毕业设计（论文）工业机器人50kg袋料抓手设计教学系：指导教师：专业班级:学生姓名：二零一五年五月毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)开题报告图1.1 手爪简图（2）采用爪型机械手抓和以实现袋料的装放过程，采用垂直压板与抓手配合夹紧以实现袋料的定位过程。
通过比较由于当采用左右U型夹板夹紧时，袋料可能发生受损情况，使得袋料中的物品裸露出来，故本次设计采用垂直压板和抓手配合夹紧。
采用方案（2）时，本设计机械手主要由3个大部件和4个气压缸组成：（1）机械手抓，采用两个直线气压缸，通过气缸推动实现手抓的张合。
（2）压架，采用相同的直线缸来通过压架的压合过程来实现袋料的夹紧与放松。
压架可采用直线棒形，圈形等，考虑到袋料大小，采用圈形压架定位可靠性较高。
（3）机架，整体框架以链接各部分零件与结构。
2.3驱动机构的选择驱动机构是工业机械手的重要组成部分,工业机械手的驱动机构大致可分为液压、气动、电动和机械驱动等四类。
采用气压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便，成本低，动作可靠，不发热，无污染等优点。
但推力偏小，不能实现精确的中间位置调节，通常是两个极限位置使用，而码垛机袋料机械手实现的正好是抓放两个“极限位置”。
因此，机械手的驱动方案选择气压驱动。
2.4位置检测装置的选择机械手常用的位置检测方式有三种：行程开关式、模拟式和数字式。
本机械手采用行程开关式。
利用行程开关检测位置，精度低，故一般与机械挡块联合应用。
在机械手中，用行程开关与机械挡块检测定位既精度高又简单实用可靠，故应用也是最多的。
2.5控制方式的选择目前市面上可以选择的控制方式有（1）继电器控制（2）单片机控制（3）PLC控制。
PLC控制系统：可靠性能高，抗干扰能力强，平均故障时隔时间长。
故障修复时间短。
通用性强，控制程序可变，使用方便。
并且编程简单，容易掌握。
还有体积小，重量轻，功耗低，维护方便等优点。
因此本设计采用PLC控制系统比较合理。
图1.2 系统方框图注：1. 开题报告应根据教师下发的毕业设计（论文）任务书，在教师的指导下由学生独立撰写，在学院规定时间内完成；2．设计的目的及意义至少800字，基本内容和技术方案至少400字；3．指导教师意见应从选题的理论或实际价值出发，阐述学生利用的知识、原理、建立的模型正确与否、学生的论证充分否、学生能否完成课题，达到预期的目标。
郑重声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
本人签名：日期： 2015年5月目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1绪论 (3)1.1 机械手的概述 (3)1.2 机械手的国内外研究现状及设计目的 (4)1.3 机械手的技术发展方向 (5)1.4 本设计的主要任务 (5)1.5 机械手的坐标式与自由度 (6)2 袋料抓手的总体设计 (7)2.1 袋料抓手的手部结构方案设计 (7)2.2 袋料抓手的驱动方案设计 (9)2.3 袋料抓手电气控制方案比较与确定 (9)3 气动系统设计 (11)3.1 空气压缩器选型 (11)3.2 减压阀选型 (11)3.3 管道设计 (11)3.4 油水分离器选型 (12)3.5 管接头选型设计 (12)3.6 驱动机械手爪的气压缸初步选型 (12)3.7 驱动机械手压架的气压缸初步选型 (13)3.8 气动阀的选型 (13)4 袋料抓手各部分的设计计算 (13)4.1 驱动机械手珠的气压缸校核 (13)4.2 驱动机械手压架的气压缸推力校核 (15)4.3 连接杆尺寸计算与力的校核 (16)4.4 手指部分弯曲强度校核： (18)4.5 圆锥滚子轴承受力计算与寿命的的分析 (19)5 控制系统的设计 (19)5.1电气控制要求分析与PLC的选型 (19)5.2 PLC控制程序设计 (21)5.3 PLC梯形图 (22)5.4 程序说明 (22)总结 (23)参考文献 (24)致谢 (25)摘要在当今社会的制造业中，企业为提高生产效率，普遍重视生产过程的自动化程度。
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。
本文主要针对生产线上的自动化设计了一个抓袋机械手，实现袋料抓放过程的自动化。
该机械手能实现机械手的夹紧和放松等动作。
驱动系统采用气压驱动，实现了手爪的夹紧和放松动作。
控制系统采用PLC控制，通过光电传感器的信号来触发机械手的工作，实现自动化过程。
并且尽可能详尽的讨论了该机械手的手部等主要部件的结构设计及尺寸设计。
通过上述工作,机械手最终能够按照控制程序的要求进行运动,达到了本论文的设计目的和要求。
关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；气压驱动；1ABSTRACTIn today's society , Manufacturing enterprises to improve production efficiency, universal attention automation of the production process. Robot is an automated device having gripping and moving the workpiece features used in the automated production process, it is a new device developed in mechanization and automation of the production process.This paper mainly automated production line designed a robot grab bags, bags of material to achieve a pick and place process automation. The robot manipulator to achieve clamping and relaxation and other activities. Drive system uses pneumatic drive to achieve a gripper clamping and releasing operation. The control system uses PLC control, photoelectric sensor through a signal to trigger the robot's work, to automate the process. And as detailed as possible to discuss the design and size of the design of the robot hand and other major components.Through this work, the robot eventually can be performed in accordance with the requirements of motion control programs to achieve the purpose of this paper the design and requirements.Key words: Manipulator; PLC(programmable logic controller); pneumatic drive;1绪论1.1机械手的概述机械手主要由手部，运动机构和控制系统三大部分组成。
手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物的形状，尺寸，重量材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型，托持行和吸附性等。
改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降，伸缩，旋转等独立运动方式，称为机械手的关键参数。
自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。
一般专用机械手有2-3个自由度。
控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作、同事接受传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。
控制系统的核心通常是有单片机或DSP等微控制芯片构成，通过对其编程实现多要的功能。
机械手通常机床或其他机械的附加装置，如在自行机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热，累等劳动条件。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆，滑竿，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，检测设计等，是机电一体化的典型代表一起之一。
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。
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。
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。
随着工业现代化的进一步发展，自动化已成为现代企业中的重要支柱，无人车间，无人生产流水线等等，已经随处可见。
同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温，放射性，有毒气体，有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣中生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动化控制领域中出现的一项新技术，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。
工业机械手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，噪音一起带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。
在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。
专用机械手经过几年的发展，如今已进入以通过机械手为标志的时代。
由于通用机械手的应用和发展，进而促进了智能机器人的研制。
智能机器人涉及的知识内容，不仅包括一般的机械，液压，气动等基础知识，而且还应用一些电子技术，电视技术，通讯技术，计算技术，无线电控制，仿生学和假肢工艺等，因此它是一项综合性较强的新技术。
目前国内外发展这一新技术都很重要，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断修改，品种在不断地增加，应用领域也在不断地扩大。