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基于PLC控制四自由度氣動式機(jī)械手
摘 要
隨著科技的發(fā)展，機(jī)械手在工業(yè)領(lǐng)域得到越來越廣泛的運(yùn)用，它可以幫助人們完成危險(xiǎn)、重復(fù)的體力勞動，大大提高生產(chǎn)效率。
本課題對機(jī)械手的手爪、手腕、手臂、腰部和機(jī)座部分進(jìn)行了設(shè)計(jì)，確定機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)式。手爪的張合，手臂和腰部的伸縮，機(jī)座和手腕的旋轉(zhuǎn)都采用氣缸驅(qū)動。此機(jī)械手可以運(yùn)用于工業(yè)流水線上，完成把指定物件從一個地方運(yùn)送至另一地方的任務(wù)。機(jī)械手的系統(tǒng)控制由可編程序控制器完成，按照機(jī)械手的動作流程，完成了相應(yīng)的接線圖和程序編制。
關(guān)鍵詞：機(jī)械手，工業(yè)領(lǐng)域，氣缸，可編程序控制器
基于PLC控制四自由度氣動式機(jī)械手 II
ABSTRACT
With the development of science and technology in industries, manipulators are increasingly wide use, it can help people to finish dangerous, repeat manual labor, and greatly improve the production efficiency.
In this topic, I design the hand, wrist, arm, waist and standby parts of the manipulator, determine the manipulator using cylindrical coordinates type. The action of hand, arm, waist, base and wrist are driven by the cylinder. This manipulator can be applied to industrial assembly line, complete the specified object from one place to another place. The control system by manipulator programmable controller, according to the movement process, completes robot programming.
Key word：Manipulator, industrial field, cylinder, programmable controller
目 錄
1 緒論 1
1.1 機(jī)械手的概述 1
1.2 機(jī)械手的發(fā)展史 1
1.3 氣動技術(shù)及氣動機(jī)械手的發(fā)展過程 2
1.4 機(jī)械手未來的發(fā)展趨勢 3
1.5 本課題研究內(nèi)容 4
1.6 課題研究的意義 4
2 機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案 6
2.1 機(jī)械手的工作原理及系統(tǒng)組成 6
2.2 機(jī)械手基本形式的選擇 7
2.3 驅(qū)動機(jī)構(gòu)的選擇 8
2.4 機(jī)械手詳細(xì)設(shè)計(jì)參數(shù) 8
2.5 本章小結(jié) 8
3 機(jī)械手手部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 9
3.1 手部結(jié)構(gòu) 9
3.2 機(jī)械手手爪設(shè)計(jì)計(jì)算 9
3.3 夾緊氣缸的設(shè)計(jì) 11
3.4 手爪夾持范圍計(jì)算 13
3.5 機(jī)械手手爪夾持精度的分析計(jì)算 14
3.6 彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 15
3.7 本章小結(jié) 17
4 腕部的設(shè)計(jì)計(jì)算 18
4.1 腕部設(shè)計(jì)的基本要求 18
4.2 腕部的結(jié)構(gòu)以及選擇 18
4.3 腕部的驅(qū)動力矩計(jì)算 19
4.4 腕部工作壓力的計(jì)算 20
4.5 氣壓缸蓋螺釘?shù)挠?jì)算 21
4.6 動片和輸出軸間的連接螺釘 22
4.7 本章小結(jié) 23
5 機(jī)械手手臂機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 24
5.1 手臂的設(shè)計(jì)要求 24
5.2 伸縮氣壓缸的設(shè)計(jì) 24
5.3 導(dǎo)向裝置 28
5.4 本章小結(jié) 28
6 機(jī)械手腰部和基座結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 29
6.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 29
6.2 控制手臂上下移動的腰部氣缸的設(shè)計(jì) 29
6.3 導(dǎo)向裝置 32
6.4 平衡裝置 32
6.5 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算 32
6.6 本章小結(jié) 33
7 機(jī)械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 34
7.1 氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 34
7.2 可編程序控制器的選擇及工作過程 35
7.3 可編程序控制器的使用步驟 35
7.4 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 36
7.5 本章小結(jié) 46
8 結(jié)論 47
參考文獻(xiàn) 48
致謝 49
1 緒論
計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展使機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展一次次達(dá)到一個新水平。上至太空船、宇宙飛船、下至微型機(jī)器人、深海開發(fā)，機(jī)器人技術(shù)已拓展到全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展的諸多領(lǐng)域，成為高科技中極為重要的組成部分。人類文明的發(fā)展，科技的進(jìn)步已和機(jī)器人的研究、應(yīng)用產(chǎn)生了密不可分的關(guān)系。人類社會的發(fā)展已離不開機(jī)器人技術(shù)，而機(jī)器人技術(shù)的進(jìn)步又對推動科技發(fā)展起著不可替代的作用[1]。