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棒料抓装机械手的设计

毕业设计设计题目棒料抓装机械手的设计学生姓名学号专业班级指导教师院系名称目录中文摘要3 英文摘要4 第一章绪论5 1.1 工业机械手5 1.1.1 工业机械手概述5 1.1.2 选题背景6 1.1.3 设计目的6 1.2 机械手的组成和分类7 1.2.1机械手的组成7 1.2.2机械手的分类10 1.3 国内外发展状况12 1.4 课题的主要要求13 第二章手部结构14 2.1 手部结构设计14 2.1.1概述14 2.2手部计算16 2.2.1 驱动力的计算16 2.2.2夹紧缸驱动力计算18 2.3 两支点回转式钳爪的定位误差的分析18 第三章腕部结构19 3.1腕部的结构设计19 3.1.1概述19 3.1.2 腕部的结构形式20 3.2手腕驱动力矩的计算20 第四章臂部的结构22 4.1 臂部设计的基本要求22 4.2 手臂的典型机构以及结构的选择23 4.2.1 手臂的典型运动机构23 4.2.2 手臂运动机构的选择23 4.3 手臂直线运动的驱动力计算23 4.3.1 手臂摩擦力的分析与计算23 4.3.2 手臂惯性力的计算25 4.3.3 密封装置的摩擦阻力25 4.4 液压缸工作压力和结构的确定26 第五章机身的设计计算29 5.1 机身的整体设计29 5.2 机身回转机构的设计计算30 5.3 机身升降机构的计算33 5.3.1 手臂偏重力矩的计算33 5.3.2 升降不自锁条件分析计算34 5.3.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算34 5.3.4 油缸结构尺寸的确定35 第六章液压系统37 6.1液压系统的设计37 6.1.1液压系

统简介37 6.1.2液压系统的组成37 6.2机械手液压系统的控制回路37 6.2.1 压力控制回路37 6.2.2 速度控制回路38 6.2.3方向控制回路38 6.3 机械手的液压传动系统39 6.3.1上料机械手的动作顺序39 6.3.2自动上料机械手液压系统原理介绍39 6.4机械手液压系统的简单计算41 6.4.1 双作用单杆活塞油缸42 6.4.2油泵的选择45 6.4.3 确定油泵电动机功率N46 第七章PLC控制回路的设计47 7.1电磁铁动作顺序47 7.2 根据机械手的动作顺序表48 7.3 PLC与现场器件的实际连接图49 7.4 梯形图50 7.5指令程序52 结论56 致谢57 参考文献58 棒料抓装机械手的设计摘要当今社会信息化、科技化时代到来，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，可以通过编程控制及检测反馈技术的成熟实现无人化操作，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。

机械手的发展可以减轻劳动强度、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。

关键词减轻劳动强度、提高生产率、适应恶劣环境、自动化、产品质量高。

THE DESIGN OF MANIPULATOR FOR THE CLA V ATE MATERAL GRABBED THE DEVICE Abstract With the development of information and science 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。

1.1.2 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。

机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。

目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。

把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。

当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。

而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。

因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。

1.1.3 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业夜大

2.5年的所学知识进行整合，完成一个通用形式的普通圆棒料搬运的机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。

目前，在国内很多工厂的生产中圆棒料的搬运摆放仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。

为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。

随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。

在机械工业中，铸、焊、铆、冲、压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有应用的实理。

其他部门，如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。