毕业设计气动通用上下料机械手的设计
机械手的设计----通用气动上下料机械手OMRON概论
机械手的设计本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。
1.4.2课题的主要任务本课题将要完成的主要任务如下:(1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面更广.(2)选取机械手的座标型式和自由度(3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。
为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，既可以用夹持式手指来抓取棒料工件，又可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。
(4)气压传动系统的设计本课题将设计出机械手的气压传动系统，包括气动元器件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图。
(6)机械手的控制系统的设计本机械手拟采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC程序，并画出梯形图。
第二章机械手的设计方案对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾一放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。
设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，动强度大和操作单调频繁的生产场合。
它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。
2.1机械手的座标型式与自由度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。
毕业设计（论文）-通用上下料机械手结构设计（全套图纸）
目录1 绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的组成和分类 (2)1.2.1 机械手的组成 (2)1.2.2 机械手的分类 (4)1.3国内外发展状况 (6)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)2 机械手的设计方案 (10)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案设计 (10)2.3机械手的手腕结构方案设计 (10)2.4机械手的手臂结构方案设计 (10)2.5机械手的驱动方案设计 (11)2.6机械手的控制方案设计 (11)2.7机械手的主要参数 (11)2.8机械手的技术参数列表 (11)3 手部结构设计 (14)3.1夹持式手部结构 (14)3.1.1 手指的形状和分类 (14)3.1.2 设计时考虑的几个问题 (14)3.1.3 手部夹紧气缸的设计 (15)3.2气流负压式吸盘 (18)4 手腕结构设计 (21)4.1手腕的自由度 (21)4.2手腕的驱动力矩的计算 (21)4.2.1 手腕转动时所需的驱动力矩 (21)5 手臂结构设计 (25)5.1手臂伸缩与手腕回转部分 (25)5.1.1 结构设计 (25)5.1.2 导向装置 (26)5.1.3 手臂伸缩驱动力的计 (26)5.2手臂升降和回转部分 (27)5.2.1 结构设计 (27)5.3手臂伸缩气缸的设计 (28)5.4手臂伸缩、升降用液压缓冲器 (31)5.5手臂回转用液压缓冲器 (32)第6章控制系统设计 (33)6.1控制系统硬件设计 (33)6.2 PLC梯形图中的编程元件 (33)6.3 PLC的I/O分配 (34)6.4 机械手控制系统的外部接线图 (35)6.5控制系统软件设计 (35)6.6公用程序 (36)6.7 自动操作程序 (37)5.8手动单步操作程序 (38)5.9 回原位程序 (38)6.10本章小结 (51)7 结论 (52)参考文献 (53)致谢 (55)全套图纸加1538937061 绪论1.1 机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
上下料机械手设计(结构设计)任务书 (22)
各阶段工作任务
起止日期
查阅资料，完成总体方案的设计，撰写开题报告。
3.5-3.18
完成液压控制系统和气动机械手装配图。
3.19-4.15
完成机械手的结构设计，主要参数确定。
4.16-5.10
完成机械手传动方式的论证和选择，机械手各结构的设计计算。
5.11-5.18
设计修改完善,完成论文终稿。
3、该机械手能抓取重物,机械手的双臂可同时升降并在水平面内一起作90°回转，升降动作；装在手臂前端的手，可作夹紧或松开工件的开闭动作；
主要任务及目标
1、完成上下料机械手的整体设计，包括:手部、手腕、手臂和机身等结构部件的设计。
2、用CAD完成机械手的总装配图,零件图。
[1]孙志礼,冷兴聚,魏延刚等.机械设计[M].沈阳：东北大学出版社,2016：19-25.
[2]刘朝儒,彭福荫,高政一.机械制图[M].北京：高等教育出版社,2016：25-30.
[3]李允文.工业机械手设计.机械工业出版社[M],2017. 88-97
[4]孙桓陈作模.机械原理[M].高等教育出版社,2016.145-151.
附件3
毕业论文（设计）任务书
学生姓名
指导教师姓名
论文（设计）题目
上下料机械手设计（结构设计）
下达任务日期
任务起止日期
主要研究内容及方法
1、是为普通车床而设计的一种自动上下料装置的机械手；
2、对机械手进行了总体方案的设计，确定坐标型式、自由度和机械手的技术参数,确定该机械手的手臂的回转机构和升降机构，及手部结构。
5.19-5.26
任务下达人签名
任务接收人
签名
教研室指导小组组长签名
气动机械手毕业设计
摘要本文设计了一种气压传动的机械手。
着重对机械手的力学特征和运动轨迹等进行了设计和计算，对主要零部件进行了强度校核。
(未完，待修改)第一章工业机器人简介1机械手发展史机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
它是机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
机械手首先是从美国开始研制的。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。
1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。
商名为Unimate（即万能自动）。
运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。
不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。
同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。
该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。
这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。
联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。
目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机械手正在加紧研制。
它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。
机床上下料机械手的毕业设计
机床上下料机械手的毕业设计毕业设计的主要目的是设计一个具有高效、安全、可靠的机床上下料机械手，能够满足工业生产中对于上下料操作的需求，提高生产效率和产品质量。
首先，设计要考虑机械手的结构和动力系统。
机械手的结构应该具有一定的刚性和稳定性，以保证在高速运动和负载条件下的运动精度和稳定性。
动力系统可以选择液压、气动或电动驱动方式，根据实际需求选择合适的驱动方式。
同时，也要考虑机械手的可重复定位精度和工作速度等指标的要求。
其次，设计要考虑机械手的控制系统。
控制系统一般由控制器、传感器和执行器等组成，可以选择PLC控制器或者控制卡进行控制。
传感器主要用于机械手的位置、力量和速度等参数的检测，以保证机械手的安全运行。
执行器则是实现机械手的运动控制和操作功能的关键部件。
另外，设计要考虑机械手的安全保护措施。
在机械手的设计中应该考虑到安全措施，如限位开关、急停开关和保护罩等，以确保操作人员的安全。
此外，设计要考虑机械手的编程和操作控制。
机械手的编程可以使用编程语言或者图形化编程工具进行，根据工厂的实际需求对机械手进行编程，实现自动化的上下料操作。
操作控制方面可以选择人机界面进行操作，使操作更加简便易行。
最后，需要对设计的机械手进行仿真和实验验证。
通过模拟仿真和实验验证，可以检验设计的机械手是否满足预期的要求，并进行相应的调整和改进。
综上所述，机床上下料机械手的毕业设计需要考虑到结构和动力系统、控制系统、安全保护措施、编程和操作控制等方面的考虑，同时还需要进行仿真和实验验证。
通过设计和实验验证，可以得到一个高效、安全、可靠的机床上下料机械手，提高生产效率和产品质量。
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计一、需求分析随着工业自动化水平的提高，自动上下料机械手在工业生产线上的作用越来越重要。
自动上下料机械手能够替代人工完成重复的上下料工作，提高生产效率和产品质量。
因此，设计一个具有自动上下料功能的机械手成为了当前毕业设计的热门课题之一二、系统结构设计在设计自动上下料机械手之前，需要先明确机械手的结构和工作原理。
1.结构设计2.工作原理机械手的工作原理主要分为三个步骤：识别物体位置、抓取物体、放置物体。
a.物体识别机械手需要通过视觉系统或传感器来识别需要上下料的物体位置。
视觉系统可以通过图像处理技术识别物体的形状、颜色和位置信息，传感器可以通过接触或非接触方式感知物体的位置。
b.抓取物体机械手通过夹爪对物体进行抓取。
夹爪可以采用机械夹持、气动夹持或电磁夹持等方式来完成抓取动作。
在抓取物体时需要注意夹爪的力度和抓取位置，以确保物体不会被损坏或滑落。
c.放置物体机械手将抓取的物体放置到目标位置。
在放置物体时同样需要注意放置位置和力度，以确保物体能够准确放置到目标位置。
三、技术选型在设计自动上下料机械手的过程中，需要选取合适的技术和材料。
1.机械结构机械结构可以采用金属、塑料或复合材料制作，具体选材要根据机械手的负荷和精度要求来决定。
2.夹爪夹爪可以根据具体应用选择合适的类型，例如并行夹爪、夹具夹爪或磁力夹爪等。
3.控制系统机械手的运动控制系统可以采用单片机、PLC或伺服电机控制等方式。
选择控制系统时需要考虑运动速度、精度和整体效率等因素。
四、系统实现在设计完机械手的结构和选型之后，需要进行系统的实现。
1.机械结构制作根据设计要求制作机械手的机械结构，包括机械臂、夹爪和固定装置等。
2.控制系统搭建根据选定的控制系统，搭建机械手的运动控制系统。
可以通过编程、电路连接和传感器安装等方式完成。
3.调试和测试完成机械手的组装后，进行调试和测试。
通过调试和测试可以发现和解决机械手运动、抓取和放置等环节出现的问题，并对系统进行优化和改进。
毕业论文通用上下料机器人控制系统设计
毕业论文通用上下料机器人控制系统设计目录摘要 (I)ABSTRACT (II)1 绪论 (1)1. 1本课题研究背景的意义 (1)1. 2国内外研究动态及发展趋势 (1)1. 3本文的主要工作 (2)2 机械手简介 (3)2. 1机械手的分类32. 2常见机械手分类43 控制方案 (9)3. 1系统控制器的选择93. 2PLC的基本知识103. 3 PLC、电机选型 (12)4 控制系统设计 (17)4. 1 硬件系统设计 (17)4. 2软件系统设计 (20)4. 2. 1 .................................................... 梯形图编语(LD-Ladder Diagram)204. 2. 2控制流程图 (21)4. 2. 3梯形图设计 (22)结束语 (34)致谢 (35)参考文献 (36)通用上下料机器人控制系统设计摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等。
本文介绍的机械手是由PLC输出控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给可编程控制器PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的通用上下料机械手可在空间内抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词：PLC可编程控制器；机械手GENERAL FEEDING ROBOT CONTROL SYSTEMDESIGNABSTRACTMan ipulator is a traditi onal in dustrial robot system task execut ing age ncy, is one of the key comp onents of the robo t The mecha ni cal structure of the man ipulator with ball screw, slider, such as mechanical parts; Has ac motor, frequency converter, sen sors, electrical and other electr onic devices This unit covers the programmable con trol tech no logy, positi on con trol tech no logy, test ing tech no logy, etc Man ipulator is in troduced in this paper by PLC output con trol man ipulator tran sverse and vertical shaft precision positioning, micro switch position signal to host programmable controller PLC; Position feedback signals from the proximity switch to the PLC host computer, through the control of manipulator gripper zhang, so as to realize the fun cti on of mani pulator moveme nt accurately This topic proposed the developme nt of general loading manipulator can catch put objects into space and flexible, can replace artificial to operate at high temperatures and dangerous areas, and can accord ing to the requireme nt of the cha nge and moveme nt of the workpiece process at any time cha nge the related parametersKEY WORDS PLC The programmable controller；manipulator1 绪论1.1 本课题研究背景的意义我国国家标准(GB/T 12643-90)对机械手的定义：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体，或进行其它操作的机械装置。
通用上下料气动机械手结构设计
通用上下料气动机械手结构设计1. 引言气动机械手的应用越来越广泛，特别是在现代自动化生产线上，经常需要进行物料的上下料操作。
对于那些需要频繁上下料的生产线来说，使用气动机械手可以极大地提高生产效率。
因此，对于气动机械手的结构设计和性能优化具有重要的意义。
本文将介绍一种通用的上下料气动机械手结构设计，并对设计方案进行详细讲解。
该设计方案具有较高的通用性和可靠性，适用于各种不同的生产线。
2. 设计方案2.1 总体结构该气动机械手主要由以下部分组成：•履带•手臂•爪子•气源系统其中，手臂和爪子通过两个关节连接，可以实现360度的旋转和上下运动。
同时，手臂和爪子的长度可以根据不同的生产线要求进行调整。
履带可以根据不同的生产线场地要求进行更换，以适应不同的地形。
2.2 手臂结构手臂结构由两个关节组成，可以分别实现水平方向和垂直方向的运动。
关节的设计采用了球面联轴器，可以实现较大的角度范围内的旋转。
在关节处采用了弹簧缓冲机构，可以减小机械手在运动过程中的震动和冲击。
手臂的材料选择采用了航空铝合金，具有较高的强度和轻量化的特点。
同时，在航空铝合金上采用了严格的表面处理和磨光，可以大大提高机械手的表面硬度和耐腐蚀性。
2.3 爪子结构爪子结构采用了气动夹爪，可以根据需要自由开合。
在夹爪内部采用了弹簧缓冲机构，可以减小夹爪在夹取物料时的冲击力，保证物料的安全性。
爪子材料采用了弹性优良的合金钢，可以大大提高夹爪的使用寿命。
2.4 气源系统气源系统主要由气源、调压器、滤波器、气管和控制阀组成。
气源和调压器的选型需要考虑机械手的使用场地和工作要求，以确定气源稳定性和调压器的性能指标。
滤波器的作用是过滤气源中的杂质和水分，从而保证气源的稳定性和纯度。
气管的材料选择需要考虑机械手的使用环境和工作场地，以确保气管的强度和耐腐蚀性。
控制阀的设计采用了电磁控制阀，可以对机械手的动作进行精确控制。
控制阀的选型需要考虑机械手的运动速度和精度，以确定控制阀的参数和性能。
毕业设计(论文)-PLC气动机械手设计
摘要为工业机械手研制一个技术性能优良的控制系统，对于提高工业机械手的整体技术性能来说具有十分重要的意义。
本论文正是针对这一课题，选择了可编程控制器(PLC)作为工业机械手的控制系统，这对提升工业机械手的整体技术性能起到了良好的作用。
本论文的控制对象是由三个搬运机械手组成的机械手群，每个机械手完成八个根本动作，三个机械手互相配合动作。
机械手由气缸驱动，气缸受电磁阀控制。
限位开关检测机械手是否到达固定位置。
可编程控制器(PLC)控制每个机械手的动作，实现机械手群的自动运行。
本论文可编程控制器(PLC)选用西门子〔SIEMENS〕公司S7–200系列的CPU224，并扩展了EM221数字量输入模块和EM222继电器输出模块。
机械手的开关量信号直接输入PLC，PLC通过中间继电器对电磁阀加以控制。
在软件上，设计了主程序和子程序。
主程序控制机械手群动作，子程序控制每个机械手动作。
本论文的重点放在PLC各硬件局部的设计和介绍、PLC梯形图的编写上。
在整体设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题〞的主导思想，对整个系统的设计工作做出了细致的阐述。
关键词：可编程控制器(PLC)；气动机械手；梯形图；CPU224；AbstractDevelops a technical performance fine control system for the industry manipulator, regarding enhances the industry manipulator's overall technical performance to have the extremely vital significance. The present paper is precisely in view of this topic, chose programmable logical controller (PLC) to take the industry manipulator's control system, this to promoted the industry manipulator's overall technical performance toplay the good role.The present paper controlled member is by three the manipulator group which transports the manipulator to be posed, each manipulator pletes eight elementary actions, three manipulators coordinate the movement mutually. The manipulator actuates by the air cylinder, air cylinder solenoid valve control. The limit switch examines the manipulator whether arrives the stationary position.The programmable logical controller (PLC) controls each manipulator's movement, realizes the manipulator group automatic movement. Present paper programmable logical controller (PLC) selects SIEMENS Corporation S7–200 series CPU224, and expanded the EM221 numeral quantity load module and the EM222 relay output module. Manipulator's switch quantity signal direct input PLC, PLC controls through the intermediate relay to the solenoid valve. On the software, has designed the master routine and the subroutine. The master routine controls the manipulator group movement, the subroutine controls each manipulator to act.The present paper key point places the PLC various hardware part the design and the introduction, in the PLC trapezoidal chart pilation. Defers to in the overall design process “asks the question, the analysis question, solves the problem〞 the guiding ideology, has made the careful elaboration to the overall system design workKey words：Programmable Logical Controller (PLC) ；Air Ooperated Mmanipulator；Trapezoidal Cchart；CPU224；目录第1章绪论11.1 机械手的概念11.2 气动机械手的简介11.2.1 气动技术11.2.2 气动机械手21.2.3 气动机械手的开展趋势3第2章方案论证42.1 机械手的设计42.1.1 气动搬运机械手的结构42.1.2 气动搬运机械手的工作原理42.2 气动搬运机械手群52.2.1 气动搬运机械手群结构52.2.2 气动搬运机械手群工作原理62.3 本论文的主要内容与达到的目标62.4 本系统的控制方案6第3章系统硬件电路的设计73.1 PLC的简介773.1.2 PLC的应用领域83.1.3 PLC的系统组成83.1.4 PLC的工作原理103.2 输入/输出信号123.3 PLC的选型143.4 I/O地址分配163.5 PLC外部接线183.6 电气控制原理21第4章软件设计224.1 机械手1控制程序224.2 机械手2控制程序254.3 机械手3控制程序284.4 机械手群主程序31第5章结论34参考文献35致谢35附录Ⅰ37附录Ⅱ53附录Ⅲ58第1章绪论机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动化生产设备。
气动机械手设计(本科毕业论文)
气动机械手设计(本科毕业论文)摘要随着现代智能制造技术的不断发展，机械手已经成为现代自动化生产中重要的组成部分。
其中，气动机械手作为一种新型机械手，具有操作简单，成本低廉等优点，在各种领域中得到了广泛应用。
本文针对气动机械手的设计和制造，探究了气动机械手的性能和操作特点，通过对机械手的结构设计和关键部件的选用，实现了气动机械手的开发和制造。
关键词：气动机械手；设计；制造；性能；操作特点AbstractWith the continuous development of modern intelligent manufacturing technology, the mechanical arm has become an important part of modern automated production. Among them, the pneumatic mechanical arm, as a new type of mechanical arm, has the advantages of simple operation and low cost, and has been widely used in various fields. This paper aims to explore the performance and operation characteristics of pneumatic mechanical arms through the design and manufacturing of pneumatic mechanical arms. By selecting the structure design ofthe mechanical arm and the key components, we have achieved the development and manufacturing of pneumatic mechanical arms.Keywords: pneumatic mechanical arm; design; manufacturing; performance; operation characteristics一、引言随着现代工业的快速发展，机械手已成为自动化生产中不可或缺的设备。
自动上下料机械手毕业设计
3．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。
1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vic-arm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。
第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
瑞士RETAB公司生产一种涂漆机械手，采用示教方法编制等。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进二种典型机械手后，大力研究机械手的研究。据报道，1979年从事机械手的研究工作的大专院校、研究单位多达50多个。1976年个大学和国家研究部门用在机械手的研究费用42%。1979年日本机械手的产值达443亿日元，产量为14535台。其中固定程序和可变程序约占一半，达222亿日元，是1978年的二倍。具有记忆功能的机械手产值约为67亿日元，比1978年增长50%。智能机械手约为17亿日元，为1978年的6倍。截止1979年，机械手累计产量达56900台。在数量上已占世界首位，约占70%，并以每年50%～60%的速度增长。使用机械手最多的是汽车工业，其次是电机、电器。预计到1990年将有55万机器人在工作。
气动式机械手手部设计2
个人资料整理仅限学习使用天津农学院毕业设计中文题目 : 气动式机械手的手部设计英文题目 : Design of Pneumatic Manipulator hand学生姓名系别机电工程系专业班级指导教师成绩评定2018年6月目录1前言11.1 工业机械手的发展简况11.2 工业机械手在生产中的应用21.3 研究现状及发展趋势32 机械手总体设计方案32.1 机械手的组成 32.1.1 执行机构 42.1.2 驱动机构 42.2 机械手基本形式的选择52.3 传动行走机构的选择52.4 机械手的主要部件及运动62.5 机械手参数列表 63 机械手手部设计73.1 手部设计要求 73.2 手部装配图 73.3 真空发生器 73.4 气动执行元件的选择93.4.1 单作用气缸的选择93.4.2 摆动气缸的选择94结论11参考文献12致谢13附录 1 外文文献原文 14附录 2 外文文献译文 17附录 3图 1机械手整体装配图17附录 4图 2四缸传动部分装配图 20附录 5图 3机械手手部装配图21摘要随着制造加工行业的迅速发展，设备的自动化程度也越来越高。
现代化的设备常常配置有机械手，以提高生产效率。
机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。
b5E2RGbCAP气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。
气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。
因此，对气动机械手的研究具有重要的实际意义。
p1EanqFDPw设计主要介绍了气动机械手的设计理论与方法，全面详尽的讨论了机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。
DXDiTa9E3d关键词：机械手；气动技术；气缸；设计ABSTRACTAt present, as the development of theIndustrial automatictechnology, the manipulator is more and more used. Manipulator is often used in the field of industrial automation to automatically capture an operation of the device, and more for the automatic production line, automatic machine loading and unloading, CNC equipment, automatic tool changing device. As the pneumatic technology is compressed air as the medium to gas source for the power of the energy transfer technology, operational reliability, long life, no pollution to environment, so the manipulator drive system are often used in pneumatic technology. Pneumatic robot as a manipulator, it has a simple structure, light weight, fast, stable, reliable, energy-saving advantages and do not pollute the environment has been widely used. Therefore, pneumatic manipulator has important practical value RTCrpUDGiT.This paper mainly studies the design of pneumatic manipulator ’s structure, include the hand, arm, body and so on5PCzVD7HxA.Key words:automatic。
自动上下料机械手毕业设计
自动上下料机械手毕业设计摘要随着工业自动化的不断发展，机械手已经成为了工业自动化生产线上的重要组成部分。
自动上下料机械手是一种能够将物品从一处地方取出并搬运到另外一个地方的机械手。
本文旨在设计一种自动上下料机械手，实现对生产线上原材料和成品的自动化加工。
本设计采用了Arduino单片机和Stepper电机作为控制系统，并通过触摸屏实现对机械手动作的控制。
同时，在机械手末端安装了吸盘，用以实现对物品的吸取和搬运。
最终设计的自动上下料机械手测得平均工作时间为3秒，能够完成对物品的快速、高效、精准的搬运。
关键词：自动上下料；机械手；Arduino；Stepper电机；触摸屏AbstractWith the continuous development of industrial automation, the robot has become an important part of the industrial automation production line. Automatic loading and unloading robot is a kind of robot that can take out and transfer items from one place to another. This paper aims to design an automatic loading and unloading robot, which realizes the automation processing of raw materials and finished products on the production line.This design uses Arduino single chip microcomputer and Stepper motor as the control system, and realizes the control of the robot action through the touch screen. At the same time, a suction cup is installed at the end of the robot to realize the suction and transfer of the items. The designed automatic loading and unloading robot has an average working time of 3 seconds, which can quickly, efficiently and accurately handle the items.Keywords: Automatic loading and unloading; Robot; Arduino; Stepper motor; Touch screen正文1. 引言机械手作为工业自动化生产线上的重要组成部分，其应用已经越来越广泛。
冲床上下料气动机械手的设计毕业论文
冲床上下料气动机械手的设计毕业论文目录1 前言 (1)1.1选题背景 (1)1.2设计目的 (2)1.3发展现状和趋势 (3)1.4机械手的系统工作原理及组成 (3)2 机械手各部件的设计 (7)2.1机械手的总体设计 (7)2.1.1 机械手总体结构的类型 (7)2.2机械手手爪结构设计 (8)2.2.1 设计要求 (8)2.2.2 驱动方式 (8)2.2.3 典型结构 (9)2.2.4 具体设计方案 (10)2.3机械手手臂结构的设计 (10)2.3.1 手臂结构的设计要求 (10)2.3.2 具体设计方案 (10)2.4机械手腰座结构的设计 (11)2.4.1 腰座结构的设计要求 (11)2.5机械手驱动系统设计 (11)2.5.1 常用驱动系统及其特点 (11)2.5.2 具体设计方案 (12)2.6机械手手臂的平衡机构设计 (12)2.6.1 平衡机构的形式 (12)2.6.2 具体设计方案 (13)3 手部结构设计 (14)3.1手指的形状 (14)3.2设计时考虑的几个问题 (14)3.3手部夹紧气缸的设计 (15)3.3.1 手部驱动力计算 (15)3.3.2 气缸的直径 (16)3.3.3 缸筒壁厚的设计 (18)4 手臂结构设计 (20)4.1手臂伸缩 (20)4.1.1 结构设计 (20)4.1.2 导向装置 (20)4.1.3 手臂伸缩驱动力的计算 (20)4.2手臂升降和回转部分的结构设计 (21)4.3手臂伸缩气缸的设计 (21)4.3.2 气缸的直径 (22)4.3.3 活塞杆直径的计算 (23)4.3.4 缸筒壁厚计算 (24)5 气动系统设计 (25)5.1主要元器件的选择 (25) (25) (25)5.1.3 节流阀 (28)5.2拟定执行元件运动控制回路 (29)5.3气源系统的设计 (29)5.4气压传动系统工作原理图 (30)5.5机械手运行顺序及电气控制 (30)6 机械手的PLC控制设计 (32)6.1可编程序控制器的选择及工作过程 (32)6.1.1 可编程序控制器的选择 (32)6.1.2 可编程序控制器的工作过程 (32)6.2可编程序控制器的使用步骤 (33)6.3机械手可编程序控制器控制方案 (34)6.3.1 系统简介 (34)6.3.2 工业机械手的工作流程 (34)6.3.4 机械手工作时序图 (36)6.3.5 梯形图设计(如附图所示) (36)7 结论 (38)参考文献 (39)致谢 (40)附录1 (41)附录2 (42)附录3 (43)1 前言1.1 选题背景由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，对工作效率的提高迫在眉睫。
上下料机械手毕业设计
目录摘要 (3)第一章绪论 (5)1.1 选题背景 (5)1.2 设计目的 (5)1.3 国内外研究现状和趋势 (6)1.4 设计原则 (6)第二章机械手的概述 (7)2.1 机械手的组成 (7)2.2 机械手的分类 (7)2.3 机械手的基本动作 (8)2.4 机械手的操作原理 (9)2.5 机械手的应用 (10)第三章机械手自动控制系统 (12)3.1 控制系统的选择 (12)3.2 液压控制系统的元件 (12)3.3 液压控制系统原理 (13)3.4 机械手夹紧液压系统的控制回路 (15)3.5 液压控制的特点 (16)第四章机械手夹紧电气控制设计 (17)4.1 设计内容 (17)4.1.1 设计要求 (17)4.1.2 方案的确定 (17)4.2 机械结构的设计 (18)4.2.1 机械手的机械结构 (18)4.2.2 机械结构的设计要求 (18)4.3机械手夹紧工作原理图的设计 (19)4.3.1 元件的选择 (19)4.3.2 绘制原理图 (20)4.3.3 元件作用 (21)4.4 主要电器元件 (22)4.4.1 接触器 (22)4.4.2 热继电器 (23)4.4.3 时间继电器 (23)4.4 机械手夹紧电气控制系统的设计 (24)4.4.1机械手夹紧的工艺流程 (24)4.4.2机械手夹紧的动作状态表 (24)4.4.3 机械手夹紧电气控制电路的逻辑表达式 (25)4.4.4 电路图的描绘 (27)第五章 PLC控制系统 (29)5.1 PLC概述 (29)5.1.1 PLC简介 (29)5.1.2 可编程序控制器的工作原理 (29)5.1.3 三菱PLC编程语言的特点 (30)5.1.4 PLC的应用设计步骤 (32)5.2机械手夹紧电气控制系统的设计 (33)5.2.2 机械手夹紧PLC控制系统的I/O端点分配和I/O接线图 (33)5.2.3 程序控制的设计 (34)翻译 (40)心得 (46)参考文献 (48)致谢 (49)摘要通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。
自动上下料机械手设计毕业论文
自动上下料机械手设计毕业论文自动上下料机械手是一种在工业生产中广泛应用的机械设备，它能够实现自动化的物料输送和加工操作，提高生产效率和品质。
本文将对自动上下料机械手的设计进行详细介绍，包括机械结构设计、控制系统设计和安全保护措施等方面。
首先，机械结构设计是自动上下料机械手设计的重要一环。
机械手的结构设计需要考虑到物料的尺寸和重量等因素，以确保机械手能够稳定地抓取和搬运物料。
常见的结构设计包括三轴机械手和六轴机械手，三轴机械手适用于简单的上下料操作，而六轴机械手适用于复杂的搬运和加工操作。
此外，机械手的末端需要根据物料的特点设计相应的夹具，以确保物料的安全和稳定。
其次，控制系统设计是自动上下料机械手设计中的关键环节。
控制系统主要包括机械手的位置控制和力控制。
位置控制使用编码器和传感器等设备，通过实时监测机械手的位置信息来控制机械手的运动轨迹。
力控制使用力传感器和控制算法等设备，通过实时监测机械手的力信息来控制机械手的抓取力度和握持力度。
此外，控制系统还需要具备良好的人机界面，以便操作人员能够直观地监控和控制机械手的运动状态。
最后，安全保护措施是自动上下料机械手设计中必不可少的一部分。
由于机械手在工作过程中可能会遇到各种意外情况，如物料掉落、碰撞等，因此需要采取相应的安全保护措施来避免事故的发生。
常见的安全保护措施包括限位开关、急停开关、安全光栅等设备，它们能够及时检测到异常情况并切断机械手的电源，以确保人员的安全。
综上所述，自动上下料机械手的设计涉及到机械结构设计、控制系统设计和安全保护措施等方面。
通过合理地设计和选择，可以使机械手能够实现高效、稳定的上下料操作，并确保人员的安全。
气动通用上下料机械手的设计——机械结构设计(有设计图纸)
2007-6-8
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致谢
本文是在我尊敬的导师马清艳的悉心指导下完成的。导师严谨的治学态度和精益求精的工作作风使我受益匪浅。在此，我首先向导师表示诚挚的感谢，并致以崇高的敬意!
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毕业设计（论文）（说明书）题目：气动通用上下料机械手的设计平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）任务书任务下达日期 2012 年 2 月 20 日设计（论文）开始日期 2012 年 2 月 26 日设计（论文）完成日期 2012 年 5 月 20 日设计（论文）题目：气动通用上下料机械手的设计A·编制设计B·设计专题（毕业论文）指导教师田慧玲系（部）主任年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）答辩委员会记录进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目：气动通用上下料机械手的设计专题（论文）题目：气动通用上下料机械手的设计指导老师：田慧玲答辩委员会根据学生提交的毕业设计（论文）材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计（论文）成绩为。
答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）：答辩委员会委员：，，，，，，平顶山工业职业技术学院毕业设计（论文）评语第页毕业设计（论文）及答辩评语：气动通用上下料机械手的设计摘要本文简要地介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。
本文对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。
同时，分别设计了机械手的夹持式手部结构以及吸附式手部结构;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，设计了手臂伸缩、升降用液压缓冲器和手臂回转用液压缓冲器。
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。
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案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编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)目录摘要 (1)目录 (2)第1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 (4)1.2.2机械手的分类 (7)1.3国内外发展状况 (8)1.4课题的提出及主要任务 (10)1.4.1课题的提出 (10)1.4.2课题的主要任务 (11)第2章机械手的设计方案 (12)2.1机械手的座标型式与自由度 (13)2.2 机械手的手部结构方案设计 (13)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (13)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (13)2.5 机械手的驱动方案设计 (13)2.6 机械手的控制方案设计 (13)2.7机械手的主要参数 (14)2.8机械手的技术参数列表 (14)第3章手部结构设计 (15)3.1夹持式手部结构 (15)3.1.1手指的形状和分类 (15)3.1.2设计机械手考虑的几个问题 (16)3.1.3手部夹紧气缸的设计 (16)3.2气流负压式吸盘 (19)第4章手腕结构设计 (21)4.1手腕的自由度 (21)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (21)4.2.1手腕转动时所用的驱动力矩 (21)4.2.2回转气缸的驱动力矩计算 (23)第5章手臂结构设计 (25)5.1手臂伸缩与手腕回转部分 (25)5.1.1结构设计 (25)5.2手臂升降和回转部分 (26)5.21结构设计 (26)5.3手臂伸缩气缸的设计 (27)5.4手臂伸缩、升降用液压缓冲器 (30)5.5手臂回转用液压缓冲器 (30)第6章气动系统设计 (32)6.1气压传动系统工作原理 (32)第7章机械手的PLC控制 (33)7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 (33)7.1.1 可编程序控制器的选择 (33)7.1.2 可编程序控制器的工作过程 (33)7.2可编程序控制器的使用步骤 (34)7.3机械手可编程序控制器控制方案 (35)第8章结论 (39)参考文献 (41)致谢 (40)第1章绪论1.1机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.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”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
1.2机械手的组成和分类1.2.1机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
各系统相互之间的关系如方框图2-1所示。
图2-1机械手的组成方框图1．执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增设行走机构。
(1)手部即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手部。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。
平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的表面形状、被抓部位(是外廓或是内孔)和物件的重量及尺寸。
常用的指形有平面的、V形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式;指数有双指式、多指式和双手双指式等。
而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。
传力机构型式较多，常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜面杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。
吸附式手部主要由吸盘等构成，它是靠吸附力(如吸盘内形成负压或产生电磁力)吸附物件，相应的吸附式手部有负压吸盘和电磁盘两类。
对于轻小片状零件、光滑薄板材料等，通常用负压吸盘吸料。
造成负压的方式有气流负压式和真空泵式。
对于导磁性的环类和带孔的盘类零件，以及有网孔状的板料等，通常用电磁吸盘吸料。
电磁吸盘的吸力由直流电磁铁和交流电磁铁产生。
用负压吸盘和电磁吸盘吸料，其吸盘的形状、数量、吸附力大小，根据被吸附的物件形状、尺寸和重量大小而定。
此外，根据特殊需要，手部还有勺式(如浇铸机械手的浇包部分)、托式(如冷齿轮机床上下料机械手的手部)等型式.(2)手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位(即姿势)。
(3)手臂手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。
手臂的作用是带动手指去抓取物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置.工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件(如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等)与驱动源(如液压、气压或电机等)相配合，以实现手臂的各种运动。
手臂可能实现的运动如下:直线运动:如伸缩,升降,横移运动基本运动回转运动:水平回转手臂运动直线运动与回转运动的组合复合运动两直线运动的组合两回转运动的组合手臂在进行伸缩或升降运动时，为了防止绕其轴线的转动，都需要有导向装置，以保证手指按正确方向运动。
此外，导向装置还能承担手臂所受的弯曲力矩和扭转力矩以及手臂回转运动时在启动、制动瞬间产生的惯性力矩，使运动部件受力状态简单。
导向装置结构形式，常用的有:单圆柱、双圆柱、四圆柱和V形槽、燕尾槽等导向型式。
(4)立柱立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。
机械手的立往通常为固定不动的，但因工作需要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。
(5)行走机构当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。
滚滚轮轮式式布行走机构可分为有轨的和无轨的两种。
驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。
(6)机座机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作用。
2.驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置，通常由动力源、控制调节装置和辅助装置组成。
常用的驱动系统有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动。
3.控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。
目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位(或机械挡块定位)系统组成。
控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间)，同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。
4.位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置，并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统，并与设定的位置进行比较，然后通过控制系统进行调整，从而使执行机构以一定的精度达到设定位置。
1.2.2机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
1.按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:(1)专用机械手它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。
专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产，如自动机床、自动线的上、下料机械手和“加口工中心”附属的自动换刀机械手。