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機械設計制造及其自動化
摘要：隨著科學技術的發(fā)展和自動化生產線在企業(yè)產品生產中的廣泛應用，機械手作為自動化生產線的重要組成部分也得到了長足的發(fā)展和進步。尤其是隨著機械結構的優(yōu)化，氣動、液壓技術的成熟，控制元件的發(fā)展和控制方式的不斷改進和創(chuàng)新，機械手的動作精確性、控制靈活性和工作可靠性得到了明顯的改善。機械手的出現(xiàn)在減輕工人勞動強度和難度、提高工作效率和質量、降低生產成本上做出了突出貢獻，機械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。本課題是一個機、電結合較為緊密的實用性項目，文中對PLC的應用、機械結構的設計、控制方法的選擇等方面進行了必要的探討。最后，總結了全文，指出了機械手的改進措施、應用前景和發(fā)展方向。
關鍵字：機械手，液壓驅動，PLC（可編程控制器）
The Manipulator For Moving The Engine’s Crank
Abstract:With the development of the science and technology and the application of the automobile product line in the production, the manipulator, who serves as the important part of the automobile product line, has also experienced dramatic progress and development. Especially with the improvement of the structure of the machine, the maturity of pneumatics and hydraulics, and the constant improvement of the control element such as the singlechip, PLC, the motion controller, and soon, and the ceaselessly ameliorative and innovative control mode, the precision, delicacy and reliability of the manipulator has been improved expressly, which contributed to alleviating the worker’s labor intensity and difficulty, boosting the working efficiency and quality, reducing cost, as to play an extremely important part in the development and income of the corporations. The subject is a practical item where the mechanics and electrics are integrated very closely. The writer has made a necessary discussion in the application of PLC, the optimize of mechanical structure and the study of control mode and researches into the mechatronics. the writer summarizes the whole thesis and points out the amelioration, perspective and developing direction of the manipulator.
Key Words: manipulator, the hydraulic pressure drive, PLC(Programmable Logic Controller)
目錄
第1章 緒論 1
1.1 工業(yè)機器人（機械手）的概述 1
1.1.1 工業(yè)機器人的發(fā)展 1
1.1.2 工業(yè)機器人的分類 1
1.1.3 工業(yè)機械手的應用 2
1.2 設計問題的提出 2
第2章 機械手的總體設計 3
2.1 機械手的組成及各部分關系概述 3
2.2 機械手的設計分析 3
2.2.1 設計要求 3
2.2.2 總體設計任務分析 3
2.2.3 總體方案擬定 5
第3章 機械手結構的設計分析 6
3.1 末端操作器的設計分析 6
3.1.1 末端操作器的概述 6
3.1.2 末端操作器結構的設計分析 6
3.2 手腕的設計分析 6
3.3 手臂的設計分析 6
3.4 機身和機座的設計分析 7
第4章 機械手各部件的載荷計算 8
4.1 設計要求分析 8
4.2 手指夾緊機構的設計 8
4.2.1 手指夾緊機構載荷的計算 8
4.3 手臂伸縮機構載荷的計算 9
4.4 手臂俯仰機構載荷的計算 10
4.5 手腕擺動機構載荷力矩的計算 10
4.6 機身擺動機構載荷力矩的計算 12
4.7 初選系統(tǒng)工作壓力 12
第5章 機械手各部件結構尺寸計算及校核 14
5.1 手指夾緊機構結構尺寸的確定 14
5.4 手腕擺動機構的確定 17
5.5 機身擺動機構的確定 17
5.5 強度校核 17
5.6 彎曲穩(wěn)定性校核 18
第6章 液壓系統(tǒng)的設計 20
6.1 液壓缸或液壓馬達所需流量的確定 20
6.3 液壓缸或液壓馬達主要零件的結構材料及技術要求 21
6.3.1 缸體 21
6.3.2 缸蓋 21
6.3.3 活塞 21
6.3.4 活塞桿 22
6.3.5 液壓缸的緩沖裝置 22
6.3.6 液壓缸的排氣裝置 22
6.4 制定基本方案 22
6.4.1 基本回路的選擇 22
6.5 液壓元件的選擇 23
6.5.1 液壓泵的選擇 23
6.5.2 液壓泵所需電機功率的確定 24
6.5.3 液壓閥的選擇 24
6.5.4 液壓輔助元件的選擇原則 25
6.5.5 油箱容量的確定 26
6.5.6 液壓原理圖 27
結論 29
參考文獻 30
致謝 31
附錄 圖紙列表 32
第1章 緒論
1.1 工業(yè)機器人（機械手）的概述
1.1.1 工業(yè)機器人的發(fā)展
1954年，美國人George C.Devol在他申請的專利“Programmed article transfer”中，首次提出了“工業(yè)機器人”的概念。1958年，被譽為“工業(yè)機器人之父”的Joseph F.Engle Berger創(chuàng)建了世界上第一個機器人公司——Unimation公司，并參與設計了第一臺Unimat機器人。與此同時，另一家美國公司——AMF業(yè)開始研制工業(yè)機器人，即Versatran機器人，它主要用于機器之間的物料搬運。1970年4月，在伊利諾斯工學院召開了全美第一屆工業(yè)機器人會議。