎn)動。其結(jié)構(gòu)如下所示：1.5機械手整體機械結(jié)構(gòu)設計

機械手整體結(jié)構(gòu)如右圖所示3.1夾緊液壓缸液壓回路設計3.2伸縮液壓缸液壓回路設計3.3升降液壓缸液壓回路設計3.4旋轉(zhuǎn)（齒條）液壓缸液壓回路設計3.5機械手整個液壓系統(tǒng)設計3、搬運機械手液壓系統(tǒng)設計3.1夾緊液液壓缸缸液壓壓回路路設計計夾緊液液壓缸缸液壓壓回路路設計計如右右圖所所示：：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、該回回路采采用進進油路路節(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，從從而實實現(xiàn)手手爪夾夾緊或或放松松的動動作。。3.2伸縮液液壓缸缸液壓壓回路路設計計伸縮液液壓缸缸液壓壓回路路設計計如右右圖所所示：：原理分分析：：1、該液液壓回回路采采用進進油路路節(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，從從而實實現(xiàn)手手臂伸伸長或或縮短短的動動作。。3.3升降液液壓缸缸液壓壓回路路設計計升降降液液壓壓缸缸液液壓壓回回路路設設計計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進油油路路節(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，，從從而而實實現(xiàn)現(xiàn)手手臂臂上上升升或或下下降降的的動動作作。。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，，該該回回路路設設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設計計齒條條液液壓壓缸缸液液壓壓回回路路設設計計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進油油路路節(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，，從從而而實實現(xiàn)現(xiàn)手手臂臂手手臂臂順順時時針針旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)或或逆逆時時針針旋旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)的的動動作作。。3.5機械械手手整整個個液液壓壓系系統(tǒng)統(tǒng)設設計計4.1控制制要要求求分分析析4.2操作作面面板板設設計計4.3I/O點數(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設計計4.5PLC控制制程程序序設設計計4、搬搬運運機機械械手手控控制制系系統(tǒng)統(tǒng)設設計計4.1控制制要要求求分分析析（1）此此搬搬運運機機械械手手是是在在兩兩個個工工作作臺臺之之間間搬搬運運工工件件，，其其動動作作比比較較簡簡單單，，故故選選用用限限位位開開關關進進行行定定位位。。（2）此此機機械械手手應應用用于于自自動動生生產(chǎn)產(chǎn)線線上上，，因因此此，，它它應應該該能能夠夠按按照照控控制制程程序序自自動動運運行行,即具具有有自自動動運運行行模模式式。。（3）該該搬搬運運機機械械手手也也具具有有手手動動運運行行模模式式，，通通過過手手動動操操作作，，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關的的位位置置，，從從而而改改變變搬搬運運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操作作面面板板設設計計通過過對對機機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設計計如如下下：：4.3I/O點數(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個輸輸入入點點，，11個輸輸出出點點。。（2）由由于于此此搬搬運運機機械械手手輸輸入入點點數(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外部接線圖設設計4.5PLC控制程序設計計通過分析控制制要求，應該該設計機械手手復位程序、、手動運行程程序和自動運運行程序。搬運機械手在在暫停或者等等待指令時，，液壓系統(tǒng)的的液壓泵一般般要處于卸荷荷狀態(tài)，因此，還要設計控制制液壓泵卸荷荷與否的程序序，對液壓泵泵進行控制。4.5.1程序總體方案案設計程序總體方案案4.5.2液壓泵卸荷與與否控制程序序設計01000～01005為輸出繼電器器，21002～21006為手爪夾緊或放放松過程中設設置的輔助繼繼電器。4.5.3復位程序設計計4.5.3復位程序設計計復位過程動畫畫仿真4.5.4手動程序設計計4.5.5自動程序設計計自動運行流程程圖自動運行動畫畫仿真4.5.5自動程序設計計結(jié)論搬運機械手可可以代替人工在高高溫和危險的的作業(yè)區(qū)進行行單調(diào)持久的的作業(yè)，實現(xiàn)一些人人工不可能完完成的工作，，降低了勞動動強度，改善善了勞動環(huán)境境，提高了生生