冲压搬运机械手的设计说明书完整版

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书搬运机械手及控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化摘要摘要我国的机械手的发展在最近几年得到了突飞猛进的发展，机械手可以仿照人类的某些肢体运动完成某些特定的动作，所以机械手在生产活动中扮演着越来越重要的角色。

因此机械手会在我国得到更普遍广泛的应用。

搬运机械手在当今工业、医疗、自然灾害等等的领域中等到了广泛的应用发展，然而搬运机械手的控制系统和执行机构在工作中起到举足轻重的作用，因此控制部分和执行部分对于机械手的工作的整体运转情况具有十分重要的意义。

所以本次毕业设计主要的任务是解决执行机构和控制部分的问题，该毕业设计采用气压传动作为执行机构，可编程控制器作为搬运机械手的控制部分。

对于本论文的总体设计主要有一下几点，首先要确定搬运机械手的工作对象、设计的目的、搬运机械手的自由度。

本毕业设计要通过计算计算出气爪个夹紧力，伸缩臂的气缸、摆动气缸的扭矩等，然后选择标准气缸。

执行部分要画出气动原理图，控制部分要根据搬运机械手控的IO点数选择三菱FX系列PLC。

根据毕业设计的任务书要求画出梯形图和程序语句表。

关键词：搬运机械手气压动传动可编程控制器SMC气缸AbstractAbstractThe robot's development has been rapid development in recent years, The robot can be modeled on the human limb movements to complete certain actions. Play an increasingly important role in the move. Robot in China more generally, a wide range of applicationsHandling robot in wait for a wide range of application development in the area of today's industrial, medical, natural disasters, etc. However, the handling robot control system and the implementing agencies to play a decisive role in the work, Control and operative parts of great significance for the overall functioning of the robot work. The graduation project the main task is to solve the problem of implementing agencies and the control part of the, The graduation project adopts pneumatic transmission, programmable logic controller for moving the control part of the robot as the executing agency.For the overall design of this paper are mainly the following points, Must first determine the object handling robot designed to degrees of freedom of the handling robot, the robot parameters, and so on. This graduation project is calculated by calculating the outlet claws clamping force, The cylinder of the telescopic boom、Parameters of robot and so on. Then select the standard cylinder. Operative to draw pneumatic schematic, The control section according to the IO handling robot control points to select the Mitsubishi FX series PLC. Graduated from the design task book draw the ladder and the program statement table.Keyword: Moving robot Pressure dynamic transmissionProgrammable controller SMC cylinder目录摘要 (1)Abstract（英文摘要）…………………………………………………………………………………………………………目录…………………………………………………………………………第一章引言……………………………………………………………1．1课题的目和意义………………….1．2 工业机械手设计的基本步骤……………………………………………..2 总体设计...........................................................................2．1 设计的容...........................................................................2．1．1总体说明....................................................................... 2．1．2驱动方式的选择和设计 (6)2．1．3整体机构的确定……………………………………………………..3 工业机械手的机械部分设计 (8)3.1 工业机械手的规格参数……………………………………………..3.2 工业设计手的参数计算 (8)3.2.1 手部质量计算……………………………………………………..3.2.2 机械手的爪部夹紧气缸的选择 (9)3.2.3 腕部传动气缸的选择……………………………………………..3.2.4 伸缩气缸的选择……………………………………………………3.2.5 对伸缩导杆的校核 (12)3.2.6 配重算………………………………………………………………3.2.7 升降部分计算…………………………………………………………..3.2.8 对升降导杆的核算 (15)3.2.9挠度计算…………………………………………………...............3.2.10转台型齿杆式回转摆动气缸的计算 (16)4 工业机械手的控制部分设计 (17)4．1 回路计算……………………………………………………………….. 4．2 执行元件选择………………………………………………………….. 4．3 控制元件选择…………………………………………………………..4．4 执行元件用气量的计算和空压机的选择 (21)4．5 气动元件的清单……………………………………………………….4.6 动作顺序表………………………………………………………….电气控制系统设计………………………………………………………..5．1电气控制方案设计和元件的选择 (25)5．2 PLC控制系统设计及PLC及I/O端口分配图的设计………….5．3 PLC梯形图的设计………………………………………………………5．4 PLC的控制程序………………………………………………………..总结致谢参考文献第一章引言1.1课题来源及现实意义该课程设计是机械及机械控制理论及课程教学计划的实践学习的过程，是对这几年课程知识的综合考验与考察，是对我们的一个综合检测。

绪论1. 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、搬运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”。

生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。

因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用[1]。

机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。

随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。

由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用[2]。

机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。

机械手设计说明书篇一：机械手设计说明书指导老师：设计合作成员：一、设计项目名称机械手臂手指机构2二、设计目的本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。

手指的动力驱动方式为液压传动。

液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。

三、设计要求(1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。

(2)选取机械手的座标型式和自由度。

(3)主要设计出机械手的手部机构。

(4)液压传动系统液压缸的选用四、设计方案4.1 机械手基本形式的选择机械手的典型结构一般可分为：回转型（包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种）、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。

本设计采用二指回转型手抓。

4.2 机械手的主要部件及运动本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。

主要的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动。

4.3 驱动方式的选择本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。

4.4 机械手的技术参数列表用途：卸码垛机械手臂抓重：5kg抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg4.5 机械工作原理机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。

图1. 机械手夹工件的工作原理框图该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。

传动机构采用齿条与齿轮啮合。

本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。

而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。

机械手的整体结构图如图2、图3所示。

手爪部分特点如下表述：1. 机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。

机械手爪能夹宽度尺寸为90～110mm的工件，由于所夹工件是六菱柱形钢质工件，故在竖直方面上夹持会比较方便设计和简化机构，手爪部分可以做成平面夹板，而机构本身应带水平转盘机构以适应不同角度的夹持。

本科毕业设计 (论文)运料机械手的设计Material Handling Manipulator Design学院：机械工程学院专业班级：机械电子工程 DZ机电091 学生姓名：叶国巍学号： 2011140428 指导教师：汪冰（讲师）2013年6月目录1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 设计目的 (1)2 手部结构 (1)2.1 设计时应考虑的几个问题 (1)2.2 驱动力的计算 (2)2.3 夹紧缸的设计计算 (4)3 臂部设计 (6)3.1 伸缩手臂运动驱动力计算 (6)3.2 液压缸缸筒内径D的确定 (9)3.3 液压缸外径的设计及校核 (10)3.4 活塞杆设计参数及校核 (10)4 机身升降机构设计 (11)4.1 手臂偏重力矩的计算 (11)4.2 升降不自锁条件分析计算 (12)4.3 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 (12)4.4 液压缸缸筒内径D的确定 (13)4.5 液压缸外径的设计及校核 (14)4.6 活塞杆设计参数及校核 (14)5 机身回转机构设计 (15)5.1 回转缸驱动力矩的计算 (15)5.2 回转缸尺寸的初步确定 (16)5.3 液压缸盖螺钉的计算 (16)5.4 动片和输出轴间的连接螺钉 (17)6 液压及控制系统设计 (18)6.1 液压系统设计 (18)6.2 PLC控制系统设计 (21)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)1 绪论1.1 课题背景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、搬运或操作的自动机械装置。

近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，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。

机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。

尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书搬运机械手及控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化摘要摘要我国的机械手的发展在最近几年得到了突飞猛进的发展，机械手可以仿照人类的某些肢体运动完成某些特定的动作，所以机械手在生产活动中扮演着越来越重要的角色。

因此机械手会在我国得到更普遍广泛的应用。

搬运机械手在当今工业、医疗、自然灾害等等的领域中等到了广泛的应用发展，然而搬运机械手的控制系统和执行机构在工作中起到举足轻重的作用，因此控制部分和执行部分对于机械手的工作的整体运转情况具有十分重要的意义。

所以本次毕业设计主要的任务是解决执行机构和控制部分的问题，该毕业设计采用气压传动作为执行机构，可编程控制器作为搬运机械手的控制部分。

对于本论文的总体设计主要有一下几点，首先要确定搬运机械手的工作对象、设计的目的、搬运机械手的自由度。

本毕业设计要通过计算计算出气爪个夹紧力，伸缩臂的气缸、摆动气缸的扭矩等，然后选择标准气缸。

执行部分要画出气动原理图，控制部分要根据搬运机械手控的IO点数选择三菱FX系列PLC。

根据毕业设计的任务书要求画出梯形图和程序语句表。

关键词：搬运机械手气压动传动可编程控制器SMC气缸AbstractAbstractThe robot's development has been rapid development in recent years, The robot can be modeled on the human limb movements to complete certain actions. Play an increasingly important role in the move. Robot in China more generally, a wide range of applicationsHandling robot in wait for a wide range of application development in the area of today's industrial, medical, natural disasters, etc. However, the handling robot control system and the implementing agencies to play a decisive role in the work, Control and operative parts of great significance for the overall functioning of the robot work. The graduation project the main task is to solve the problem of implementing agencies and the control part of the, The graduation project adopts pneumatic transmission, programmable logic controller for moving the control part of the robot as the executing agency.For the overall design of this paper are mainly the following points, Must first determine the object handling robot designed to degrees of freedom of the handling robot, the robot parameters, and so on. This graduation project is calculated by calculating the outlet claws clamping force, The cylinder of the telescopic boom、Parameters of robot and so on. Then select the standard cylinder. Operative to draw pneumatic schematic, The control section according to the IO handling robot control points to select the Mitsubishi FX series PLC. Graduated from the design task book draw the ladder and the program statement table.Keyword: Moving robot Pressure dynamic transmissionProgrammable controller SMC cylinder目录摘要 (1)Abstract（英文摘要）…………………………………………………………………………………………………………目录…………………………………………………………………………第一章引言……………………………………………………………1．1课题的目和意义………………….1．2 工业机械手设计的基本步骤……………………………………………..2 总体设计...........................................................................2．1 设计的容...........................................................................2．1．1总体说明....................................................................... 2．1．2驱动方式的选择和设计 (6)2．1．3整体机构的确定……………………………………………………..3 工业机械手的机械部分设计 (8)3.1 工业机械手的规格参数……………………………………………..3.2 工业设计手的参数计算 (8)3.2.1 手部质量计算……………………………………………………..3.2.2 机械手的爪部夹紧气缸的选择 (9)3.2.3 腕部传动气缸的选择……………………………………………..3.2.4 伸缩气缸的选择……………………………………………………3.2.5 对伸缩导杆的校核 (12)3.2.6 配重算………………………………………………………………3.2.7 升降部分计算…………………………………………………………..3.2.8 对升降导杆的核算 (15)3.2.9挠度计算…………………………………………………...............3.2.10转台型齿杆式回转摆动气缸的计算 (16)4 工业机械手的控制部分设计 (17)4．1 回路计算……………………………………………………………….. 4．2 执行元件选择………………………………………………………….. 4．3 控制元件选择…………………………………………………………..4．4 执行元件用气量的计算和空压机的选择 (21)4．5 气动元件的清单……………………………………………………….4.6 动作顺序表………………………………………………………….电气控制系统设计………………………………………………………..5．1电气控制方案设计和元件的选择 (25)5．2 PLC控制系统设计及PLC及I/O端口分配图的设计………….5．3 PLC梯形图的设计………………………………………………………5．4 PLC的控制程序………………………………………………………..总结致谢参考文献第一章引言1.1课题来源及现实意义该课程设计是机械及机械控制理论及课程教学计划的实践学习的过程，是对这几年课程知识的综合考验与考察，是对我们的一个综合检测。

摘要在当今大规模的制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机械手作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业认同并采用。

工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。

目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取试教在线的方式。

本文将设计一台四自由度的工业机械手，用于给冲压设配运送物料。

首先，本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。

然后选择合适的传动方式，驱动方式，搭建工业机器人的结构平台。

在此基础上，本文将设计该机械手的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择，反馈方式和反馈元件的选择，端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。

最终实现目标包括：关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况，机械手的示教编程和在线修改程序，设置参考点和回参考点。

关键词：机械手；示教编程；伺服；制动ABSTRACTIn today's large-scale manufacturing, the enterprise to improve production efficiency and ensure product quality, universal attention production process automation degree, manipulator as an important member of automatic production line, gradually by enterprise and the use of identity. Industrial robot technology level and application degree to a certain extent reflect a nation of industrial automation level. Currently, the manipulator main bear the welding, painting, handling and storage, and the intensity of labor great importance of the work, work way to try to teach the general way online.This paper will design a four degrees of freedom industrial robot, are used to transport materials with stamping set. First of all, this article will design the base of the industrial robot hand, wrist, arm, the structure, etc. And then choose the appropriate transmission mode, driving way, build the structure of manipulator platform. On this basis, this paper will design the system control system, including data collection card and the choice of servo amplifiers, feedback and feedback of components of the way choice, terminal board circuit design and control of the software design, focusing on the reliability of the control software and operation safety of manipulator. Finally realize the goals include: the joint servo control and braking problems in real time detection of each joint movement of the manipulator, the manipulator. Teaching program and on-line modification program, set the reference points and back to the point of reference.Keywords: Manipulator; Demonstration program; Servo; brake.目录摘要 ......................................................................... 错误!未定义书签。

冲压机械手—手臂部分设计摘要本文所设计的冲压机械手用于搬运工件，为了增加本机械手的通用性，在结构尽可能紧凑的情况下，最大限度地使工业机械手具有较大的抓取范围。

本文主要介绍了冲压机械手的概念、组成和分类，机械手的自由度和坐标形式、运动及国内外的发展状况。

对冲压机械手进行总体方案设计，首先确定了机械手的坐标形式为圆柱坐标型，自由度数为5，接着确定了机械手的驱动装置为液压缸，然后确定了机械手的主要技术参数。

同时，设计了机械手的手部结构形式为滑槽杠杆式钳爪、手腕的结构形式为采用电机带动腕回转、臂部结构形式采用双导向杆导向，机身结构形式为升降缸置于回转缸之上的结构形式，计算出了夹紧工件所需的驱动力、手腕转动时所需的驱动力矩、手臂伸缩所需的驱动力、手臂俯仰所需的驱动力、手臂升降所需的驱动力和手臂回转所需的驱动力矩。

继而设计了冲压机械手的各个部分液压缸的尺寸和结构及各个部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。

关键词液压驱动；冲压机械手；液压缸目录摘要...... . (I)第1章绪论 (1)1.1 机械手的含义 (1)1.2 机械手的产生、应用与发展 (1)1.2.1 机械手的产生（简史） (1)1.2.2 应用简况 (2)1.2.3 发展趋势 (2)1.3 冲压机械手的组成与运动 (3)1.3.1 冲压机械手的组成 (3)1.3.2 冲压机械手的运动 (5)第2章冲压机械手的手部设计 (10)2.1 概述 (10)2.2 手部机构形式 (10)2.2.1 手爪 (10)2.2.2 传动装置 (10)2.2.3 驱动装置 (10)2.3 前爪式手部机构的选用要点 (11)2.4 滑槽杠杆式钳爪的夹紧力分析与计算 (11)2.5 滑槽杠杆式钳爪手部机构的驱动力计算 (13)2.6 手部夹紧液压缸的设计与计算 (13)2.7 本章小结 (14)第3章冲压机械手的腕部设计 (15)3.1 概述 (15)3.2 腕部回转力矩的计算 (15)M (15)3.2.1 摩擦阻力矩摩M (15)3.2.2 工件重心偏置引起的偏置力矩偏3.2.3 腕部启动时的惯性阻力矩M (16)惯3.3 本章小结 (17)第4章工业机械手臂部的设计 (18)4.1 概述 (18)4.2 冲压机械手臂部的结构形式 (18)4.2.1 冲压机械手臂部伸缩运动的结构 (19)4.2.2 冲压机械手臂部俯仰运动的结构 (19)4.2.3 冲压机械手臂部回转及升降的结构 (20)4.2.4 导向装置 (20)4.3 冲压机械手臂部运动驱动液压缸的设计与计算 (21)4.3.1 手臂水平伸缩运动驱动液压缸的计算 (21)4.3.2 手臂垂直升降运动驱动液压缸的设计与计算 (22)4.4 冲压机械手的液压缓冲装置 (23)4.5 本章小结 (24)结论 (25)致谢 (26)参考文献 (27)第1章绪论1.1机械手的含义“机械手”（mechanical hand，也被称为“自动手”(auto hand), 多数是指附属于主机、程序固定的自动抓取、操作装置（国内一般称作机械手或者专用机械手）。

冲压机械手的设计概述冲压机械手是一种常用于工业生产中的自动化设备，它主要用于操作和搬运金属板材、零件以及产品。

冲压机械手的设计要考虑到工作环境、工作负荷、精确度和平安等因素，以实现高效、稳定和平安的生产。

结构设计冲压机械手的结构设计是整个设计过程中的关键环节。

常见的冲压机械手结构包括固定式、G型、C型和直角型等。

其中，G型和C型的结构广泛应用于冲压机械手设计中。

G型结构G型结构的冲压机械手由立柱、臂架、五连杆和末端执行器组成。

立柱支撑着臂架，臂架通过旋转装置和传动装置实现左右摆动和上下抬升的动作。

五连杆通过旋转装置和传动装置连接臂架和末端执行器，实现末端执行器的运动控制。

G型结构的冲压机械手具有结构简单、稳定性好和运动速度快的特点。

适用于中小型负荷的冲压工作。

C型结构C型结构的冲压机械手由定框、运动架和末端执行器组成。

定框固定在机床或工作台上，运动架通过传动装置实现前后滑动和上下抬升的动作。

末端执行器通过传动装置连接运动架，实现末端执行器的运动控制。

C型结构的冲压机械手具有结构紧凑、尺寸小和能耗低的特点。

适用于小型高速冲压工作。

动作控制冲压机械手的动作控制是保证冲压工作稳定和精确度的关键。

动作控制可通过控制系统、传感器和执行器实现。

控制系统控制系统通常采用PLC〔可编程逻辑控制器〕或CNC〔数控系统〕来实现对冲压机械手的控制。

控制系统能够根据工艺要求预先编程，并进行监控和诊断，确保冲压工作的稳定性和平安性。

传感器传感器主要用于检测冲压机械手的位置、速度和力量等参数。

常见的传感器包括光电传感器、接触传感器和压力传感器等。

传感器能够实时监测机械手的状态，并提供反响信号给控制系统进行调整。

执行器是冲压机械手的关键组成局部，它包括电动执行器和液压执行器。

电动执行器通过电动机驱动，实现机械手的运动。

液压执行器那么通过液压系统传递液压力量，实现机械手的运动。

执行器的选取要考虑到工作负荷、速度和精确度等因素。

机械手说明书范例目录前言--------------------------------------第一章设计任务书------------------------------------第二章设计任务分析以及总体方案----------------------- (一)机械手设计原则---------------------------（二）机械手分类-------------------------------------（三）机械手主要组成------------------------------ （四）机械手结构布置要求及平稳性与定位精度-----------第三章机械部分的设计---------------------(一)机械手手部----------------------------------（二）机械手的手腕------------------------------------- （三）机械手的手臂----------------------------------第四章驱动部件设计----------------------------(一)液压驱动部分------------------------------------（二）气压驱动设计-------------------------------------(三)液动机的选择-------------------------------------(四)减速齿轮的选择------------------------第五章管路布置及效验---------------------------（一）机械手常用位置检测元件--------------------------- （二）管路布置方法--------------------------------第六章参考文献---------------------第七章设计感言-------------------------------------前言机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。

学士学位论文冲压机械手的设计姓名：学号：指导学院：专业：完成日期：学士学位论文冲压机械手的设计姓名：学号：指导学院：专业：完成日期：基于PLC的台式钻床控制系统改造及其进给系统设计摘要冲压机械手是在自动化设备的基础之上,根据现实生产中冲压的实际特点,专门为实现无人生产而研发的机械设备,有利于企业提高整条生产效率。

本文在收集有关机械手方面的资料之后,对掌握的资料进行分析,能以一种快捷的途径完成该课题的研究。

根据对机械手手部、腕部、手臂以及机身计算得出的数据,通过三维软件进行运动状态的模拟仿真,最后对机械手的设计过程进行完善。

同时本文还介绍了机械手的作用,机械手的组成和分类,以及讨论磁吸式机械手的设计理论与方法。

着重说明了它四个部分的结构设计。

通过学习冲压机械手的工作原理,从而了解磁吸式机械手的运动机理。

磁吸式的结构能够适合生产需要的冲压机械手,在实际生产中可以完成预期的作业,本文设计的是磁吸式的结构,因而与通用机械手相比,它结构简单,成本低廉,专用性和实用性较高,能够实现车间的某些搬运与装配工作。

[关键词]冲压机械手限位开关电磁铁齿轮齿条机身AbstractStampingmachine handison the basis ofautomation equipment,according to the actualcharacteristics of stampingproduction reality,specifically for the realization of unmanned productionand R & Dof mechanical equipment,which is beneficial to theimprovement ofthe whole productionefficiency.Afterthedatacollected on the manipulator hand,it can complete thestudy of subjectin afast way and carry on the analysis tothe data.According to themechanicalhand,wrist,arm and thecalculated data,and simulate themotion stateby 3Dsoftware,thedesign process of themanipulatoris good. At the same time,this paperalso introducesthe role of manipulator, manipulator of the composition and classification,anddiscussesthe design theory and method ofmagneticmanipulator.It emphasizes itsfour part structuredesign.The principle oflearningthe stampingof the manipulator,so as to understand themechanism ofmagneticmanipulator.Magneticstructureis suitable forpunchingmachine hand production needs,in the actual production,itis expected to be completedhomework,this design is themagneticstructure,compared withgeneralmanipulator,which has the advantages of simple structure,low cost,specificity andhigh practicability,it can bethe realcarinsomehandlingandassembly work.[keywords] Stamping machine hand limit switch electromagnet Gear rack Body目录第1章绪论1.1前言 (1)1.2 发展史 (2)1.3 应用 (3)1.4 组成结构 (4)1.4.1执行机构 (4)1.4.2驱动机构 (5)1.5发展趋势 (5)1.6研究容 (6)1.7本章小结 (6)第2章总体设计方案2.1 运动部件 (6)2.2 驱动机构 (6)2.3本章小结 (7)第3章机械手手部的设计计算3.1工件尺寸 (7)3.2.手抓的设计 (7)3.2..1类型选择 (7)3.2.2手抓受力分析 (7)3.3 电磁铁 (7)3.3.1简介 (7)3.3.2分类 (8)3.4 限位开关 (9)3.5 本章小结 (9)第4章腕部的设计计算4.1设计要求 (9)4.2 结构设计 (10)4.3小结 (10)第5章手臂的设计5.1基本要求 (10)5.2 臂部结构 (10)5.2.1典型机构 (10)5.2.2机构的选择 (11)5.3 本章小结 (11)第6章机身的设计6.1整体结构 (11)6.2传动系统的设计 (12)6.2.1 轴的设计 (12)6.2.2 v带传动 (13)6.2.3 v带带轮的设计 (15)6.2.4 齿轮齿条 (15)6.2.5 键的设计 (19)6.2.6 滚动轴承 (21)6.3 总结 (22)第7章机械手设计总结参考文献 (22)致 (23)1绪论1.1 前言早在20世纪初,随着机床、汽车等制造业的发展就出现了机械手。

机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。

机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。

东莞市西格玛自动化科技股份有限公司R14S/R15S 冲压机械手系统用户使用手册Version 2.0版权说明本手册版权归东莞市西格玛科技股份有限公司所有，未经本公司书面许可，任何人不得翻印、翻译和抄袭本手册中的任何内容。

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目录1.产品概述 (1)1.1 R14S/R15S 运动控制器的特点 (1)1.2 基于R14S/R15S 的冲压机械手系统简介 (2)1.3 订货信息 (2)2.界面及功能介绍 (1)2.1 开机界面 (1)2.2 自动运行界面 (2)2.3 快捷窗口 (4)2.4 参数管理设置界面 (5)2.5 厂商参数设置界面 (6)2.5.1 画面切换 (6)2.5.2 厂商参数-1 (7)2.5.3 厂商参数-2 (8)2.5.4 厂商参数-3 (9)2.6 用户参数设置界面 (12)2.6.1 系统运行工作模式设置 (13)2.6.2 冲压参数设置 (14)2.6.3 取放料参数设置 (14)2.6.4 连线参数设置 (15)2.6.5 取料工具设置 (15)2.7 速度参数设置界面 (15)2.7.1 速度参数设置 (16)2.7.2 手动速度设置 (17)2.8 工作零点界面设置 (17)2.9 软限位设置界面 (18)2.10 手动操作 (19)2.10.1 显示说明 (19)2.10.2 档位切换 (19)2.10.3 操作说明 (19)2.11 文件管理界面 (21)2.11.1 文件管理概述 (21)2.11.2 文件管理操作 (21)2.11.3 系统参数操作 (23)2.12 文件编辑 (24)2.12.1 文件编辑主界面 (24)2.12.2 指令编辑界面 (26)2.13 IO 监控 (28)2.14 帮助界面 (30)3.指令说明 ..................................................................................................3.1 概述 (30)3.1.1 取料 (30)3.1.2 放料 (31)3.1.3 取料等待 (32)3.1.4 放料等待 (33)3.1.5 取料上方 (33)3.1.6 放料上方 (34)3.1.7 取料回上 (34)3.1.8 放料回上 (35)3.1.9 等待输入 (35)3.1.10 端口输出 (36)3.1.11 输入跳转 (37)3.1.12 强制跳转 (38)3.1.13 延时 (38)3.1.14 过渡点 (39)3.1.15 阵列取料 (39)3.1.16 阵列放料 (40)3.1.17 直线插补 (41)4.电气说明 (42)4.1 开孔及安装尺寸 (42)4.2 电柜布局 (43)4.3 触摸屏通信 (43)4.4 控制器外部接口定义 (45)4.5 伺服驱动器和控制器定义 (45)4.6 手摇轮接口定义 (47)5.报警说明 (47)6.指令使用技巧 (49)6.1 空移 (49)6.2 取料等待/放料等待 (49)7.常见问题集合 (49)1.产品概述1.1 R14S/R15S 运动控制器的特点R14S/R15S-IEC 是一款支持IEC61131-3 编程语言标注的高性能独立式运动控制器。

专业课程设计说明书目录第1章课题规划 (1)1.1课题背景分析 (1)1.2设计任务书 (3)第2 章功能分析 (4)2.1设计任务功能分析 (4)2.1.1....................................................................................... 总功能提炼 (4)2.1.2....................................................................................... 功能分解 (4)2.1.3....................................................................................... 功能结构分析及功能结构图绘制 (4)2.2 本章小结 (5)第3章系统原理方案设计 (7)3.1功能单元求解 (7)3.1.1....................................................................................... 分功能求解 (7)3.1.2....................................................................................... 系统原理方案综合求解 (7)3.1.3....................................................................................... 方案优化及评价 (7)3.2本章小结 (7)第4 章总体设计 (9)4.1 系统总体结构草图 (9)4.2本章小结..........................................................14第5 章总结 (15)参考文献 (17)第1章课题规划1.1课题背景分析从1954年美国人乔治· 德沃尔制造出世界上第一台可编程的机械手至今，机械手已经发展了三代。

本资料为word版本，可以直接编辑和打印，感谢您的下载上下料冲压机械手的设计范本地点： ________________时间： ________________说明：本资料适用于约定双方经过谈判，协商而共同承认，共同遵守的责任与义务，仅供参考，文档可直接下载或修改，不需要的部分可直接删除，使用时请详细阅读内容本科毕业设计上下料冲压机械手的设计诚信承诺书本人郑重承诺和声明：我承诺在毕业论文撰写过程中遵守学校有关规定，恪守学术规范，此毕业论文（设计）中均系本人在指导教师指导下独立完成，没有剽窃、抄袭他人的学术观点、思想和成果，没有篡改研究数据，凡涉及其他作者的观点和材料,均作了注释, 如有违规行为发生，我愿承担一切责任，接受学校的处理,并承担相应的法律责任。

毕业论文（设计）作者签名：年月日摘要上下料冲压机械手是根据实际冲压生产过程中的特点，专门为提高生产效率，解放人力等而研制的一种自动化机械设备。

本文在查阅了有关机械手方面的资料之后，简单介绍了其作用、组成和分类。

根据课题要求对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的坐标型式、运动自由度以及机械手的技术参数。

根据对机械手手部、腕部、手臂以及机身等结构的设计计算得出数据，并且通过三维软件solidworks绘制出产品模型，最后对机械手的结构进行完善。

同时，绘制了机械手气压系统工作原理图，选取了合适的零部件；利用PLC对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号；根据机械手的丄作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了的机械手的操作流程图。

关键词：机械手；参数设计；软件模拟；PLC方案控制ABSTRACTUp-down material characteristics in the process of stamping manipulator is based on the actual production, specially in order to improve the production efficiency, human liberation and so on and developed an automated machinery and equipment. Based on the searchHYPERLINK \1，，_Toc450748629 _Toc450748629 \h 4after reading information about manipulator, simply introduces the function, composition and classification. Overall design of manipulator in accordance with the requirements of project, to determine the coordinates of the manipulator, degrees of freedom of movement and technical parameters of the manipulator ・ According to the manipulator hand, wrist, arm, and the fuselage structure design and calculation of the obtained data, and through 3D software solidworks to map the product model, and finally to improve the structure of the manipulator ・ At the same time, draw the manipulator working principle of the pneumatic system diagram, select the appropriate components ・ Using PLC to control the manipulator, selected the suitable PLC model: According to the working process of the manipulator made the control scheme of programmable controller, draw the operation flow chart of the manipulator ・Key Words ： manipulator:Parameter design;Software simulation :PLC program control目录 TOC \o "1-3" \h \z \u HYPERLINK \1 z ，_Toc450748625 Toc450748625 \h 1HYPERLINK \1 "_Toc450748626 Toc450748626 \h 1HYPERLINK \1 "_Toc450748627 Toc450748627 \h 1HYPERLINK \1 "_Toc450748628 Toc450748628 \h 31 绪论 PAGEREF1.1机械手概述 PAGEREF1. 2机械手的组成 PAGEREF1.3国内外发展概况 PAGEREF1. 4本章小结 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc4507486302机械手总体设计方案 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748642"3. 1. 3传动同步带的选择与相应带轮的设讣PAGEREF _Toc450748642 \h 10_Toc450748637 \h 8_Toc450748638 \h 9_Toc450748630 \h 5HYPERLINK \1 "_Toc450748631_Toc450748631 \h 5HYPERLINK \1，，_Toc450748632_Toc450748632 \h 6HYPERLINK \1 "_Toc450748633_Toc450748633 \h 6HYPERLINK \1 "_Toc450748634PAGEREF _Toc450748634 \h 7HYPERLINK \1，，_Toc450748635PAGEREF _Toc450748635 \h 7HYPERLINK \1，，_Toc450748636_Toc450748636 \h 82. 1执行部分的选择 PAGEREF2. 2驱动部分的选择 PAGEREF2. 3控制方案的确定 PAGEREF2.4机械手的基本形式选择2. 5机械手主要部件及运动2. 6机械手的技术参数 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748637"2.7本章小结 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748638"3执行机构的设计 PAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748639"_Toc450748639 \h 9HYPERLINK \1 "_Toc450748640"_Toc450748640 \h 9HYPERLINK \1 "_Toc450748641"选择 PAGEREF _Toc450748641 \h 93. 1手腕部分的设计PAGEREF3. 1. 1手腕处轴承的选择PAGEREF3. 1. 2手腕驱动伺服电机与减速器的HYPERLINK \1 〃_Toc430748636〃 3.4. 1转盘轴承的选择PAGEREF_Toc450748656 \h 21HYPERLINK \1 〃_Toc450748643〃 3. 1. 4 手腕部分小结PAGEREF_Toc450748643 \h 11HYPERLINK \1 "_Toc450748644" 3. 2 手臂伸缩部分的设计PAGEREF_Toc450748644 \h 12HYPERLINK \1 "_Toc450748645"3. 2. 1 直线导轨与滑块的选择PAGEREF _Toc450748645 \h 12HYPERLINK \1 "_Toc450748646"3.2.2传动同步带选择与相应带轮的设计 PAGEREF _Toc430748646 \h 15设计 PAGEREF _Toc450748647 \h 15_Toc450748648 \h 16PAGEREF _Toc450748653 \h 20_Toc450748654 \h 20_Toc450748655 \h 21HYPERLINK \1 〃_Toc450748647〃 3. 2.3伺服电机的选择与传动带轮的HYPERLINK \1 〃_Toc450748648〃 3. 2. 4手臂伸缩部分小结PAGEREFHYPERLINK \1，z _Toc450748650 Toc450748650 \h 17HYPERLINK \1，，_Toc450748651 Toc450748651 \h 17HYPERLINK \1 "_Toc450748652Toc450748652 \h 193. 3手臂升降部分的设计 PAGEREF3. 3.1滚珠丝杠的选择 PAGEREF3. 3.2伺服电机的选择 PAGEREFHYPERLINK \1 〃_Toc430748633〃 3. 3. 3光轴与直线轴承的选择HYPERLINK \1 /，_Toc450748654z ， 3. 3.4手臂升降部分小结PAGEREFHYPERLINK \1，，_Toc450748655"3.4手臂旋转部分的设计 PAGEREFHYPERLINK \1，/_Toc450748657，/3.4.2伺服电机的选择以及减速比的_Toc450748670 \h 34确定 PAGEREF _Toc450748657 \h 21_Toc450748666 \h 25_Toc450748667 \h 31_Toc450748668 \h 32HYPERLINK \1 〃_Toc450748669〃_Toc450748669 \h 33HYPERLINK \1 〃_Toc43074867(THYPERLINK \1，，_Toc450748658_Toc450748658 \h 22HYPERLINK \1，，_Toc450748660_Toc450748660 \h 23HYPERLINK \1 "_Toc450748661PAGEREF _Toc450748661 \h 23HYPERLINK \1 "_Toc450748662PAGEREF _Toc450748662 \h 23HYPERLINK \1，，_Toc450748663_Toc450748663 \h 24HYPERLINK \1，，_Toc450748664_Toc450748664 \h 24HYPERLINK \1 "_Toc450748663PAGEREF _Toc450748665 \h3.4. 3手臂旋转部分小结 PAGEREF4气动系统的设计 PAGEREF4. 1气压系统的工作原理图4. 2气动系统相关部件的选择5机械手控制系统设计 PAGEREF5. 1机械手的工艺过程 PAGEREF5.2机械手控制系统主要硬件的选择HYPERLINK \1 〃_Toc450748666〃 5. 3 PLC 控制伺服电机范例 PAGEREFHYPERLINK \1 〃_Toc430748667〃 5.4 机械手操作过程简述 PAGEREFHYPERLINK \1 〃_Toc450748668〃 5. 5本章小结 PAGEREFPAGEREFPAGEREFHYPERLINK \1 "_Toc450748671" 参考文献 PAGEREF_Toc450748671 \h 351绪论机械手是一种在现代自动化生产过程中具有抓取和移动工件功能的自动化设备，它是一种在机械化、自动化生产过程中发展起来的新型设备［1］。

搬运机械手设计说明一、引言搬运机械手是一种用来替代人工进行搬运工作的机器装置。

它能够自动化地完成搬运、装卸、堆码等工作，提高生产效益、减少劳动强度，并且能适应各种环境和工作场合。

本设计说明旨在介绍一款搬运机械手的设计原理、结构及工作流程。

二、设计原理1.机械传动原理：采用电机驱动系统，通过齿轮、链条、皮带等传动装置将电机的旋转运动转换为机械手运动，实现搬运、举升等功能。

2.传感器原理：通过激光、红外线、压力传感器等传感器，实时感知物体的位置、形状、质量等参数，并将这些信息传输给控制系统。

3.控制系统原理：采用单片机或PLC控制系统，根据传感器反馈的信息，对机械手的动作进行控制和调整，实现精确的搬运操作。

三、结构设计1.底座：底座是机械手的支撑和固定部分，通常采用铸造或焊接工艺制作，保证机械手的稳定性和刚性。

2.臂架：臂架由多个可调节的关节构成，用于支撑和控制机械手的运动，臂架材料可以选用铝合金等轻质材料，以提高机械手的灵活性和运动速度。

3.夹具：夹具是机械手与被搬运物体直接接触的部分，通常采用夹爪或磁力吸盘等形式，以实现对物体的抓取和释放。

4.末端执行器：末端执行器是机械手的最后一段，可以根据具体需求选用吸盘、夹爪、工件接触面等不同形式，以适应不同尺寸、重量和形状的物体。

四、工作流程1.运动控制：通过操纵系统控制机械手的关节运动，将机械手移动到目标位置。

2.物体感应：通过传感器感知被搬运物体的位置、形状、质量等信息。

3.夹持物体：根据物体的尺寸和形状，选择合适的夹具进行夹持。

4.搬运操作：机械手将物体从起始位置移动到目标位置，并根据需要进行旋转、举升等动作。

5.放置物体：机械手将物体安放到目标位置，并释放夹具。

五、安全考虑在设计搬运机械手时，需要考虑以下安全因素：1.机械手运动范围的限定，避免碰撞或损坏设备。

2.夹具的设计要保证夹持力度适中，既要夹持住物体，又不能造成物体损坏。

3.传感器的准确性和可靠性，确保机械手能够准确感知物体的位置、形状等信息。