气动机械手回转臂结构设计

摘   要

本文简要介绍了机器人的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。

本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时，计算并设计出了回转气缸、伸缩手臂的机械机构。

设计出了机械手的气动系统，绘制了机械手气压系统工作原理图，对气压系统工作原理图的参数化绘制进行了研究，大大提高了绘图效率和图纸质量。

利用可编程序控制器对机械手进行控制，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，设计出了人工移动式（无动力）点位示教控制软件，并画出了机械手的工作时序图，并绘制了可编程序控制器的控制程序。

关键词：工业机器人；机械手；气动；可编程序控制器（PLC）；

Abstract

..

 Keywork: industrial robot；manipulator；pump；air pressure drive；PLC

目   录

摘要（中文）.........................................................Ⅰ

（英文）.........................................................Ⅱ

第一章  绪论   1.1机械手概述.......................................................1

1.2机械手的组成和分类...............................................1

1.2.1机械手的组成...............................................1

1.2.2机械手的分类...............................................3

1.3国内外发展状况...................................................4

1.4课题的提出及主要任务.............................................5

1.4.1课题的提出.................................................5

1.4.2课题的主要任务.............................................6

第二章 机械手的设计方案

2.1机械手的座标型式与自由度........................................7

2.2机械手的手部结构方案设计........................................8

2.3机械手的手腕结构方案设计........................................8

2.4机械手的手臂结构方案设计........................................8

2.5机械手的驱动方案设计............................................8

2.6机械手的控制方案设计............................................8

2.7机械手的主要参数................................................9

2.8机械手的技术参数列表............................................9

第三章 手臂伸缩，回转气缸的设计与校核

3.1手臂伸缩部分尺寸设计与校核......................................11

3.1.1手臂伸缩部分方案一的尺寸设计与校核........................11

3.1.2手臂伸缩部分方案二的尺寸设计与校核........................11

3.1.3导向装置..................................................14

3.1.4平衡装置..................................................14

3.2手臂回转部分尺寸设计与校核......................................14

3.2.1尺寸设计..................................................14

3.2.2尺寸校核..................................................14

第四章 气动系统设计..................................................16

第五章 机械手的PLC控制设计

5.1可编程序控制器的选择及工作过程..................................18

5.1.1可编程序控制器的选择......................................18

5.1.2可编程序控制器的工作过程..................................20

5.2 S7-200的扩展模块...............................................21

5.2.1数字量I/O扩展模块........................................21

5.2.2模拟量扩展模块............................................22

5.2.3通信模块..................................................22

5.2.4功能模块..................................................23

5.3 PLC程序的实现..................................................23

5.4 本程序设计思路.................................................24

第六章 上位界面的设计...............................................27

第七章 结论...........................................................31

结束语.................................................................32

参考文献...............................................................33