机械手直线运动液压系统设计与制作 【毕业设计】.doc

电气工程系毕业设计
 设计题目:机械手直线运动液压系统设计与制作
机械手直线运动液压系统设计与制作
【摘要】
简要地介绍了工业机器人的概念,机械手的组成和分类,机械手的广泛应用,使用特点,液压、气动技术的特点,PLC控制的特点及国内外的发展状况。
本文对机械手进行了总体方案设计,确定了机械手的座标型式和自由度,确定了机械手的技术参数。
设计出了机械手的液压系统,绘制了机械手液压系统工作原理图。利用可编程序控制器对机械手进行控制,选取了合适的PLC型号,根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案,画出了机械手的工作时序图和梯形图,并编制了可编程序控制器的控制程序。
关键词:工业机器人,机械手,气动,可编程序控制器(PLC)
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目录
第一章绪论 1
气动机械手概述 1
机械手的组成和分类 1
1
3
7
第二章机械手的设计方案 8
8
机械手的驱动方案设计 9
机械手的控制方案设计 10
机械手的技术参数列表 10
第三章机械手的液压部分
液压系统的工作原理特性

液压系统的组成
液压系统的优、缺点
第四章机械传动方案的设计与计算
小车的组成部分
同步带传动方式优、缺点
驱动动力源
机械传动方案的设计计算
第五章机械手的PLC控制设计 18
18
PLC的结构,种类和分类 18
FX2n系列三菱PLC特点 20
接近开关传感器 21
I/O接口简介 21
行程开关的介绍 22
行程开关的概念 22
行程开关的作用及原理 22
23
回路的设计 23
系统输入/输出分布表 24
25
步进电机的运行控制 25
第六章结论 35
结束语 36
参考文献 37
第一章绪论
一、
机械手概述
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,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.
机械手历史
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的。
1962年,美国联合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate(即万能自动)。运动系统仿照坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动;控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司,专门生产工业机械手。
1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初,但都是国外工业机械手发展的基础。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差小于±1毫米。联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。
联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。
日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。
前苏联自六十年代开始发展应用机械手,至1977年底,其中一半是国产,一半是进口。