平衡臂机械手的设计之PLC逻辑顺序控制和液压系统设计

泵站装配图(A0)

平衡臂机械手的设计之PLC逻辑顺序控制和液压系统设计：
PLC接线图(A4).dwg
泵站装配图(A0).dwg
液压控制原理图(A2).dwg
电气控制原理图(A3).dwg
油路板(A1).bak
油路板(A1).dwg
油路板(A1)_recover.dwg
设计说明书.doc

本次设计的液压传动机械手根据规定的动作顺序，综合运用所学的基本理论、基本知识和相关的机械设计专业知识，完成对机械手的设计，并绘制必要装配图、液压系统图、PLC控制系统原理图。机械手的机械结构采用油缸、螺杆、导向筒等机械器件组成；在液压传动机构中，机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的转动采用齿条油缸，机械手的升降采用升降油缸，立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中，采用的PLC类型为FX2N，当按下连续启动后，PLC按指定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手进行相应的动作循环，当按下连续停止按钮后，机械手在完成一个动作循环后停止运动。
本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件。
设计一个机械手，用于工厂机床边抓取圆棒料和饼类零件，实现从地面到机床卡盘和从机床卡盘到地面的运动。
最大活动半径2m
最大活动高度2m
回转活动范围0°～360°
最大抓取重量40kg
抓取规格棒料φ120mm，盘类φ300mm
动力：尽可能采用机械传动、电磁力或气动。必要时可以采用液压，但不宜使用高压液压设备。
工作量要求：〈1〉整套机械手图纸（含外构件、标准件汇总）（含电器图、PLC图）
〈2〉使用说明书
〈3〉设计说明书
〈4〉英文翻译成汉文（5000字）
1.4.2重点研究的问题：
机械、机构、机电一体化功能零部件；机械手、机械夹持、运动传递和动力传送。强电电控、弱电电控、弱电反愧PLC控制。
1.4.3本次设计的意义
本次设计的对象是湖南省湘潭江麓机械有限公司所设计制造的七杆机械手，主要是对此机械手进行实体改造。
我们这次设计主要是针对此机械手，而且还要对机械手的整体布局及工作原理和过程做一些介绍。在外型上，我们要解决的问题主要是我们设计出来的实体要和实物相同或相近。在大的方面，一个机械手可以分为大臂、小臂和手爪手腕等部分。而手腕部分是我们所重点要求的，对其中的每一个零件、部件及组合体的尺寸和形体都有严格的要求，因为江麓的机械手是有人力动作部分的，而且没有手腕，取而代之的是一个吊钩，为了将其改造成为可自动抓取的机械手，每个零件的配合都要很考究。而油路的布置也要合理。整体要整齐美观。机构实用且经济。
第二章平衡臂机械手机械结构的设计计算
2.1机械手机构的分析与设计
2.1.1机械手的自由度
机械手要像人的手一样完成各种动作是比较困难的。因为人的手指、手长、手腕、手臂由十九个关节所组成，并具有27个自由度，而生产实践中机械手不需要这么多自由度。下面按机械手所具有的主运动和辅助运动来分析其自由度。手臂和立柱的运动成为主运动，因为它们能改变抓取工件在空间的位置。手腕和手指的运动成为辅助运动，因为手腕的运动只能改变被抓取工件的方位，而手指的夹放运动不能改变工件的位置和方位，故它不计为自由度数，其他运动都算作自由度数。
这次参考了江麓机械厂的机械手，在确定了被抓取工件所在的空间位置，及将工件搬运到规定的位置时所需要的运动。得知我们改造的机械手包括了大臂的回转和升降两个运动，而将要设计的手腕的自由度仅仅是为了配合手臂完成工件的预定装卸方位要求加以增设的，故只算成两个自由度。

PLC接线图(A4)

电气控制原理图(A3)

液压控制原理图(A2)

文件列表

油路板(A1)