平衡臂机械手的设计之PLC逻辑顺序控制和液压系统设计cad图纸+2万字说明书

apple-泵站装配图(A0)

目录…………………………………………………………………………… 1
Abstract……………………………………………………………………………………………………….1
摘要1
第一章前言4
1.1工业机器人4
1.1.1工业机器人简介4
1.1.2世界机器人的发展4
1.1.3我国工业机器人的发展5
1.2工业机械手6
1.2.1简史6
1.2.2应用简况7
1.2.3国内外机械人发展趋势7
1.3机械手的组成和分类9
1.3.1机械手的组成9
1.3.2机械手的分类11
1.4本课题研究的主要内容及意义11
1.4.1课题七杆二自由度机械手设计内容及基本要求11
1.4.2重点研究的问题： 11
1.4.3本次设计的意义11
第二章机械手机械结构的设计计算12
2.1机械手机构的分析与设计- 12 -
2.1.1机械手的自由度- 12 -
2.1.2坐标形式- 13 -
2.1.3机械手的机构简图以及部件尺寸- 13 -
2.1.4机械手总体方案的比较15
第三章平衡臂机械手总体设计方案15
3.1机械手总体系统的设计15
3.2液压机械手液压系统的工作原理15
3.3液压系统的组成原理16
3.4液压传动机械手的特点16
3.5机械手的动作顺序17
3.6平衡臂机械手总体布局方案的确定18
第四章液压系统的设计18
4.1液压系统控制回路的比较选择18
4.2液压系统工作原理图20
4.3液压系统执行元件的比较选择21
4.4液压系统动力装置的计算选择22
4.4.1大臂上双作用活塞式油缸的流量计算及驱动泵的要求22
4.4.2带动手部夹紧油缸的流量计算及驱动泵的要求23
4.4.3水平伸缩油缸的流量计算及驱动泵的要求24
4.2.4驱动泵和驱动电机的选择26
4.5液压系统控制装置的计算选择26
4.6液压系统辅助装置的计算选择27
4.7集中配置液压装置28
4.7.1液压泵站的集成配置29
4.7.2液压控制装置的集成配置29
第五章PLC控制回路的设计31
5.1电磁铁动作顺序31
5.2电气控制原理图32
5.3现场器件与PLC内部等效继电器对照表35
5.4 PLC与现场器件的实际连接图36
5.5梯形图37
5.6指令程序38
结束语………………………………………………………………………….42
参考文献……………………………………………………………………….43
附录一英文文献翻译44
附录二英文文献原文48

1.4本课题研究的主要内容及意义
1.4.1课题七杆二自由度机械手设计内容及基本要求
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。

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