毕业论文：普通车床上料机械手设计 ㊣ 精品文档 值得下载

金属加工塑料成型机械制造等行业也有普遍应用，并逐渐向纤维加工业食品工业家用产品制造等行业发展。

在工业生产和其它应用领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温，腐蚀，有毒气体以及人的有限体能等种种劣势的限制，工作效率很低。

自从机械手问世以来，相应的各种难题应刃而解。

机械手由耐高温，防腐蚀的材料制成，工作效率极高，而且不受体能的限制，非常方便。

机械手是种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹及其它要求，实现抓取搬运工件或操纵工具的自动化装置而可编程控制器由于其具有的高可靠性编程方便易于使用和修改，易于扩展和维护，环境要求低体积小巧，安装调试方便，在工业控制中有着广泛的应用。

设计项目发展情况我国机械手的研究和应用起步较晚，但是随着国内外机械手的快速发展社会需求的增大和技术的进步，装配机械手得到了迅速的发展，多品种少批量生产方式和为提高产品质量及生产效率的生产工艺需求，是推动装配机械手发展的直接动力。

是可编程序控制器的简称，于年代末期在美国首先出现，目的是用来取代继电器，执行逻辑计时计数等顺序控制功能，建立柔性程序控制系统。

经过近几十年的发展，己十分成熟与完善。

当前的中国，随着生产力的迅猛发展，工业发展的步伐越来越快在各行业各领域，对自动化程度的要求也愈来愈高了更好地适应这种情况，科学技术必须被广泛地应用在实际生产中，而以其自身的优势，在自动化领域内扮演着重要的角色，不容忽视，它也是种数字运算操作的电子系统，专为工业环境下应用而设计它采用可编程续的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算和算术运算等操作的指令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程技术近年来发展很快，并逐渐取代继电器。

跨具有通用性强，使用方便，适应面广，可靠性高，抗干扰能力强，编程简单等特点，弛在工业自动化控制特别是顺序控制中的地位。

总之，为了准确地掌握的基本知识和基本应用，在毕业设计中，我选择了该题目。

设计原理机械手主要由执行机构驱动机构和控制系统构成。

机械手的执行机构又包括手部手臂和躯干。

手部安装在最前端，任务是来准确的抓取工件，当然说到手定是与人的相似，所以必须具备手指，而且应具有与人手相似的动作或能代替人完成系列的动作，以此来达到目的。

手臂的作用是用来辅助手部准确的抓住工件并能够转移到所需要的位置，机械手的运动有两种个是上下直线运动，另个是左右直线运动。

因此其必须安装有液压缸电液脉冲马达电磁阀等作为其执行机构的动力部分或辅助系统。

驱动机构主要有四种液压驱动气压驱动电气驱动和机械驱动。

其主要以电气和气压驱动为主，只有少量的运用液压和机械驱动。

液压驱动主要是驱动大体积的重型工业设备如锅炉等。

它的优点是压力高体积小力量大动作平稳。

缺点是结构繁琐成本高而且需要配备压力源。

气压驱动的元件是气压缸气压马达等。

般采用个大气压也有些更大的具体要根据实际情况来定，虽然它的力量比较小体积比较重，但是出于廉价，而且不影响动作。

所以我们的手部采用此种驱动。

电气驱动时，直线运动可以采用电动机带动丝杠螺母机构。

我们通用的机械手则考虑到用步进电动机直或交流司服电机和变速箱等电气驱动有动力源简单维护和使用比较方便。

驱动机构采用种形式的动力，力量比较大。

所以本设计用该种驱动形式。

蕞且是电磁阀驱动气压缸的形式。

机械手的控制要素主要包括工作的顺序能提起多大的重量运动的时间到达的位置等。

具体还要加上点控和连续控制。

控制系统可根据动作的要求设计数字顺序。

它首先要编制程序加以存储，然后在根据规定的程序，控制机械手的运动工作。

为了使其程序简单修改容易等优点，本设计采用控制系统来完成操作。

第二章各电器设备的控制方式及控制要求机械手的机能和特性机械手最显著的特点有以下几个可编程生产自动化的进步发展是柔性自动化。

机械手可随其工作环境变化的需要再编程，因此它在小批量多品种具有均衡高效率的柔性制造过程中能发挥很好的功用，是柔性制造系统中的个重要组成部分。

拟人化机械手在机械结构上有类似人的小臂手腕手爪等部分，在控制上有电脑。

此外，智能化机械手还有许多类似人类的生物传感器，如接触传感器力传感器负载传感器等传感器提高了机器手对周围环境的白适应能力。

通用性除了专门设计的专用机器手外，般机械手在执行不同的作业任务时具有较好的通用性。

比如，更换机械手手部末端操作器手爪工具等便可执行不同的作业任务。

机电体化机械手技术涉及的学科相当广泛，但是归纳起来是机械学和微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。

因此，机械手技术的发系统是当中的核心，它可以的完成智能的处理。

它的作用是采集起重机运行时各机构状况的实时数据，按其相应的程序做处理，并同时将采集的数据通过串口与监控计算机通讯，其发布指令给输出模块调节各机构运行动作。

硬件设计更是控制系统的至关重要的个环节，这关系着控制系统运行的可靠性安全性稳定性。

主要包括输入和输出电路两部分。

控制系统的输入电路设计供电电源般，适应电源范围较宽，但应该加装抗干扰装置，输入电路电源般应采用，同时其带负载时要注意容量，并作好防短路措施，这对系统供电安全和安全至关重要，因为该电源的过载或短路都将影响的运行，般选用电源的容量为输入电路功率的两倍，输入电路电源支路加装适宜的熔丝，防止短路。

控制系统的输出电路设计依据生产工艺要求，各种指示灯变频器数字直流调速器的启动停止应采用继电器输出，它适应于高频动作，并且响应时间短如果系统输出频率为每分钟次以下，应首选继电器输出，采用这种方法，输出电路的设计简单，抗干扰和带负载能力强。

如果输出带电磁线圈等感性负载，负载断电时会对的输出造成浪电流的冲击，为此，对直流感性负载应在其旁边并接续流二极管，对交流感性负载应并接浪涌吸收电路，可有效保护。

当对于两个重要输出量，不仅在内部互锁，建议在外部也进行硬件上的互锁，以加强系统运行的安全性可靠性。

对于常见的交流开关类负载，例如交流接触器电磁阀等，应该通过微小型中间继电器驱动，避免的接点直接驱动，尽管手册标称具有交流开关类负载驱动能力。

行程开关行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。

在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。

因此，行程开关是种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。

行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程进行终端限位保护。

控制系统的软件设计在进行硬件设计的同时可以着手软件的设计工作。

软件设计的主要任务是根据控制要求将工艺流程图转换为梯形图，这是应用的最关键的问题，程序的编写是软件设计的具体表现。

在控制工程的应用中，良好的软件设计思想是关键，优秀的软件设计便于工程技术人员理解掌握调试系统与日常系统维护。

控制系统的程序设计思想由于生产过程控制要求的复杂程度不同，可将程序按结构形式分为基本程序和模块化程序。

基本程序既可以作为程序控制简单的生产工艺过程，也可以作为组合模块结构中的单元程序依据计算机程序的设计思想，基本程序的结构方式只有三种顺序结构条件分支结构和循环结构。

模块化程序把个总的控制目标程序分成多个具有明确子任务的程序模块，分别编写和调试，最后组合成个完成总任务的完整程序。

这种方法叫做模块化程序设计。

我们经常采用这种程序设计思想，因为各模块具有相对性，相互连接关系简单，程序易于调试修改。

特别是用于复杂控制要求的，生产过程。

控制系统的程序设计要点控制系统分配，依据生产流水线从前至后，点数由小到大尽可能把个系统设备或部件的信号集中编址，以利于维护。

定时器计数器要统编号，不可重复使用同编号，以确保工作运行的可靠性。

程序中大量使用的内部继电器或者中间标志位不是位，也要统编号，进行分配。

在地址分配完成后，应列出分配表和内部继电器或者中间标志位分配表。

彼此有关的输出器件，如电机的正反转等，其输出地址应连续安排，如等。

绘制梯形图程序机械手搬运工件时，按如下步骤自动进行。

机械手处于原位第步运行时，先按下复位按钮，闭合，单脉冲指令使辅助继电器产生个脉冲，使移位寄存器复位。

因此，移位寄存器的常闭触点卜均为闭合状态。

同时，因机械手在原位，上限位开关，左限位开关均处于压合状态，相对应的输入点均闭合，使移位寄存器首位置输出继电器得电，原位指示灯亮。

第次下降第步按下起动按钮，接通产生移位信号，使右移位，则为从而使得电，执行下降动作同时常开触点断开，使置，完成第步到第步的转变常开触点闭合，又为下次转换做好准备。

机械手下降过程中，上限位开关复位，断开，保持为。

夹持工件第二步下降到位时，下限位开关被压合，闭合，从而产生移位信号，的态移到得电，使失电，下降停止同时的态移到，使得电并保持，通过的保持触点使，同时得电，驱动夹持工件并开始计时。

第次上升第三步延时后，其常开触点接通，产生移位信号，使为，为于是得电，驱动电磁阀执行上升动作。

由于的保持作用，不会失电，工件直处于保持夹紧状态，机械手带重物上升。

右移第四步上升到位，上限位开关被压合，接通，产生移位信号，使为，为，失电，停止上升输出继电器得电，驱动电磁阀使机械手右移。

右移离开原点后，常开触点断开，仍保持为。

第二次下降第五步右移到右限位开关动作时，接通，又产生移位信号，使为，为。

从而使失电，停止右移，再次得电，驱动电磁阀，执行第二次下降动作。

松开工件第六步下降到位，再次压合使接通，产生移位信号，为为。

失电，下移停止被复位，进而使失电，夹持的工件被松开，放在右工作台上同时得电，开始松开计时。

第二次上升第七步延时后，其触点接通，产生移位信号，使为，为。

再次得电，机械手空载上升。

左移第八步上升到上限位开关处，再次压合，接通，产生移位信号，使为为从而使失电，停止上升，得电，机械手左移。

回到原位，左移到原位时，压下左限位开关，接通产生移位信号，使为，为。

失电，机械手停在原点位置。

想要再次起动，只有按下复位按钮，闭合，使卜复位后，才能重新开始。

第五章总结经过两个月来的设计与学习，使我们成功的通过了各项操作检测和调试，本文主要介绍了三菱系列小型多功能在机械手步进控制中的设计应用。

说明了机械手的动作原理，设计要求，程序设计方法。

达到所需要求，并能够成功的将工件