搬运机械手毕业设计答辩

姓 名：宋扬专 业：机械设计制造及其自动化指导老师：王义文设计时间：2012.4.12012.6.20 目 录1、 搬 运 机 械 手 总 体 结 构 设 计2、 搬 运 机 械 手 机 械 结 构 设 计3、 搬 运 机 械 手 液 压 系 统 设 计4、 搬 运 机 械 手 控 制 系 统 设 计 (1)该 机 械 手 采 用 圆 柱 坐 标 型 ， 具 有 三 个 自 由 度 ， 即手 臂 的 伸 长 、 缩 短 和 整 体 旋 转 。(2)采 用 液 压 驱 动 ， 其 具 有 体 积 小 、 质 量 轻 、 结 构 紧凑 、 传 动 平 稳 、 操 作 简 单 、 安 全 、 经 济 、 易 于 实现 过 载 保 护 且 液 压 元 件 能 够 自 行 润 滑 等 一 系 列 优点 。(3)在 控 制 方 式 选 择 上 ， 由 于 其 功 能 只 是 在 两 个 工 作台 之 间 搬 移 工 件 ， 运 动 简 单 ， 控 制 要 求 不 高 ， 因此 ， 采 用 点 位 控 制 方 式 。1、 搬 运 机 械 手 总 体 结 构 设 计 2、 搬 运 机 械 手 机 械 结 构 设 计 2.1 手 爪 及 夹 紧 液 压 缸 设 计2.2 伸 缩 液 压 缸 设 计2.3 升 降 液 压 缸 设 计2.4 旋 转 液 压 缸 设 计 2.5 机 械 手 整 体 机 械 结 构 设 计 本 次 设 计 的 搬 运 机 械 手 手 爪 采 用 滑 槽 杠 杆 式 结 构 ， 夹 紧 缸 采 用 单 作用 弹 簧 复 位 式 结 构 ， 其 结 构 如 下 所 示 ：1.1 手 爪 及 夹 紧 液 压 缸 设 计 伸 缩 缸 可 以 使 搬 运 机 械 手 伸 长 或 者 缩 短 ， 其 结 构 如 下 所 示 ：1. 2 伸 缩 液 压 缸 设 计 1.3 升 降 液 压 缸 设 计 升 降 缸 可 以 使 搬 运 机 械 手 上 升 或 者 下 降 ， 其 结 构 如 下 所 示 ： 1.4 旋 转 液 压 缸 设 计 本 机 械 手 采 用 齿 条 液 压 缸 ， 它 由 两 个 活 塞 和 一 套 齿 条 齿 轮 传 动 装置 组 成 。 它 将 活 塞 的 移 动 通 过 传 动 机 构 转 换 成 齿 轮 的 转 动 ， 从 而 带 动整 个 机 械 手 臂 部 的 来 回 转 动 。 其 结 构 如 下 所 示 ： 1.5 机 械 手 整 体 机 械 结 构 设 计 机械手整体结构如右图所 示 3.1 夹 紧 液 压 缸 液 压 回 路 设 计3.2 伸 缩 液 压 缸 液 压 回 路 设 计3.3 升 降 液 压 缸 液 压 回 路 设 计 3.4 旋 转 （ 齿 条 ） 液 压 缸 液 压 回 路 设 计3.5 机 械 手 整 个 液 压 系 统 设 计3、 搬 运 机 械 手 液 压 系 统 设 计 3.1 夹 紧 液 压 缸 液 压 回 路 设 计 夹 紧 液 压 缸 液 压 回 路设 计 如 右 图 所 示 ：原 理 分 析 ：1、 该 液 压 回 路 采 用 液控 单 向 阀 保 压 和 锁 紧 ，以 保 证 夹 紧 缸 夹 持 工 作的 可 靠 性 。2、 该 回 路 采 用 进 油 路节 流 阀 调 速 。3、 该 回 路 采 用 两 位 三 通 电 磁 换 向 阀 换 向 ， 从而 实 现 手 爪 夹 紧 或 放 松的 动 作 。 3.2 伸 缩 液 压 缸 液 压 回 路 设 计 伸 缩 液 压 缸 液 压 回 路设 计 如 右 图 所 示 ：原 理 分 析 ：1、 该 液 压 回 路 采 用 进油 路 节 流 阀 调 速 。2、 该 回 路 采 用 三 位 四通 电 磁 换 向 阀 换 向 ， 从而 实 现 手 臂 伸 长 或 缩 短的 动 作 。 3.3 升 降 液 压 缸 液 压 回 路 设 计 升 降 液 压 缸 液 压 回 路设 计 如 右 图 所 示 ：原 理 分 析 ：1、 该 液 压 回 路 采 用 进油 路 节 流 阀 调 速 。2、 该 回 路 采 用 三 位 四通 电 磁 换 向 阀 换 向 ， 从而 实 现 手 臂 上 升 或 下 降的 动 作 。3、 为 防 止 升 降 液 压 缸 因 自 重 自 由 下 滑 ， 该 回路 设 置 了 单 向 顺 序 阀 来平 衡 。 3.4 旋 转 （ 齿 条 ） 液 压 缸 液 压 回 路 设 计 齿 条 液 压 缸 液 压 回 路设 计 如 右 图 所 示 ：原 理 分 析 ：1、 该 液 压 回 路 采 用 进油 路 节 流 阀 调 速 。2、 该 回 路 采 用 三 位 四通 电 磁 换 向 阀 换 向 ， 从而 实 现 手 臂 手 臂 顺 时 针旋 转 或 逆 时 针 旋 转 的 动作 。 3.5 机 械 手 整 个 液 压 系 统 设 计 4.1 控 制 要 求 分 析4.2 操 作 面 板 设 计 4.3 I/O点 数 确 定 及 PLC选 型 4.4 PLC外 部 接 线 图 设 计 4.5 PLC控 制 程 序 设 计4、 搬 运 机 械 手 控 制 系 统 设 计 4.1 控 制 要 求 分 析（ 1） 此 搬 运 机 械 手 是 在 两 个 工 作 台 之 间 搬 运 工 件 ， 其 动 作比 较 简 单 ， 故 选 用 限 位 开 关 进 行 定 位 。（ 2） 此 机 械 手 应 用 于 自 动 生 产 线 上 ， 因 此 ， 它 应 该 能 够 按照 控 制 程 序 自 动 运 行 ,即 具 有 自 动 运 行 模 式 。（ 3） 该 搬 运 机 械 手 也 具 有 手 动 运 行 模 式 ， 通 过 手 动 操 作 ，可 以 按 照 要 求 更 改 各 限 位 开 关 的 位 置 ， 从 而 改 变 搬 运 工作 的 起 始 位 置 和 终 止 位 置 ， 使 其 具 有 一 定 的 灵 活 性 。 4.2 操 作 面 板 设 计 通 过 对 机 械 手 控 制 要 求 分 析 ， 其 控 制 面 板 设 计 如 下 ： 4.3 I/O点 数 确 定 及 PLC选 型（ 1） 根 据 控 制 要 求 ， 需 要 18个 输 入 点 ， 11个 输 出点 。（ 2） 由 于 此 搬 运 机 械 手 输 入 点 数 不 多 ， 性 能 要 求不 高 ， 因 此 选 用 欧 姆 龙 的 CPM2A-40CDR-A小 型 可编 程 控 制 器 ， 即 可 满 足 要 求 。 4.4 PLC外 部 接 线 图 设 计 4.5 PLC控 制 程 序 设 计 通 过 分 析 控 制 要 求 ， 应 该 设 计 机 械 手 复 位 程 序 、 手 动运 行 程 序 和 自 动 运 行 程 序 。 搬 运 机 械 手 在 暂 停 或 者 等 待 指 令 时 ， 液 压 系 统 的 液 压泵 一 般 要 处 于 卸 荷 状 态 ， 因 此 ， 还 要 设 计 控 制 液 压 泵 卸 荷与 否 的 程 序 ， 对 液 压 泵 进 行 控 制 。 4.5.1 程 序 总 体 方 案 设 计程 序 总 体 方 案 4.5.2 液 压 泵 卸 荷 与 否 控 制 程 序 设 计 01000 01005为 输 出 继 电 器 ， 21002 21006为 手爪 夹 紧 或 放 松 过 程 中 设 置 的 辅 助 继 电 器 。 4.5.3 复 位 程 序 设 计 4.5.3 复 位 程 序 设 计复位过程动画仿真 4.5.4 手 动 程 序 设 计 4.5.5 自 动 程 序 设 计自动运行流程图 自动运行动画仿真 4.5.5 自 动 程 序 设 计 结 论 搬 运 机 械 手 可 以 代 替 人 工 在 高 温 和 危 险 的作 业 区 进 行 单 调 持 久 的 作 业 ， 实 现 一 些 人 工 不可 能 完 成 的 工 作 ， 降 低 了 劳 动 强 度 ， 改 善 了 劳动 环 境 ， 提 高 了 生 产 效 率 ， 已 经 成 为 现 代 制 造业 中 不 可 或 缺 的 一 种 自 动 化 装 置 。 因 此 ， 对 搬运 机 械 手 的 研 究 具 有 深 刻 而 重 要 的 意 义 ！ 结 束 语 本 次 设 计 主 要 对 搬 运 机 械 手 的 机 械 结 构 、液 压 系 统 和 控 制 系 统 进 行 设 计 ， 在 设 计 过 程 中 ，难 免 存 在 一 些 问 题 ， 希 望 老 师 们 提 出 宝 贵 的 意见 ， 给 予 指 导 ， 谢 谢 ！ Thank you！