（毕设全套）五自由度液压机械手及PLC控制系统设计（含CAD图纸）

格式：RAR 上传：2025-09-14 03:58:05

五自由度液压机械手及控制系统设计摘要，国内现有的机械手的臂力最小为.，最大为。本液压机械手的臂力为臂，安全系数般可在.，本机械手取安全系数。定位精度为。工作范围的确定机械手的工作范围根据工艺要求和操作运动的轨迹来确定。个操作运动的轨迹是几个动作的合成，在确定的工作范围时，可将轨迹分解成单个的动作，由单个动作的行程确定机械手的最大行程。本机械手的动作范围确定如下手腕回转角度手臂伸长量手臂回转角度手臂升降行程手臂水平运动行程确定运动速度机械手各动作的最大行程确定之后，可根据生产需要的工作拍节分配每个动作的时间，进而确定各动作的运动速度。液压上料机械手要完成整个上料过程，需完成夹紧工件手臂升降伸缩回转，平移等系列的动作，这些动作都应该在工作拍节规定的时间内完成，具体时间的分配取决于很多因素，根据各种因素反复考虑，对分配的方案进行比较，才能确定。机械手的总动作时间应小于或等于工作拍节，如果两个动作同时进行，要按时间长的计算，分配各动作时间应考虑以下要求给定的运动时间应大于电气液压元件的执行时间伸缩运动的速度要大于回转运动的速度，因为回转运动的惯性般大于伸缩运动的惯性。在满足工作拍节要求的条件下，应尽量选取较底的运动速度。机械手的运动速度与臂力行程驱动方式缓冲方式定位方式都有很大关系，应根据具体情况加以确定。在工作拍节短动作多的情况下，常使几个动作同时进行。为此驱动系统要采取相应的措施，以保证动作的同步。液压上料机械手的各运动速度如下手腕回转速度腕回手臂伸缩速度臂伸手臂回转速度臂回手臂升降速度臂升立柱水平运动速度柱移手指夹紧油缸的运动速度夹手臂的配置形式机械手的手臂配置形式基本上反映了它的总体布局。运动要求操作环境工作对象的不同，手臂的配置形式也不尽相同。本机械手采用机座式。机座式结构多为工业机器人所采用，机座上可以装上独立的控制装置，便于搬运与安放，机座底部也可以安装行走机构，已扩大其活动范围，它分为手臂配置在机座顶部与手臂配置在机座立柱上两种形式，本机械手采用手臂配置在机座立柱上的形式。手臂配置在机座立柱上的机械手多为圆柱坐标型，它有升降伸缩与回转运动，工作范围较大。位置检测装置的选择机械手常用的位置检测方式有三种行程开关式模拟式和数字式。本机械手采用行程开关式。利用行程开关检测位置，精度低，故般与机械挡块联合应用。在机械手中，用行程开关与机械挡块检测定位既精度高又简单实用可靠，故应用也是最多的。驱动与控制方式的选择机械手的驱动与控制方式是根据它们的特点结合生产工艺的要求来选择的，要尽量选择控制性能好体积小维修方便成本底的方式。控制系统也有不同的类型。除些专用机械手外，大多数机械手均需进行专门的控制系统的设计。驱动方式般有四种气压驱动液压驱动电气驱动和机械驱动。参考工业机器人表和表，按照设计要求，本机械手采用的驱动方式为液压驱动，控制方式为固定程序的控制。手部结构.概述手部是机械手直接用于抓取和握紧工件或夹持专用工具进行操作的部件，它具有模仿人手的功能，并安装于机械手手臂的前端。机械手结构型式不象人手，它的手指形状也不象人的手指，它没有手掌，只有自身的运动将物体包住，因此，手部结构及型式根据它的使用场合和被夹持工件的形状，尺寸，重量，材质以及被抓取部位等的不同而设计各种类型的手部结构，它般可分为钳爪式，气吸式，电磁式和其他型式。钳爪式手部结构由手指和传力机构组成。其传力机构形式比较多，如滑槽杠杆式连杆杠杆式斜楔杠杆式齿轮齿条式弹簧杠杆式等，这里采用滑槽杠杆式。.设计时应考虑的几个问题应具有足够的握力即夹紧力在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。手指间应有定的开闭角两个手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。手指的开闭角保证工件能顺利进入或脱开。若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。应保证工件的准确定位为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。例如圆柱形工件采用带形面的手指，以便自动定心。应具有足够的强度和刚度手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求具有足够的强度和刚度以防止折断或弯曲变形，但应尽量使结构简单紧凑，自重轻。应考虑被抓取对象的要求应根据抓取工件的形状抓取部位和抓取数量的不同，来设计和确定手指的形状。.驱动力的计算.手指.销轴.拉杆.指座图