摘要机械手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。
机械手技术涉及到力学、机械学、电器液压技术、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。
本次毕业设计以“码垛机械手”作为设计课题，将先进的设计理念，先进的设计技术和方法相结合应用于传统产品的设计中，采用当今比较先进的设计软件。
它需要完成将毛坯材料（直径80mm）从传送带上移到加工中心，再将加工好的零件放回传送带的任务。
并且整个过程要求用PLC控制。
通过对机械手在国内外的使用现状的介绍，以及它们在使用中存在的问题，对各种支护设备进行比较，从而确定设计方案和设计参数，进而对机械手进行受力分析和控制系统的设计，以确保它的可行性。
为以后机械手的设计与改进提供了依据。
关键词：机械手液压 PLC 设计AbstractRobots are a kind of automatic positioning control and can be programmed to change to the multi-function machine, it is more freedom, and can be used to carry objects to complete the work in different environments. Robot technology involves mechanics, mechanics, electric hydraulic technology, automatic control technology, the sensor technology and computer technology, science, is an interdisciplinary comprehensive technology.The graduation design in "palletizing robot" as a design topic, the advanced design idea, method and technology of advanced design combined application of traditional product design, the comparison of advanced software design today. It will need to complete blank materials (diameter 80mm) from the conveyor belt to machining center, again will be processed parts put back the conveyor belt. And the whole process requirements with PLC.Through the use of robots at home and abroad are introduced, and the current problems existing in the use of various supporting equipment, compared to determine the design scheme and design parameters, then analyzes forces of manipulator and the design of control system, to ensure its feasibility. For the design and improvement of the manipulator.Keyword: Manipulator Hydraulic PLC Design目录第1章绪论 (1)1.1工业机械手概述 (1)1.1.1机器人的定义 (1)1.1.2机械手概述 (2)1.2总体方案设计 (4)1.2.1平行夹持机构方案设计 (4)1.2.2平行四边形机构设计 (4)1.2.3大臂设计方案 (5)1.2.4液压控制系统设计方案 (5)1.2.5 PLC电控系统设计方案 (6)1.3设计要求 (6)1.4我国工业机器人现状及发展趋势 (7)1.5国外机器人研究与发展趋势 (9)第2章夹持器的设计 (11)2.1夹持器的总体机构设计 (11)2.2夹持器的结构计算及其说明 (11)2.2.1设计要求 (11)2.2.2夹持器的设计计算 (11)2.2.3运动部件的主要设计校核 (12)2.3液压缸的选择 (14)2.3.1 设计要求 (14)2.2.2 液压缸的设计计算 (14)第3章平行四边形机构设计方案 (17)3.1四边形升降机构具体设计 (17)3.1.1设计目的及要求 (17)3.1.2设计参数 (17)3.1.3液压驱动的设计 (17)3.2具体设计计算与校核 (17)3.2.1对BE杆的设计计算 (18)3.2.2研究CD杆件 (20)3.3平行四边形机构行程计算 (21)3.3.1平行四边形机构的简图 (21)3.4动态计算 (22)3.4.1平行四边形机构动态计算 (22)3.4.2底座回转时的动态计算 (24)3.4.3液压缸1运动时平行四边形机构的动态计算 (27)3.5带动平行四边形机构的液压缸2的设计与计算 (27)3.5.1液压缸2的行程计算 (27)第4章液压控制系统的设计与计算 (33)4.1设计内容 (33)4.2 设计方案 (33)4.3总体设计要求 (33)4.4液压回路设计 (34)4.5油泵的选择计算 (34)4.5.1油泵的选择计算 (34)4.5.2泵驱动电机的选择计算 (34)4.5.3液压阀的选择 (34)4.5.4辅助元件的选择 (35)4.5.5液压系统性能的验算 (36)4.5.6液压系统图 (36)第5章 PLC控制系统设计 (37)5.1 PLC的构成及工作原理 (37)5.2选择PLC (37)5.3 PLC外部I/O分配图 (37)5.4软件设计 (39)5.5硬件设计 (46)第6章结论 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第一章绪论1.1工业机械手概述首先我介绍一下机器人产生的背景，机器人技术的发展，它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果，也同时，为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术，它的发展归功于在第二次世界大战中，各国加强了经济的投入，就加强了本国的经济的发展。
另一方面它也是生产力发展的需求的必然结果，也是人类自身发展的必然结果，那么人类的发展随着人们这种社会发展的情况，人们越来越不断探讨自然过程中，在改造自然过程中，认识自然过程中，实现人们对不可达世界的认识和改造，这也是人们在科技发展过程中的一个客观需要。
1.1.1 机器人的定义在科技界，科学家会给每一个科技术语一个明确的定义，但机器人问世已有几十年，机器人的定义仍然仁者见仁，智者见智，没有一个统一的意见。
原因之一是机器人还在发展，新的机型，新的功能不断涌现。
根本原因主要是因为机器人涉及到了人的概念，成为一个难以回答的哲学问题。
就像机器人一词最早诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。
也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。
操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。
示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。
数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。
感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。
适应控制型机器人：机器人能适应环境的变化，控制其自身的行动。
学习控制型机器人：机器人能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。
智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。
我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。
所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。
而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。
在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。
目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。
1.1.2 机械手概述机械手是在机械化、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。
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大等特点，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，例如：(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。
(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。
(4)可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。
(5)宇宙及海洋的开发。
(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。
能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
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。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部和运动机构组成。
手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。
运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，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，称为机械手的自由度。