件，避免人身事故在高温高压低温低压有灰尘噪声臭味有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。在些简单重复，特别是较笨重的操作中，以机械手代替人进行工作，可以避免由二〇〇七年六月三日星期日于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。可以减轻人力，并便于有节奏的生产应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。国内外发展状况工业机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接喷漆上下料和搬运。工业机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险有害有毒低温和高热等恶劣环境中的工作代替人完成繁重单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。目前主要应用于制造业中，特别是电器制造汽车制造塑料加工通用机械制造及金属加工等工业。工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。我国工业机械手的研究与开发始于世纪年代。年我国第台机械手开发于上海，随之全国各省都开始研制和应用机械手。从第七个五年计划开始，我国政府将工业机器人的发展列入其中，并且为此项目投入的大量的资金，研究开发并且制造了系列的工业机器人，有由北京机械自动化研究所设计制造的喷涂机器人，广州机床研究所和北京机床研究所合作设计制造的点焊机器人，大连机床研究所设计制造的氢弧焊机器人，沈阳工业大学设计制造的装卸载机器人等等。这些机器人的控制器，都是由中国科学院沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的，同时系列的机器人关键部件也被开发出来，如机器人专用轴承，减震齿轮，直流伺服电机，编码器，等等。我国的工业机械手或第代机械手发展主要是逐步扩大其应用范围在应用专用机械手的同时，相应地发展通用机械手，研制出示教式机械手计算机控制机械手和组合式机械手等。可以将机械手各运动构件，如伸缩摆动升降横移俯仰等机构，设计成典型的通用机构，以便根据不同的作业要求，选用不同的典型机构，组装成各种用途的机械手，即便于设计制造，又便于更换工件，扩大了应用范围。发展趋势目前工业机械手主要用于机床加工铸造热处理等方面，无论数量品种和性能方面还是不能满足工业发展的需要。在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，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机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩摆动升降横移俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构，所以便二〇〇七年六月三日星期日根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，有便于更换工件，扩大应用范围。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型记忆再现型，以及具有触觉视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的个基本单元。在国外机械制造业中工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用于机床横锻压力机的上下料，以及点焊喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。此外，国外机械手的发展趋势是大力研制具有种智能的机械手。使它具有定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得定成绩。二〇〇七年六月三日星期日第章确定总体方案机械手的概念机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序轨迹和要求实现自动抓取或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。图。图工业机械手机械手的组成及其分类机械手的组成机械手般由执行机构驱动系统控制系统等部分组成各系统相互之间的关系如图所示。图机械手各系统之间的关系执行机构执行机构是机械手完成握持工件实现所需的各种运动的机械部件，包括如下几个部分手部即与物件接触的部件。根据与物件接触的不同形式，可分为夹持式和吸附式。手腕是连接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓取物件的方位。些简易的执行系统包括机身臂部腕部手部驱动系统控制系统被抓去对象二〇〇七年六月三日星期日机械手，也有不设手腕部件，将手部直接装在手臂部件的端部。手臂是支承被抓物件手部手腕的重要部件。手臂的作用点数为点，可满足要求。接近开关选择突出型，外形尺寸探测距离。外形图如图所示图接近开关外形机械手控制系统的设计与调试根据该机械手的动作过程及控制要求，控制系统的设计过程如下在控制中，通过的个输出端分别与个继电器的线圈相连，通过程序控制使电磁阀各线圈按定序列激励，带动机械手按预先安排的动作序列工作。如果欲改变二〇〇七年六月三日星期日机械手的动作，不需改变接线，只需将程序中动作代码及顺序稍加修改即可。程序流程图见图所示图程序流程图系统自动控制流程图如图所示图系统自动控制流程图的分配与接线图分配如表所示工作方式点动操作和自动控制。主程序初始化主程序无故障和急停手动自动调手动子程序调手动子程序主程序结束二〇〇七年六月三日星期日点动操作时，用按钮单独操作机构上升或下降右移或左移夹紧或放松。自动控制时，按下启动按钮，机构从原点开始，自动完成工作循环过程，即将工件夹紧后，从点移到点放下工件，然后返回原点，循环运动。机构原点设置在可移动部分位置的左上方，即压下左限位开关和上限位开关，机械手处于放松状态，机构在原点处有指示灯指示。梯形图程序设计的自动控制程序的编写方法很多,根据本次设计中机械手的特点,要求每个动作严格按顺序执行,因此采用步进指令编写,可保证机械手的运行有条不紊,即使出现误动作也不会造成混乱。根据机械手要求的动作顺序和要求，设计的梯形图。点动操作点动操作梯形图见总梯形图中的第逻辑行至逻辑行。当工作方式选择开关置于点动位置时，常闭接点断开，执行点动程序段。为安全起见，右移和左移只能在上限位置前提下进行，所以在梯形图相关逻辑行中串有上限开关常开接点。夹紧或放松采用或指令。右移和左移上升和下降动作表分配表均有限位保护和互锁。为减少按钮数量，这三种点动操作均公用起动和停止按钮，用转换开关选定点动操作方式，见输入输出分配图。由于点动操作和自动控制工作不会同时进行，所以在点动操作和自动控制俩段梯形图中，都使用的线圈是允许的。自动控制机械输入号信号定义输出号信号定义启动向下运动电磁阀下限位开关夹紧电磁阀上限位开关向上运动电磁阀伸臂限位开关伸臂电磁阀缩臂限位开关缩臂电磁阀放料开关停止点动自动点动左右运动点动上下运动点动夹紧二〇〇七年六月三日星期日手自动控制如控制图所示。相应的梯形图见图中至程序段。当工作方式选择开关置于自动控制位置时，常闭接点断开，执行自动控制程序段。自动控制工作过程说明如下在原点，机械手处于原点时，上限位开关，左限位开关被压，接通移位寄存器数据输入端，使置接通。下降按下起动按钮,与接点接通移位寄存器移位信号输入端，产生移位信号，的态移至,接通线圈，机械手执行下降动作。同时接点断开，使置断开，断开，原点指示灯熄灭。夹紧当机械手下降至检测到减振器盖时，接近开关，与闭合，产生移位信号，为，为，接点断开线圈通路，停止下降的接点接通线圈，接点接通，手夹紧工件，同时定时器开始计时。上升当延时到，与的接点闭合，产生移位信号，为，均为，接点接通线圈，机械手把夹紧的工件提升。因为使用指令，所以线圈保持接通，也保持接通，使机械手继续把工件夹紧。右移当机械手上升至撞到上限位开关时，和接点闭合，产生位移信号，为，都置。接点断开线圈通路，停止上升，同时接点接通线圈通路，执行右移动作。下降机械手右移撞到右限位开关，与接点接通位移信号，为，置。接点断开线圈回路，停止右移，同时，接点接通线圈，机械手下降。松开机械手下降，接近开关检测到托盘时，与接点接通位移信号，置，为。接点断开线圈回路，停止下降，同时接点接通线圈，指令使复位，接点断开线圈回路，机械手松开并放于点。同时开始计时。上升延时，与接点接通移位信号，为，置。线圈被接通，机械手又上升。左移机械手上升至上限位时，与接点闭合，移位后，置，置。线圈回路断开，停止上升，同时线圈闭合，左移。机械手回到原位当左移撞到时，与接点闭合，移位后，为，线圈回路断开，停止左移，同时置，与接点接通移位寄存器复位输入端，寄存器全部复位。此时机械手已返回到原点，和又闭合，又别置，完成了个工作周期。机械手将重复上述动作过程。调试程序将程序输入计算机,先在计算机上进行模拟调试,用开关模拟输入信号,用计算机上的指示灯模拟输出情况,调试通过后再与机械部分连接,进行在线连机调试,直到全部系统运行正常为止。二〇〇七年六月三日星期日本章小结本章介绍了的特点及应用，的使用步骤，对机械手的进行了设计，给出了机械手控制系统的设计过程。二〇〇七年六月三日星期日结论通过毕业设计，我完成了减振器盖装配线自动给料机械手的设计。通过查阅各种有关气动机械手的的书籍，我对自动生产线的机械手逐渐了解，通过综合运用机械液压与气压计算机以及电控制等学科的知识，完成了整机机械传动分析各机构参数的确定机构的优化设计气压系统的计算气压元件的选用电器控制以及程序的编制和调试等工作内容，上下料作业的自动化，降低了工人的劳动强度，提高了劳动生产率，具有较高的实用价值。在本次设计中得出以下结论上下料机械手的设计是对各学科知识的综合运用根据搬运机械手的结构特点，采用气压传动，使机械手动作迅速，反应灵敏，便于自动控制。气压传动对工作环境适应性好，不会因环境变化影响传动及控制性能。阻力损失和泄漏较小，不会污染环境，同时成本低廉。气缸设计中采用个弹簧复位装置，实现了手指的常闭式结构，同时保证了手指具有足够的安全系数通过对气压系统的安装调试，实现了气压驱动的基本功能我认为在大学本科学习阶段，气压技术的运用方面是我的薄弱环节。这次毕业设计正是为我提供了弥补这方面不足的机会，因此，我加强了对这两个方面的学习和运用，提高了这方面的能力。通过这次毕业设计，我将所学的知识综合运用，并且学习所欠缺的知识。我锻炼了自学能力应用能力，并且积累了定的工程应用的经验。使我对机械方向的进步学习和研究做好了准备。二〇〇七年六月三日星期日致谢本设计是在指导教师陈树海老师的悉心指导和热情关怀下完成的，感谢陈老师在年学习期间为我提供了极好的学习环境，认真且耐心地解答我在学习中遇到的难题。在设计过程中，得到了老师悉心的指导和帮助，他对科学的严谨态度将会使我终身受益，在此表示深深的谢意,感谢在我的毕业设计中，给予我帮助关心