工业物料搬运机械手设计说明书
作品内容简介
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。机器人应用情况，是一个国家工业 自动化水平的重要标志。 生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平， 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。 本机械手结构形式比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于机床 的专用机械手。以液压形式来驱动执行机构运动，其主要特点是:使用方便，输出力小，液 压动作迅速，结构简单，成本低。适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。采 用工业ＰＬＣ进行控制，能很快地改变工作程序，适应性较强，可以在不断变换生产品种的 中小批量生产中获得广泛的引用。
机电一体化大作业
项目名称：
工业物料搬运机械手
姓
名： 许晓娇
计制造及其自动化
时
间：
2014 年 5 月 26 日
目录
作品内容简介.......................................................................................................................................1 1 作品背景及意义...............................................................................................................................1 1.1 国内外产品现状......................................................................................................................1 1.2 研究目的及意义......................................................................................................................2 2 需求分析及方案设计.......................................................................................................................3 2.1 整体分析..................................................................................................................................3 2.2 方案设计..................................................................................................................................4 3 机械手具体结构设计.......................................................................................................................6 3.1 夹持式手部结构......................................................................................................................6 3.2 手腕结构设计........................................................................................................................10 4 机械手臂的尺寸设计与校核.........................................................................................................15 4.1 手臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核....................................................................................15 4.2 手臂升降液压缸的尺寸设计与校核....................................................................................16 4.3 手臂回转液压缸的尺寸设计与校核....................................................................................17 5 电路硬件设计.................................................................................................................................19 5.1 开关原理图与 PLC 外部接线图........................................................................................... 19 5.2 相关电气元件选型计算........................................................................................................19 6 机械手的 PLC 控制系统设计....................................................................................................... 20 6.1 机械手的控制要求................................................................................................................20 6.2 机械手总体电路方案............................................................................................................20 6.3 绘制流程图或顺序功能图....................................................................................................24 6.4 机械手程序设计....................................................................................................................24 7 创新特色及应用前景.....................................................................................................................30 7.1 创新特色................................................................................................................................30 7.2 应用前景................................................................................................................................30 8 小结.................................................................................................................................................31 参考文献.............................................................................................................................................32
1 作品背景及意义
1.1 国内外产品现状 目前国内工业机械手主要用于机床加工，铸锻，热处理等方面，数量，品种，性能方面都 不能满足生产发展的需要，因此，国内主要扩大机械手运用范围，重点发展铸锻，热处理方面 的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在 运用专业机械手的同时，相应地发展通用机 械手，有条件的还要研制示教式机械手，计算机控制机械手和组合式机械手等。国内外对发展 这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改， 品种在不断的增加，运用领域也在不断的扩大。在国外机械制造业中，工业机械手运用较多， 发展较快。目前主要用于机床，摸锻压机的上下料，以及点焊，喷漆等作业中，它可按照事先 制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。 如