机身装配图 A0.dwg
地盘_A1.dwg
方形旋台_A2.dwg
手爪夹紧内圈_A4.dwg
手爪夹紧外圈_A4.dwg
手爪连接器_A4.dwg
旋转套_A2.dwg
整体装配图_A0.dwg
轴承套_A1.dwg
转折板_A4.dwg
装夹台_A2.dwg
毕业答辩.ppt
毕业设计论文（最终版本）封面.doc
毕业设计论文（最终版本）正文.doc
本文主要从机械手的驱动系统、控制系统等几个方面对上下料机械手进行了深入、详细、系统地研究。通过研究，实现了机械手的自动和手动操作功能，满足了降低劳动强度和提高生产效率的要求。在提高整个生产线的自动化水平以及柔性制造方面起到了不可替代的作用。
在驱动系统设计方面，首先对机械手进行了简单的运动分析；然后对驱动系统进行了方案研究和细致的分析，完成了主要驱动部件的选型。
在控制系统的设计方面。首先对机器人的控制系统进行了分析，深入研究了控制系统的硬件结构，绘制了硬件结构图；然后根据操作需要，设计了控制面板，确定了接线方式并研究了运动控制的实现方法；最后对PLC及其功能模块进行了选型，并对I/O接口进行了配置和对PLC程序、位控模块程序等进行了编制。
通过本次设计对所涉及的知识有了更透彻的掌握，对实用化的技术理论有了更清晰了解。知道设计的方法，如何去查阅资料，怎样去解决问题，为以后做设计铺平道路。
机器人的分类目前世界各国对处于发展阶段的机器人还没有统一的分类标准，大致有以下几种分类方法。
1、按使用范围分类
(1)固定程序的专用机器人(机械手)通常根据主机的特定要求设计成固定程序或简单的可变程序)。这种机器人(机械手)多为气动或液动用行程开关、机械挡块来控制其工作位置。工作对象单一动作较结构与系统简单价格低廉可以应用。
(2)可编程序的通用机器人工作程序可变，以适应不同的工作对象，通用性强，适合于以多品种、中小批量生产为特点的柔性制造系统中。
2、按使用行业、部门和用途分类
(1)工业机器人它们又可按作业类别分为锻压、焊接、表面喷涂、装卸、装配、检测等机器人。
(2)采掘机器人如海洋探矿机器人等。
(3)军事用途机器人
在跨世纪的军事活动中，机器人部队无疑将会参战。这些机器人具有较强的自主作战和参与军事使命的能力，它们纪律严明，组织紧凑，行动快捷，效果明显。这是和机器人部队的设计者与策划者的智慧、思想、设计和制造分不开的。不过，随着机器人在陆、海、空、天、电战场的超立方形空间中全面地投入军事活动，也为领导这些机器人部队的人类的指挥机构和各级作战人员带来不少新的、涉及到如何对待机器人行为的复杂问题
(4)服务机器人如医疗机器人、家用机器人、教学机器人等。
3、按机械结构、坐标系特点分类
按机械结构、坐标系特点可分为直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、多关节型等。这些配置方式都是经过实践证明为经济可行的方式，也是组合式模块化工业机器人坐标配置方式设计时所要借鉴和参照的方式。
(1)直角坐标型机器人
其运动部分由三个相互垂直的直线移动(即PPP)组成，其工作空间图形为长方形。它在各个轴向的移动距离，可在各个坐标轴上直接读出，直观性强，易于位置和姿态的编程计算，定位精度高，控制无耦合，结构简单，但机体所占空间体积大，动作范围小，灵活性差，难与其他工业机器人协调工作。
(2)圆柱坐标型机器人
其运动形式是通过一个转动和两个移动组成的运动系统来实现的，其工作空间图形为圆柱与直角坐标型工业机器人相比，在相同的工作空间条件下，机体所占体积小，而运动范围大，其位置精度仅次于直角坐标型机器人，难与其他工业机器人协调工作。
图1.2 圆柱坐标型机器人
(2)球坐标型工业机器人
又称极坐标型工业机器人，其手臂的运动由两个转动和一个直线移动(即RRP)一个回转，一个俯仰和一个伸缩运动所组成，其工作空间为一球体，它可以作上下俯仰动作并能抓取地面上或教低位置的协调工件，其位置精度高，位置误差与臂长成正比。
(3)多关节型工业机器人
又称回转坐标型工业机器人，这种工业机器人的手臂与人一体上肢类似，其前三个关节是回转副(即RRR)，该工业机器人一般由立柱和大小臂组成，立柱与大臂见形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，可使大臂做回转运动和俯仰摆动，小臂做仰俯摆动。其结构最紧凑，灵活性大，占地面积最小，能与其他工业机器人协调工作，但位置精度教低，有平衡问题，控制耦合，这种工业机器人应用越来越广泛。
(4)平面关节型工业机器人
它采用一个移动关节和两个回转关节即PRR，移动关节实现上下运动，而两个回转关节则控制前后、左右运动。这种形式的工业机器人又称SCARA(Seletive Compliance Assembly Robot Arm)装配机器人。在水平方向则具有柔顺性，而在垂直方向则有教大的刚性。它结构简单，动作灵活，多用于装配作业中，特别适合小规格零件的插接装配，如在电子工业的插接、装配中应用广泛。通过对常用配置方式(常规坐标型)的机器人的运动分析可看到以下两点：
1)基本动作可分解为体升降、比伸缩、体旋转、臂旋转、腕旋转等
2)基本运动形式可分为直线运动和旋转运动两类。这启发我们自设计机器人时，可充分利用能够实现直线运动和旋转运动的通用部件(气、液、电等)来进行功能组合，也就是说可以经过合适选择的通用部件作为模块来进行集成。这些部件可以作为一个独立的基本模块，也可以将几个部件组合为一个复合模块。显然，配置方式应根据产品最终实现的功能要求来确定，同样，模块的分解也是基于产品应满足的功能要求下的模块分解。
4、按机器人运动控制方式分类
(1)点位控制(PTP)机器人就是由点到点的控制方式，这种控制方式只能在目标点处准确控制机器人末端执行器的位置和姿态，完成预定的操作要求。目前应用的工业机器人中，很多是属于点位控制方式的，如上下料搬运机器人、点焊机器人等。
(2)连续轨迹控制(CP)机器人机器人的各关节同时作受控运动，准确控制机器人末端执行器按预定的轨迹和速度运动，并能控制末端执行器沿曲线轨迹上各点的姿态。弧焊、喷漆和检测机器人等均属连续轨迹控制方式。
5、按驱动方式分类
按驱动方式可分为液压驱动式、气动式、电力驱动式(这是目前用得最多的一类)。
6、根据机器人的功能水平和技术的先进程度按“代”分类
(1)第一代机器人其特点是采用开关量控制，示教再现控制或数字控制，其作业路径和运动参数需通过示教或编程给定。60年代以来，工业中实际应用的绝大多数工业机器人都属于第一代机器人，它包括可编程序(用于上下料)的工业机器人，具有记忆装置的示教再现型机器人，数控型搬运机器人等。
(2)第二代机器人是70年代开始出现的，其技术特点是采用计算机直接控制，是
通过具有视觉、触觉的摄像机和传感器，能“感觉”外界信息并通过计算机进行计算和分析自动地控制操作机进行运动和操作，因此，其控制方式较第一代机器人要复杂得多，目前这类机器人已开始在工业生产、排险救灾等场合应用，并将进入普及阶段。
(3)第三代机器人即智能机器人。这是国内外正在积极研究，开发的高级机器人，其主要特点是具有人工智能。包括:模式识别能力、规划决策能力、知识库、专家系统、人机交互能力等。这一类机器人目前正在研究开发之中。
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 搬运机械手的应用现状 1
1.3 机械手的应用意义 2
1.4 机械手的构成和分类 3
1.4.1机械手的构成 3
1.4.2机械手的分类 4
第二章 上下料机械手气压系统理论分析和计算 9
2.1气压传动系统设计计算 9
2.1.1确定气压系统基本方案 9
2.1.2绘制机械手气压系统的设计 10
2.13确定液压系统的主要参数 11
2.14确定液压系统的主要参数 12
2.2电机选型有关参数计算 15
2.3 本章小结 17
第三章 机械手的总体方案设计 18
3.1 机械手的运行方案设计与流程 18
3.1.1机械手的运行方案 18
3.1.2机械手的零部件选用 21
3.1.3机械结构设计 21
3.2本章小结 24
第四章 上下料机械手的控制系统 25
4.1 PLC控制系统设计的步骤 25
4.2 控制系统的要求 25
4.3 控制系统及原理 29
4.3.1 系统原理图 29
4.3.2开机程序 31
4.3.3初动程序 32
4.3.4选择运行模式程序 33
4.3.5机械手自动运行程序 33
4.3.6机械手手动运行程序 34
4.3.7系统报警程序 35
4.3.8停止程序 35
4.3.9复位程序 37
4.4 本章小结 37
第五章 总结 38
参考文献 39
致谢 40
附录 41
