机电一体化机械手设计说明书
机械手设计说明书doc
机械手设计说明书篇一：机械手设计说明书指导老师：设计合作成员：一、设计项目名称机械手臂手指机构2二、设计目的本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。
手指的动力驱动方式为液压传动。
液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。
三、设计要求(1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。
(2)选取机械手的座标型式和自由度。
(3)主要设计出机械手的手部机构。
(4)液压传动系统液压缸的选用四、设计方案4.1 机械手基本形式的选择机械手的典型结构一般可分为：回转型（包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种）、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。
本设计采用二指回转型手抓。
4.2 机械手的主要部件及运动本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。
主要的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动。
4.3 驱动方式的选择本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。
4.4 机械手的技术参数列表用途：卸码垛机械手臂抓重：5kg抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg4.5 机械工作原理机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。
图1. 机械手夹工件的工作原理框图该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。
传动机构采用齿条与齿轮啮合。
本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。
而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。
机械手的整体结构图如图2、图3所示。
手爪部分特点如下表述：1. 机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。
机械手爪能夹宽度尺寸为90～110mm的工件，由于所夹工件是六菱柱形钢质工件，故在竖直方面上夹持会比较方便设计和简化机构，手爪部分可以做成平面夹板，而机构本身应带水平转盘机构以适应不同角度的夹持。
机械手毕业设计说明书
摘要在当今大规模的制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业认同并采用。
工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。
目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取试教在线的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机械手，用于给冲压设配运送物料。
首先，本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。
然后选择合适的传动方式，驱动方式，搭建工业机器人的结构平台。
在此基础上，本文将设计该机械手的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择，反馈方式和反馈元件的选择，端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。
最终实现目标包括：关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况，机械手的示教编程和在线修改程序，设置参考点和回参考点。
关键词：机械手；示教编程；伺服；制动ABSTRACTIn today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This paper will design a four degrees of freedom industrial robot, are used to transport materials with stamping set. First of all, this article will design the base of the industrial robot hand, wrist, arm, the structure, etc. And then choose the appropriate transmission mode, driving way, build the structure of manipulator platform. On this basis, this paper will design the system control system, including data collection card and the choice of servo amplifiers, feedback and feedback of components of the way choice, terminal board circuit design and control of the software design, focusing on the reliability of the control software and operation safety of manipulator. Finally realize the goals include: the joint servo control and braking problems in real time detection of each joint movement of the manipulator, the manipulator. Teaching program and on-line modification program, set the reference points and back to the point of reference.Keywords: Manipulator; Demonstration program; Servo; brake.目录摘要 ......................................................................... 错误!未定义书签。
(完整word版)机械手臂课设说明书.
)机械手臂课设说明书.目录1引言 (1)2 PLC的简介 (2)2。
1 PLC的产生 (2)2.2 PLC的定义和特点 (2)2。
2。
1 PLC的定义 (2)2.2.2 PLC的特点 (2)2。
3可编程控制器的主要性能指标 (3)2。
4 PLC系统的组成 (4)2。
4.1 PLC的硬件结构 (4)2.4。
2 PLC的软件 (4)2。
5 PLC的应用领域 (4)3方案设计 (6)3。
1 主程序设计 (6)3。
2 公用程序设计 (7)3.3 自动程序设计 (8)3.4 手动程序设计 (9)3.5 自动回原点程序设计 (9)4心得体会 (11)参考文献 (12)附录1 (13)附录2 (17)1引言机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。
机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。
特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。
总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段.国内外都十分重视它的应用和发展。
可编程序控制器（PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。
随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一［1]。
由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性,如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用PLC。
机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。
我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。
2 PLC的简介2。
PLC控制的工业机械手设计说明书
学院课程设计说明书题目:基于PLC控制的工业机械手专业:机电一体化技术班级:学号:姓名:指导老师:二○一○年十一月三日摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可以实现出产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以庇护人身安然，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部分。
本文在纵不雅了近年来机械手开展状况的根底上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的阐发，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充实考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对物料分拣机械手的整体布局、执行布局、驱动系统和控制系统进行了阐发和设计。
在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
通过以上局部的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型工业机械手的设计方案，对其他经济型PLC控制系统的设计也有必然的借鉴价值。
关键词:机械手，气动控制，可编程控制器〔PLC〕，自动化控制。
学院课程设计说明书题目:基于PLC控制的工业机械手专业:机电一体化技术班级:学号:姓名:指导老师:二○一○年十一月三日毕业设计任务书机电工程系机电一体化技术专业学生姓名学号一、毕业设计标题问题：PLC控制的工业机械手设计二、毕业设计时间 2021 年11月1日至2021年 11 月 28日三、毕业设计地址：四、毕业设计的内容要求：1、系统的电路道理图。
2、元器件的明细表。
3、毕业设计说明书包含工作道理、系统布局、控制过程、控制流程图机控制程序等，字数不少于6000字。
4、设计格式按照要求完成。
指导教师年月日目录第一章前言1.1 研究的目的及意义…………………………………………………………1.2 机械手在国表里现状和开展趋势…………………………………………1.3 主要研究的内容……………………………………………………………1.4 解决的关键问题……………………………………………………………第二章机械手的工作道理机械手的概述 (1)1.2 机械手夹持器和机座的布局 (1)机械手的工作方式 (2)第三章可编程PLCPLC简介 (3)PLC控制系统设计的底子原那么3.3 PLC种类及型号选择……………………机械手PLC选择、参数及电器元件、设备的选择 (4) (5)第三章机械手控制程序设计输入和输出点分配表及道理接线图 (13)3.2 控制程序 (14)第四章梯形图及指令表梯形图 (18)指令表 (19)总结与评价 (20)摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
机械手毕业设计说明书
机械手毕业设计说明书一、设计目的本毕业设计旨在设计一种机械手，能够根据预先设定的程序自动执行各种操作。
通过该设计，可以提高工作效率，减少人力成本，同时具备高精度和高可靠性。
二、设计背景近年来，随着工业自动化的不断发展，机械手在工业生产中的应用越来越广泛。
机械手凭借其高速、高精度、高可靠性等优势，成为工厂生产线上的重要设备之一。
因此，设计一种功能强大的机械手对于工业生产的提升具有重要意义。
三、设计内容1.机械结构设计本设计采用七自由度机械手结构，包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节以及爪子等部分。
结构设计中要考虑刚性、稳定性以及重量平衡等因素，确保机械手能够准确地执行各种操作。
2.传感器系统设计为了使机械手具备自主感知能力，本设计将配备多种传感器，如力传感器、视觉传感器等。
通过传感器系统的设计，机械手可以根据实时的反馈信息进行运动控制，提高操作的准确性和安全性。
3.运动控制系统设计运动控制系统是机械手的核心部分，本设计将采用PLC （可编程逻辑控制器）作为控制器，结合伺服驱动器实现机械手的精确定位和协调运动。
通过编写程序，机械手可以根据预先设定的路径和信号执行各种操作。
四、设计过程1.需求分析针对机械手的应用场景和功能需求，进行需求分析。
确定机械手所需执行的任务类型、速度要求、负载能力等。
2.机械结构设计根据需求分析，设计机械手的结构，包括基座、旋转关节、摇摆关节、剪切关节和爪子等。
进行力学分析和模拟，确保结构设计的合理性和可靠性。
3.传感器系统设计根据需求分析，确定机械手所需的传感器类型和数量。
选择合适的传感器并安装在机械手上，设计传感器的接口电路和数据处理算法。
4.运动控制系统设计选择合适的PLC和伺服驱动器，进行硬件选型和连接。
编写控制程序，实现机械手的位置控制、速度控制和力控制等功能。
5.整体集成与测试将机械结构、传感器系统和运动控制系统进行整体集成。
进行系统测试，检验机械手的功能和性能是否满足设计要求。
机械手课程设计说明书
第1章绪论1.1 工业机器人的简介工业机器人是机械技术、电子技术与计算机技术有机结合在一起形成的一种机电一体化的产品，从其诞生起就受到人们的关心与重视。
经过几十年的发展，目前工业机器人技术已经很成熟。
工业机器人已从最初在解决劳动密集型工业中单调、重复的体力劳动发展到满足制造业自动化规模生产需要的工作。
其应用领域不断扩大，从最初主要应用于汽车工业发展到现在涉及制造业的各个行业。
目前我国国民经济的快速发展，先进制造业已进入一个新的发展阶段。
随着经济全球化和我国加入WTO，中国制造业面临着与国际接轨、参与国际竞争的局面。
如何适应快速变化的国内外市场需求，如何以高质量、低成本、快速反应的手段在市场中取得生存和发展，已是我国企业不容回避的问题，这些问题为工业机器人的应用提供了大的市场需求，促使中国工业机器人的应用市场日趋成熟。
近几年来，国外著名的工业机器人制造厂商纷纷加大了在我国的投资和应用技术的投入，对我国的国产工业机器人产业的发展带来了严峻的挑战。
我国政府非常重视机器人技术的发展，从“七五”科技攻关及实施863 计划开始，就有计划地组织和发展工业机器人事业，经过20多年的研制和应用，目前在工业机器人的一些机种方面，如喷漆机器人、焊接机器人、搬运机器人、装配机器人和特种机器人都有了长足的进步，基本掌握了工业机器人的设计制造技术和机器人应用中单元和生产线的设计、制造技术，有了一支具有一定水平的技术队伍，奠定了我国独立自主发展机器人产业的基础。
但是，我国工业机器人在总体技术上与国外先进水平相比还有很大差距，仅相当于国外九十年代中期的水平。
目前工业机器人的生产规模仍然不大，多数是单件小批生产，关键配套的单元部件和器件始终处于进口状态，工业机器人的性价比较低。
我国整体装备制造水平不高，制约了我国工业机器人产业的形成和实现规模化的发展。
尽管中国工业机器人的需求在逐年增加，但要能为用户提供高质价廉的工业机器人商品，目前在我国尚有较长的路程。
机电一体化电气自动化机械手毕业设计(doc 32页)
机电一体化电气自动化机械手毕业设计(doc 32页)目录此外，机械手在夹送工件右行到位后，如果工作台B上的工件尚没运走，机械手则停止运动，待工作台B上的工件被运走后，机械手才能下降。
操作时，机械手分为手动操作方式、回原点操作方式、单步点动操作方式、单周期操作方式、自动循环操作方式。
4．PLC外部硬件连接图5．输入输出点地址分配表1：工件传送机械手的输入/输出（I/O ）点分配表输入信号名称代号输入点编号上限位行程开关ST1 I0.0下限位行程开关ST2 I0.1左限位行程开关ST3 I0.2右限位行程开关ST4 I0.3下降点动按钮SB1 I0.4上升点动按钮SB2 I0.5左移点动按钮SB3 I0.6右移点动按钮SB4 I0.7 夹紧工件点动按钮SB8 I2.1放松工件点动按钮SB9 I2.2回原点点动按钮SB5 I1.5 手动操作方法选择开关SA1-1 I1.0回原点操作方式选择开关SA1-2 I1.1单步（点动）操作方式选择开关SA1-3 I1.2 单周期操作方式选择开关SA1-4 I1.3 自动循环操作方式SA1-5 I1.4全自动启动按钮SB6 I1.6全自动停止按钮SB7 I1.7表2：工件传送机械手的输入/输出（I/O）点分配表输出信号名称代号输出点编号上升电磁阀YV1 Q0.0下降电磁阀YV2 Q0.1左移电磁阀YV3 Q0.2右移电磁阀YV4 Q0.3夹紧电磁阀YV5 Q0.4原点指示灯HL Q0.56．顺序功能图7．梯形图程序8．指令语句表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1TITLE=程序注释BEGINNetwork 1// 原点指示灯LD I0.2AN Q0.1A I0.0= Q0.5 Network 2// 手动操作方式选择开关LD I1.0JMP 1Network 3// 回原点操作方式选择开关LD I1.1JMP 2Network 4 // 单步点动操作方式选择开关LD I1.2JMP 3Network 5// 单周期操作方式选择开关LD I1.3JMP 4Network 6// 自动循环操作方式选择开关LD I1.4JMP 5Network 7// 手动操作方式LBL 1Network 8// 夹紧与松开LD I2.1O Q0.4AN I2.2 = Q0.4 Network 9 // 机械手下降LD I0.4 AN I0.1 = Q0.1 Network 10 // 机械手上升LD I0.5 AN I0.0 = Q0.0 Network 11 // 机械手左移LD I0.6 AN I0.2 = Q0.3 Network 12 // 机械手右移LD I0.7 AN I0.3 = Q0.2 Network 13// 回原点操作方式LBL 2Network 14// i1.5为启动按钮LD I1.5O M2.2= M2.2 Network 15// 机械手上升LDN I0.1A M2.2= Q0.1 Network 16// 机械手左移LDN I0.3A M2.2= Q0.3 Network 17// 松开电磁阀LD M2.2R Q0.4, 1Network 18// 单步点动操作方式LBL 3Network 19// i6.0为点动按钮，计数器开始计数LD I6.0EULD T37O SM0.1CTU C1, 8 Network 20// 机械手下降LDW= C1, 1AN I0.1= Q0.1 Network 21// 机械手夹紧LDW= C1, 2= Q0.4 Network 22// 机械手上升LDW= C1, 3 AN I0.0= Q0.0 Network 23// 机械手右移LDW= C1, 4 AN I0.3= Q0.2 Network 24// 机械手下降LDW= C1, 5 AN I0.1= Q0.1 Network 25// 机械手松开LDW= C1, 6R Q0.4, 1 Network 26// 机械手上升LDW= C1, 7 AN I0.1= Q0.0Network 27// 机械手左移LDW= C1, 8 LPSAN I0.2= Q0.3LPPTON T37, 100 Network 28// 单周期操作方式LBL 4 Network 29LD I1.3S S0.0, 1 Network 30 LSCR S0.0 Network 31// 机械手下降LD SM0.0AN I0.1= M1.1 Network 32 // 夹紧和开始计时LD I0.1= M1.5TON T37, 10 Network 33// 跳转LD T37SCRT S0.1 Network 34SCRENetwork 35LSCR S0.1 Network 36// 机械手上升与夹紧LD SM0.0LPSAN I0.0= M1.3LPP= M1.6 Network 37// 计时LD I0.0TON T38, 10 Network 38// 跳转LD T38SCRT S0.2 Network 39SCRENetwork 40LSCR S0.2 Network 41// 机械手右移与夹紧LD SM0.0LPSAN I0.3= Q0.2LPP= M1.7 Network 42// 计时LD I0.3TON T39, 10 Network 43// 跳转LD T39SCRT S0.3 Network 44SCRENetwork 45LSCR S0.3 Network 46// 机械手下降与夹紧LD SM0.0AN I2.0AN I0.1= M1.2= M2.0 Network 47LD I0.1TON T40, 10 Network 48LD T40SCRT S0.4 Network 49SCRENetwork 50 LSCR S0.4 Network 51// 机械手上升LD SM0.0 AN I0.0= M1.4 Network 52 LD I0.0 TON T41, 10 Network 53 LD T41 SCRT S0.5 Network 54 SCRENetwork 55 LSCR S0.5 Network 56// 机械手左移LD SM0.0 AN I0.2 = Q0.3 Network 57 SCRE Network 58 // 机械手下降LD M1.1 O M1.2 = Q0.1 Network 59 // 机械手上升LD M1.3 O M1.4 = Q0.0 Network 60 // 机械手夹紧LD M1.5 O M1.4 O M1.7 O M2.0 = Q0.4 Network 61 LBL 5Network 62// 启动自动循环操作LD I1.6S S0.0, 1 Network 63LSCR S0.0 Network 64// 机械手下降LD SM0.0AN I0.1AN I1.7= M1.1 Network 65LD I0.1= M1.5TON T37, 10 Network 66LD T37SCRT S0.1 Network 67SCRENetwork 68 LSCR S0.1 Network 69// 机械手夹紧与上升LD SM0.0LPSAN I0.0AN I1.7= M1.3LPP= M1.6 Network 70LD I0.0TON T38, 10 Network 71LD T38SCRT S0.2 Network 72SCRENetwork 73LSCR S0.2 Network 74// 机械手夹紧与右移LD SM0.0LPSAN I0.3AN I1.7= Q0.2LPP= M1.7 Network 75LD I0.3TON T39, 10 Network 76LD T39SCRT S0.3 Network 77SCRENetwork 78LSCR S0.3 Network 79// 机械手夹紧与下移LD SM0.0AN I2.0AN I0.1 LPSAN I1.7= M1.2 LPP= M2.0 Network 80 LD I0.1 TON T40, 10 Network 81 LD T40 SCRT S0.4 Network 82 SCRENetwork 83 LSCR S0.4 Network 84// 机械手上升LD SM0.0 AN I0.0 AN I1.7= M1.4 Network 85LD I0.0TON T41, 10 Network 86LD T41SCRT S0.5 Network 87SCRENetwork 88LSCR S0.5 Network 89// 机械手左移LD SM0.0AN I0.2AN I1.7= Q0.3 Network 90LD I0.2TON T42, 10 Network 91// 跳转到s0.0从而实现循环执行程序LD T42 SCRT S0.0 Network 92SCRENetwork 93// 机械手下降LD M1.1O M1.2= Q0.1 Network 94// 机械手上升LD M1.3O M1.4= Q0.0 Network 95// 机械手夹紧LD M1.5O M1.4O M1.7O M2.0= Q0.4END_ORGANIZATION_BL OCKSUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 // 网络标题// 网络注释END_SUBROUTINE_BLOC K INTERRUPT_BLOCKINT_0:INT0TITLE=中断程序注释BEGINNetwork 1 // 网络标题// 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK9．模拟调试的过程和出现问题的分析模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书
《机电一体化系统设计课程设计》设计说明书一、课程设计的目的机电一体化系统设计是一门综合性很强的课程，通过本次课程设计，旨在让我们将所学的机电一体化相关知识进行综合运用，培养我们独立设计和解决实际问题的能力。
具体来说，课程设计的目的包括以下几个方面：1、加深对机电一体化系统概念的理解，掌握系统设计的基本方法和步骤。
2、熟悉机械、电子、控制等多个领域的知识在机电一体化系统中的融合与应用。
3、培养我们的工程实践能力，包括方案设计、图纸绘制、参数计算、器件选型等。
4、提高我们的创新思维和团队协作能力，为今后从事相关工作打下坚实的基础。
二、课程设计的任务和要求本次课程设计的任务是设计一个具有特定功能的机电一体化系统，具体要求如下：1、确定系统的功能和性能指标，包括运动方式、精度要求、速度范围等。
2、进行系统的总体方案设计，包括机械结构、驱动系统、控制系统等的选择和布局。
3、完成机械结构的详细设计，绘制装配图和零件图。
4、选择合适的驱动电机、传感器、控制器等器件，并进行参数计算和选型。
5、设计控制系统的硬件电路和软件程序，实现系统的控制功能。
6、对设计的系统进行性能分析和优化，确保满足设计要求。
三、系统方案设计1、功能需求分析经过对任务要求的仔细研究，确定本次设计的机电一体化系统为一个小型物料搬运机器人。
该机器人能够在规定的工作空间内自主移动，抓取和搬运一定重量的物料，并放置到指定位置。
2、总体方案设计（1）机械结构采用轮式移动平台，通过直流电机驱动轮子实现机器人的移动。
机械手臂采用关节式结构，由三个自由度组成，分别实现手臂的伸缩、升降和旋转，通过舵机进行驱动。
抓取机构采用气动夹爪，通过气缸控制夹爪的开合。
（2）驱动系统移动平台的驱动电机选择直流无刷电机，通过减速器与轮子连接，以提供足够的扭矩和速度。
机械手臂的关节驱动选择舵机，舵机具有控制精度高、响应速度快等优点。
抓取机构的气缸由气泵提供气源，通过电磁阀控制气缸的动作。
机械手设计说明书【范本模板】
机械综合课程设计说明书设计题目：机器人液压手爪设计专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：成绩：2017年12月23日目录课程设计指导书 (1)目录 (2)摘要 (3)第一章概述 (4)1.1工业机器人和机械手概述 (4)1.2 机器人的历史、现状 (5)1。
3 机器人发展趋势 (6)第二章机械手结构设计 (6)2.1 设计时应考虑的几个问题 (6)2。
2 机械手指形状设计 (7)2。
3 机械手爪整体结构设计 (7)第三章手爪受力计算及分析 (8)3.1 手爪受力分析 (8)3.2 动作原理说明 (8)3.3 夹紧力与N与驱动力A的关系（传力比） (8)3.4 运动的动作范围 (9)第四章手爪的夹持误差分析 (10)4.1 误差产生原因 (10)4。
2 误差计算 (11)第五章其他零件的设计 (13)5。
1 楔块 (13)5.2 材料及连接件选择 (15)5。
3 液压设备的选择 (15)5.4 手爪零件的设计和尺寸 (16)5.5 零件的连接固定 (17)设计心得与体会 (19)参考文献 (20)摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率,保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运、取件以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取示教再现的方式。
本次课程设计旨在设计一个简易的机械手结构,使其能够在气缸作为动力的情况下实现对目标的夹持，运送以及放下等工作，并绘制出机械手各部件的详细零件图和装配图，在此基础上能进行三维仿真。
在金工实习期间将该机械手进行制造加工，使实物能够顺利运作，关键词：机械手；气缸;结构设计第一章概述1.1工业机器人和机械手概述在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
机械手设计说明书
机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
机电一体化课程设计说明书_机械手控制的模拟、按钮人行横道交通信号灯控制、饮料灌装线_的设计
机电一体化专业方向课程综合设计说明书课程设计题目：机电综合课程设计作者所在系部：机电工程学院作者所在专业：机械设计制造及其自动化作者所在班级： Bxxxx班作者姓名： xxx作者学号： xxxxxx 指导教师姓名： xxx xxx 完成时间：年月日机电一体化专业方向课程综合设计任务书摘要工业机械自动化是近代控制领域的一大部分，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
工业机械自动化是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染性的场合，应用的最为广泛。
在我国，近几年也有较快发展，并取得一定成果，受到机械工业部门的重视。
本文主要介绍了有关机械手控制的模拟、按钮人行横道交通信号灯控制、饮料灌装线的设计三个方面。
每个方面又包含了设计任务和要求，控制方案确定，接线图和地址分配表，控制程序分析以及程序调试遇到问题及解决方案等几大部分内容。
从任务要求着手，继而绘制顺序功能流程图，根据功能图编辑PLC梯形图，在实验室进行程序调试完成程序验证，并总结归纳过程中出现的问题，最后完成各个项目。
关键词：机械手PLC 控制机械手臂交通信号灯目录摘要 (1)第1章绪论 (1)1.1 PLC的发展背景 (1)1.2 PLC发展前景 (1)第2章机械手控制的模拟 (2)2.1设计任务和要求 (2)2.2 控制方案确定 (3)2.3 I/O接线图和地址分配表 (4)2.4控程序分析 (6)2.4.1主程序 (6)2.4.2手动子程序 (7)2.4.3连续子程序 (8)2.5程序调试遇到问题及解决方案 (11)第3章按钮人行横道交通信号灯控制 (12)3.1按钮人行横道交通信号灯控制 (12)3.2按钮人行横道交通信号灯控制设计 (12)3.2.1 按钮人行道控制的I/O分配和接线图 (12)3.2.2按钮人行横道交通信号灯控制时序图 (13)3.2.3 按钮人行道控制的顺序功能图 (14)3.2.4 按钮人行道控制的梯形图 (14)3.2.5 程序调试遇到问题及解决方案 (17)第4章饮料灌装线的设计 (18)4.1设计任务和要求 (18)4.2 控制方案确定 (19)4.3 I/O接线图和地址分配表 (20)4.4控制程序分析 (21)4.5程序调试遇到问题及解决方案 (25)第5章结论 (26)参考文献 (27)致谢 (28)第1章绪论1.1 PLC的发展背景PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
工业机械手设计说明书范例
机电一体化系统设计课程设计说明书设计题目：系专业班级姓名：学号：指导老师：日期：目录1、机械手总体方案设计 (2)2、机械部分的设计 (2)3、滚珠丝杆副传动机构的设计和计算 (4)4、步进电机的计算和选择 (5)5、机械手控制系统的方案设计 (6)6、PLC的硬件接线图 (12)7、机械手PLC程序设计 (19)1．机械手总体方案设计图1是该机械手的动作示意图。
机械手的全部动作由步进电机驱动控制。
其中，上升／下降和左移／右移，分别由两部电机控制。
当控制上下运动的电机正转时，机械手下降；当控制上下运动的电机停止时，机械手下降停止。
当控制上下运动的电机反转时，机械手上升；当控制上下运动的电机停止时，机械手上升停止。
同样，左移／右移分别由控制左右运动的电机控制。
机械手的左旋转/右旋转则由一台伺服电机驱动控制。
机械手的放松／夹紧由一个电机带动一个齿轮齿条机构控制，当该电机正转时，机械手夹紧；该电机反转时，机械手放松。
当机械手右移到位并准备下降时，为了确保安全，必须在右工作台上无工件时才允许机械手下降。
也就是说，若上一次搬运到右工作台的工件尚未搬走时．机械手应自动停止下降。
左工作台右工作台夹紧放松上升下降左转右转图1 机械手的动作示意图机械手的动作过程如下：(1)复位；(2)横轴前升；(3)手张开，竖轴下降；(4)手夹紧物品；(5) 竖轴上升；(6)横轴收回；(7)底盘旋转；(8)横轴前升；(9)竖轴下降；(10)手放开，物品放下；(11) 竖轴上升；(12)手复位，横轴收回；机械手的操作方式分为：手动操作方式和自动操作方式。
自动操作方式又分为：单步、单周期和连续操作方式。
手动操作：用按钮操作。
返回原点操作：按下返回原点按钮，机械手自动返回原点。
单步操作：每按一次启动按钮，机械手完成一步动作，然后自动停止。
单周期操作：从原点开始按一下启动按钮，机械手便自动完成一个周期然后停止。
在工作中，如按下停止按钮，机械手便停止。
五关节教程机械手——说明书
基于PLC的五轴教学机械手设计摘要本毕业设计要求学生掌握机械手或工业机械手的结构及工作原理，设计一关节型五轴教学用机械人的控制系统。
整个设计以控制为主，结构设计可参考同类机械人。
机械人共有五个关节动作和一个抓手动作，使用五个步进电机分别控制五个关节的动作，抓手的抓物动作由气阀控制。
控制箱部分由电源、可编程控制器、步进电机驱动模块及相应的按钮组成，具有手动和自动控制功能。
所设计机械人可进行简单机械手模拟控制的实验。
主要任务包括机械手总体设计、型式选择、机械手的I/O配置、设计机械手的流程图、设计机械手的梯形图、编制机械手的语句表、选择传感器等元件及设计系统图。
关键词：教学机械手，五自由度，步进电机，气阀控制，PLCPLC-based teaching of five-axismanipulator designAbstractDesign requirements of the graduate students to master the structureand working principle of manipulator or industrial robot , design acontrol system of the five-axis teaching type robot. The whole design isbase on control system.structural design can refer to the same robot. There are five robot joint action and a handle movement, the movement offive joints were controlled by five separate stepper motor , the grasping movements were controlled by the valve. Control box in part by the power supply, programmable controller, stepper motor drive module and the corresponding button of the function with manual and automatic control. Designed robot manipulator can be simple analog control experiment.The main tasks include robot design, type selection, the robot I /O configuration, the flow chart of robot design, the ladder diagram ofrobot design,the STL of robot design , select the design of sensor components and systems.Keywords: Teaching manipulator，Five degrees of freedom，Stepping Motor，Valve control, PLC目录绪论 (1)第一章机械手的总体设计 (3)1.1运动设计要求 (3)1.2驱动系统的选择 (3)1.3教学型五关节机械手机构简图 (3)第二章气动机械手的气缸设计 (5)2.1基座及连杆的结构 (5)2.1.1基座的结构 (5)2.1.2大臂的结构 (6)2.1.3小臂的结构 62.1.4手腕的结构72.2机械手手部的设计 (8)2.2.1根据课程选择手部类型 (8)2.2.2手部的设计 (8)2.3机械手的驱动与转动 (10)2.3.1手臂部分的传动方案 (11)2.3.2手指驱动缸的设计和选定 (14)第三章机械手的控制系统设计 (19)3.1步进电机控制系统的设计 (19)3.1.1PLC对步进电机的控制 (19)3.1.2脉冲分配器的选择 (20)3.1.3功率放大电路的设计 (22)3.2气动部分控制系统的设计 (23)3.2.1气动系统的介绍 (24)3.2.2气动系统的分类253.2.3气动控制方式253.2.4装置的技术要求273.2.5控制方式的选择273.2.6气动回路的设计273.2.7传感器的选择33 第四章机械手PLC程序设计 (37)4.1PLC概述 (37)4.2输入和输出点分配表 (37)4.3PLC软件程序 (39)4.3.1 PLC 梯形图 (39)4.3.2 PLC 语句表 (43)4.3.3机械手控制面板 (45)参考文献 (46)绪论一、机械手的研究现状热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。
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机电工程禽院课程设计说明书（2014 /2015学年第一学期）课程名称：机电-体化课程设计题目：丄业机械手设计专业班级：11级机电七班学生姓名：王岩 ______________________学号：110200719 ________________________________指导教师：赵喜敬____________________设计周数：二周 ____________________设计成绩： _________________________2014年12月30日目录第一章工业机械手综述 (1)1.1工业机械手的发展概况 (1)1.2工业机械手的应用 (1)1.3工业机械手的组成及原理 (1)第二章伸缩臂的设计方案......................................................................................................................................................... S 2.1设计方案论证以及确定.. (3)2-1.1设计参数及要求 (3)2.1.2设计方案的比较论证 (4)2.2机械手伸缩臂总体结构设计方案 (4)2.3执行装置的设计方案 (4)2.8.1滚珠丝杠的选择 (4)2.8.2减速齿轮的有关计算 (10)2.8.8电动机的选择 (15)第三章PLC控制系统设计 (17)8.1PLC的构成及工作原理 (17)3.2选择PLC (17)3.8 PLC外部I/O分配图 (18)3.4软件设计 (19)3.5硬件设计 (27)总结 (28)参考文献 (29)第一章工业机械手综述1.1工业机械手的发展概况工业机械手在先进制造技术领域中扮演着极其重要的角色，是近儿十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
工业机械手即工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代化制造业重要的自动化装备。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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。
1.2工业机械手的应用机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。
机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。
在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。
各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。
LI前在我国机械手常用于完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传送到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。
广泛采用工业机械手，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
同讣算机、网络技术一样，工业机械手的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。
1.3工业机械手的组成及原理工业机械手一般应山机械系统、驱动系统、控制系统、检测系统和人工智能系统等组成。
机械系统是完成抓取工件实现所需运动的执行机构；驱动系统的作用是向执行机构提供动力，执行元件驱动源的不同，驱动系统的传动方式有液动式、气动式、电动式和机械式四种，采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便：控制系统是工业机械手的指挥系统，它控制工业机器人按规定的程序运动；检测传感系统主要检测工业机械手执行系统的运动位置、状态，并反馈给控制系统进而及时比较调整。
本次设讣的工业机械手属于圆柱坐标式的液压驱动机械手，具有手臂升降、伸缩、回转等三个自由度。
因此相应地有手臂伸缩机构、手臂升降机构、手臂回转机构等组成。
每一部分均用液压缸驱动与控制。
下图为本次设计的机械手总平面图：690」二丄/ 188I~ 710图1-1机械手总平面图1底座、2立柱、S液压缸、士伸缩臂、5升降臂、6机械手机械手的丄作原理：机械手主要山执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
在PLC程序控制的条件下，采用液压传动方式，来实现执行机构的相应部位发生规定要求的，有顺序，有运动轨迹，有一定速度和时间的动作。
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。
位置检测装置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。
下图为机械手的系统工作原理框图：图1-2机械手的系统工作原理框图第二章伸缩臂的设计方案2.1设计方案论证以及确定2.1.1设计参数及要求1、伸缩长度：SOOmm;2、单方向伸缩时间:1.5~2.5s;S、定位误差：要有定位措施，定位误差小于2mm；斗、前端安装机械手，伸缩终点无刚性冲击。
2.1.2设计方案的比较论证根据设讣参数及要求，选择齿轮、滚珠丝杠来实现工业机械手伸缩臂的伸缩运动，结构简单，易于控制，更经济实用。
2∙2机械手伸缩臂总体结构设计方案经过本人的反复思考及论证，先做出运动简图。
现如下图2-1所示，该机构中支座安装在机器人床身上，用于安装滚珠丝杠和伸缩杆等零件。
由步进电动机（1）驱动，带动一级齿轮减速器（2）。
通过减速器输出轴与丝杠（S）相连，以电机为动力驱动滚珠丝杠转动，通过丝母的直线运动，推动导向杆运动，利用电机正反转动实现伸缩换向。
法兰用于安装机械手，构成如图所示的结构：2∙3执行装置的设计方案2.3.1滚珠丝杠的选择2S1.1滚珠丝杠副的选择:（1）由题可知：伸缩长度S为SOo毫米，伸缩时间t为2秒，所以速度V = - = -IfJiri/ = ∖50,fm∕ = 0.15zz∕/ 2 /$ /s 初选螺距P=IOmm(2.1 )贝∣J:图2-1步进电机伸缩机构示意图页的内客= 900% 曲(2.2 )页眉内客（2）计算载荷：F c{ω）F C=K^K H K A F m（心为载荷系数，K 〃为硬度系数，KA为精度系数）由题中条件，取KF=L2 Lt取K H =1.0同取D级精度⑴，取K,,=l∙l闾丝杠的最大工作载荷你:导向杆所受摩擦力即丝杠最大工作载荷：Fmaz"F二°∙15x400二120N （ 2.S ）F C=1.2×1.0×l.1x120 =2112 TV9（3）计算额定动载荷G的值:所以r勞"（初根据选择滚珠丝杠副:按滚珠丝杠副的额定动载荷C “等于或稍大于Cd的原则，选用汉江机床丿-FCI型滚珠丝杠切2-1FCI杠代号丝杠尺寸ImVa螺旋角滚珠直径米制/加加螺母安装尺寸/加加额定载荷I径大径程动载静载I I dΛdDI D2B■C el IN C OG4006-5 O59.52' 1 1 5.969 O IS■5 5 86 521S7969S25FCl-5OO6-S,C a = 21379 NFC1-52OOS-2.5C a = 22556 N则:(2.4 )= 960⅞in1.67 × IO4= 15000/7考虑各种因素选用FCl-5006-S。
山表2-9得丝杠副数据：公称直径DO = 5Gmm导程P=S mm螺旋角兄=2。
11滚珠直径£=3.969呦按表2-1中尺寸计算:滚道半径R = O 52〃U = O 52 X 3.969〃〃" = 2.064"〃〃(5)稳定性验算山于一端轴向固定的长丝杠在工作时可能发生失稳，所以在设计时应验算其安全系数S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数[S](见表2-10)o丝杠不会发生失稳的最大载荷,称为临界载荷F" (N)按下式计算：式中E为丝杠材料的弹性模量，对于钢，E二206MPa； 1为丝杠工作长度(m)L=-⅛50mm; Ia为丝杠危险截面的惯性矩O""); Il为长度系数，见表2-10o(3.14)2 χ206xl()9χ2∙15xl(Γ7Cr(2 A2-× 0.45U 丿5-4∙85×1°6 -3031.3安全系数Fm 1600。
查表2-10, [S]m, S>ΓSJ,丝杠是安全的, 不会失稳。
(6)刚度验算：滚珠丝杠在工作负载F (N)和转矩T (N・m)共同作用下引起每个导程的变形量:偏心距e = 0.07∣R 一纠= 0.07 42.02/7?/77 = 5.6 × IO"2Inm(2.6)丝杠内径J l = D o十2e — 2R =(50 + 2× 5.6× 10^2一2 x 2.064)mm = 45.76mm(2.7 )依题意：占=迪* = 2Z(2.9 )= 4.85×106∕V(2.10 )丝杠极惯性矩G 一一丝杠的切变模量，对于钢 G = 83.3MP G T —转矩I 普曲")P 为摩擦角，其正切函数值为摩擦系数，®为丄作载荷，取摩擦系数奶= 0.0025,则 P 二Sf 士°” 则430×-×10」×^(20ll + 8 40,j≈0.43N ・m T= 2( 2.12 )按最不利情况取(其中F 二Fm)_ 4PF ∖6P 2T _4×8×103×43016×(δ× IO 3)2×0.43πEd; π1Gd[ 3.14×206×109 ×(0.04576)23.142×83.3× IO 9×(0.04576)4=2.23xlOjTV •加 (2 is )则：丝杠在工作长度上的弹性变形引起的导程误差为：Ar r∆∆o C- 2.23 × 10^2…ΔL = Lx ——-=0.45 X --------- :— = ∖.25unιP 8 × IO -3( 2.1⅛ )通常要求丝杠的导程误差皿应小于其传动精度(b = m03m/ )的1/2,即ΔΔ(- σ = -× 0.03mm = 0.01 Slnm = 1 Sum2 2 ( 2.15 )该丝杠的ΔΔ满足上式，所以其刚度可满足要求。
(7) 效率验算：滚珠丝杠副的传动效率〃回为W =/W ）严 O 93ΔL 0 =+止+上ZLEA 2τιGJ e [U](2.11 )其中A = ^-(If r)丝杠截面积 4式中:+ fg（2°l 1 +8 40）（ 2.16 ）〃要求在90%〜95%之间，所以该丝杠副合格。