多工步搬运机械手设计要点

第一篇：多工步搬运机械手设计要点

多工步搬运机械手设计 引 言

随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大。壳体是阀类控制器上使用的通用型零件，该零件结构复杂，加工精度高，工艺过程长，壳体质量一直是影响控制器精度的主要指标之一。由于原有壳体的加工设备陈旧，工艺落后等原因，严重影响了控制器的发展。为了改变落后的生产状态，缓解日趋紧张的供求关系，我们研究开发了多工步搬运机械手。在设备的整体构思，总体布局，机构功能，驱动和控制系统等方面，对原有设备进行了彻底改造，投入运行以来，产品质量稳定，生产率高，工艺成本降低，深受厂家欢迎。工艺过程和总体布局

壳体是用牌号为HPb59－1的有色金属合金，经金属模压铸成型，毛坯精度高。为了满足设计要求，通常首先以壳体外表面为工艺基准，加工壳体端面和定位止口，然后再以止口、端面及外壳凸台为定位基准，加工在壳体圆周上呈幅射状分布的5个径向阶梯孔。径向孔系的加工需要由12个工步完成，其中孔1和孔2的加工过程为：钻孔—攻丝—钻小孔。孔3，孔4和孔5的加工过程为：钻孔—攻丝。多工步搬运机械手是加工壳体径向孔类的专用设备。整机由框架、动力头、机械手、夹具、排屑机构，液压驱动和控制系统等七部分组成，其全部工艺过程和总体布局如图1所示。

图1 工艺过程和总体布局整机呈口字型框架结构，框架上面的导轨上吊装着13个机械手，下面的工作台面上设有13个辅助定位夹具，其中第3、6、8和10号4个夹具的转位动作由转位液压缸和齿条、齿轮组成的传动副完成。除零号夹具以外，其余12个夹具后面，分别安装有12个呈线性排列的动力头，进行钻孔和攻丝，动力头的进给和后退分别由装在分配轴上的12个凸轮来控制，分配轴的动力由主电机(1.5 kW，1 440 r/min)通过行星摆线减速器带动蜗轮和蜗杆机构提供，各动力头的初始位置可由各自的调整机构来完成。为便于排屑，在动力头和夹具下面设有由计数器控制的排屑电机，经减速后启动传送带进行排屑，可在不停机的情况下，每加工5个工件自动地清理切屑。多工步搬运机械手设计

3.1 结构组成和工作原理

我们设计的多工步搬运机械手是一个直角坐标型式的二自由度机械手，其职能

符号和结构，原理如图2所示。

1.连接螺钉 2.升降液压缸 3.弯板，导向螺钉 4.夹紧液压缸 5.抓手 6.铰链 7.工件 8.定位元件 9.垫片 10.球面垫圈

11.连接杆 12.小活塞杆(传力机构)13.横移缸

图2 职能符号和结构原理图整机框架的导轨上安装有一个单杆双作用液压缸，缸体固定。与活塞杆连接的滑块上刚性地吊装着13个机械手，当活塞杆运动时，可使13个机械手同步完成左右横移动，机械手的手臂是一个伸缩式复合液压缸，手臂缸的活塞杆是夹紧缸的缸体，夹紧缸的活塞杆作为传力机构驱动以销轴为铰链的内卡钳式4指抓手，完成工件的抓取和释放。为了防止手臂在上升和下降运动中，由于受力不均产生的扭转影响工件的定位精度，在手臂活塞杆上装有导向螺钉，螺钉与端盖上的弯板滑槽配合进行轴向导向。夹紧缸的下端盖的止口端面和外径分别作为工件加工时的第一和第二基准，13个机械手同时完成工件的自定位，夹紧，一起搬运工件进行工序间转换，生产率大为提

高。

3.2 机械手的精度设计

机械手的精度设计要求工件定位准确，抓取精度高，重复定位精度和运动稳定

性好，并有足够的抓取能力。

由壳体零件的设计要求知道，阶梯径向孔系与壳体端面和定位止口中心线的平行度、垂直度和同轴度均有严格的精度要求(0.1 mm)。设计中我们取动力头回转中心线与夹具中心线之间的同轴度为0.06 mm，动力头回转中心线与机械手中心线之间的垂直度为0.03 mm，同时还对机械手的定位准确性提出了较高的要求。

遵循基准重合原则，加工中以夹紧缸下端盖上的止口端面和外径作为第一和第二基准面分别清除工件的三个自由度和两个自由度，由壳体外端面凸台在夹具中清除第六个自由度。设计中选取夹具的定位元件为锥体结构，保证工件有较高的对中性，并确保工件在夹紧时能很好地进行自定位(工件外面类似球形)。工件径向阶梯孔的周向位置精度由转位夹具予以保证。

工件安装在框架下工作台面的夹具中，机械手吊装在框架上面的滑轨上，每个工件都要经过机械手12次搬运才能完成全部工艺过程，所以机械手的抓取精度在设计中十分重要。影响机械手抓取精度的因素很多，例如：框架上导轨面对框架下部工作台面的平行度T1，夹具中定位元件中心线对工作台面的垂直度T2，机械手的手部中心线对导轨安装面的垂直度T3，机械手的手部中心线和夹具定位元件(略去工件中心线与定位元件中心线之间的同轴度误差)中心线的同轴度即抓手的抓取精度为封闭环T∑，构成如图3所示尺寸链。

图3 尺寸链设计中我们取抓手抓取精度T∑=0.1 mm，则分配给各组成环的公差为：T1=0.05/220，T2=0.03/130，T3=0.03/400，同时取夹紧缸下端止口定位端面与止口外径的垂直度为0.03mm，取止口定位外径与工件止口内径的配合尺寸／g8，即：孔的尺寸为44A11(+0.48+0.32)，外径即相当于轴的尺寸为44g8(-0.009-0.048）则可以计算出最大配合间隙为0.528mm，最小配合间隙为0.329mm，均能满足抓取精度要求。机械手臂部复合液压缸中配合精度的设计，全部参照液压缸的设计要求确定。

由于12个机械手固定吊装在横移缸活塞杆的滑块上，各机械手之间的设计精度取±0.03 mm，横移缸采用传感器和机械挡块作为定位系统，机械手的运动速度不高(<30 cm/s)，所以重复定位精度可达±0.02 mm，另外横移液压缸端部由于采用缓冲装置，使机械手运动平稳性也得到了可靠的保证。

机械手的抓取能力可参照钳爪式手部的有关公式，结合机械手的几何参数进行计算。由于壳体重量较轻(≤2 kg)，夹紧缸内径d=40 mm，所以在液压驱动系

统中有足够大的夹紧力。机械手的驱动系统设计

机械手的驱动系统采用液压方式，它具有在同等输出功率下传动装置体积小、重量轻、运动平稳、动态性能好等特点，13个机械手的左右横移，上升和下降及夹紧和松开等动作及4个自动转位夹具的回转运动，分别采用由方向阀和节流阀控制的18个液压缸驱动，全部执行元件由一个4 kW的6级电动机带动一个流量为24 l/min的单级叶片泵供油，使驱动系统的造价大幅度降低。机械手的PLC控制系统设计

在多工步搬运机械手的控制系统中，我们采用了PLC技术，选用霍尔传感器作为主令检测信号，使用日本立石公司生产的C40P作为控制器主体。

常用PLC梯形图逻辑设计方法较多，设计中我们采用流程图法，按照零件加工

过程设计出控制系统流程图。

一般控制系统都是由若干个稳定工作状态组成，每个工作状态是由于接受了某个切换主令信号而建立的。各个工作状态用一个辅助继电器进行区分，辅助继电器的状态由切换主令信号来控制，这些切换主令信号分别来自按钮、传感器、定时器和计数器。辅助继电器同时又是执行元件的输入变量。当控制系统的输入主令信号和执行元件确定以后，将主令信号与各自工作状态的约束条件，分别代入相应的辅助继电器逻辑方程和执行元件的逻辑方程，即可完成自动工作循环的逻辑控制。最后再考虑手动控制系统及自动循环与手动控制之间的互锁要求，即完成了全部控制系统的逻辑设计。结束语

由于多工步搬运机械手主机采用口字型框架结构，13个机械手、夹具、动力头在主机上、下、侧面线性排列，使设备整体结构紧凑，占地面积小，并有条件采用卧式凸轮分配轴机构对动力头进行集中控制，18个液压缸采用一个泵站供油，中间环节少，节省能源，使设备总成本降低。机械手采用自定位夹紧机构配合辅助夹具使工件的定位、夹紧、抓取等动作一并完成，有利于保证产品质量，工艺过程中，13个工步同时进行，13个工件的搬运同步完成，生产节拍协调，生产效率高。尤其是采用PLC控制技术，操作程序变更方便，一旦产品规格型号改变，只要调换分配轴上的凸轮，调节驱动转位夹具的油缸行程，更换夹具定位元件，即能对新产品进行加工，所以，设备在控制器壳体径向孔系加工中具有较大的柔性，利于产品更新。鉴于以上特点，该设备投产以来，不但为生产厂家带来了可观的经济效益，还受到了同行专家们的好评。

第二篇：搬运机械手设计毕业论文

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本 科 生 毕 业 设 计（论文）

题

目：学生姓名：学

号：专业班级：指导教师：

（届）

搬运机械手设计

职称：

****年**月**日

搬运机械手的设计

摘要：随着科学技术的发展和自动化生产线在企业产品生产中的广泛应用，机械手作为自动化生产线的重要组成部分也得到了长足的发展和进步，机械手的发展在企业的发展和创收上起到了举足轻重的作用。本文简单介绍了本课题的意义和内容，回顾了国内外机械手的发展概况，并对工件搬运机械手的研究。作者根据本课题的研究依据，对机械手的机械系统方案进行了设计，确整体结构和机、气一体化的实现方法，画出了各主要部件的机械结构图。

关键字：机械手；气动；设计研究

Design of Manipulator for Transportation 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, manipulator as to play an extremely important part in the development and income of the corporations.This paper introduces the content and practical application value of the thesis, and reviews the development of manipulators inside and abroad, and manipulator which used transport workpiece has been studied.The writer introduces the gist of research, designs the machine system project of the manipulator, confirms the gantry configuration and the realization way with the machinery, gas-motivated and draws the machine configuration picture of master parts.Key words：manipulator, pneumatics, design and study

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目 录 绪论...........................................................错误！未定义书签。1.1 前言..........................................................错误！未定义书签。1.2 机械手国内外研究现状.........................................错误！未定义书签。1.3 当今机械手具有的特点.........................................错误！未定义书签。2 机械手总体设计方案.............................................错误！未定义书签。2.1 机械手基本形式的选择.........................................错误！未定义书签。2.2 机械手的主要运动方式和部件...................................错误！未定义书签。2.3 驱动方式的选择...............................................错误！未定义书签。2.4 机械手的主要设计参数.........................................错误！未定义书签。3 机械手手部设计.................................................错误！未定义书签。3.1 手部的种类及设计基本要求.....................................错误！未定义书签。3.1.1 手部的种类.............................................错误！未定义书签。3.1.2 手部设计基本要求.......................................错误！未定义书签。3.2 手部的结构设计及尺寸的计算...................................错误！未定义书签。3.2.1 手部的设计.............................................错误！未定义书签。3.2.2 手指指端设计...........................................错误！未定义书签。3.2.3 手部各主要尺寸的确定...................................错误！未定义书签。3.3 手部夹紧气缸的设计...........................................错误！未定义书签。3.3.1 手部加紧力FN的计算.....................................错误！未定义书签。3.3.2 手部夹紧气缸主要尺寸的确定.............................错误！未定义书签。4 机械手手腕设计.................................................错误！未定义书签。4.1 手腕设计基本要求.............................................错误！未定义书签。4.2 手腕的结构设计...............................................错误！未定义书签。4.3 手腕回转气缸的设计...........................................错误！未定义书签。4.3.1 手腕转动时所需驱动力矩M驱的计算.......................错误！未定义书签。4.3.2 手腕回转气缸主要尺寸的确定.............................错误！未定义书签。5 机械手手臂设计.................................................错误！未定义书签。5.1 手臂设计的基本要求...........................................错误！未定义书签。5.2 手臂的结构设计...............................................错误！未定义书签。5.3 手臂伸缩气缸的设计...........................................错误！未定义书签。

I 本工作室有大量设计资料，承接机械类毕业设计和课程设计，需购买或设计请加Q631768401

5.3.1 手臂伸缩运动驱动力F的计算.............................错误！未定义书签。5.3.2 手臂伸缩气缸主要尺寸的确定.............................错误！未定义书签。6 机械手机身设计.................................................错误！未定义书签。6.1 机身整体的结构设计...........................................错误！未定义书签。6.1.1 常见机身的结构.........................................错误！未定义书签。6.1.2 机身整体结构的选择.....................................错误！未定义书签。6.2 机身回转气缸的设计...........................................错误！未定义书签。6.2.1 回转气缸驱动力矩M驱的计算..............................错误！未定义书签。6.2.2 机身回转气缸主要尺寸的确定.............................错误！未定义书签。6.3 机身升降机构的设计...........................................错误！未定义书签。6.3.1 手臂偏重力矩M偏的计算..................................错误！未定义书签。6.3.2 升降不自锁条件分析计算.................................错误！未定义书签。6.3.3 机身升降运动的液压缸驱动力F的计算.....................错误！未定义书签。6.3.4 轴承的选择分析.........................................错误！未定义书签。7 全文总结与展望.................................................错误！未定义书签。7.1 全文总结......................................................错误！未定义书签。7.1.1 机械系统方面...........................................错误！未定义书签。7.1.2 驱动传动方面...........................................错误！未定义书签。7.2 展望..........................................................错误！未定义书签。参考文献..........................................................................27 致谢..............................................................................28 附录..............................................................................29

II 本工作室有大量设计资料，承接机械类毕业设计和课程设计，需购买或设计请加Q631768401

附 录

1.气动搬运机械手

QDBYJXS-A0 2.手部部件

SBBJ-A1 3.花键套

HJT-A2 4.花键轴

HJZ-A2 5.活塞轴

HSZ-A2 6.回转气缸上盖

HZQGSG-A2 7.回转气缸下盖

HZQGXG-A2 8.气缸盖及导杆

QGGJDG-A2 9.升降气缸盖(底座)

SJQGGDZ-A2 10.手臂支架及导杆套

SBZJJDGT-A2 11.手指

SZ-A3 12.手指端

SZD-A3 13.手指圆柱销杆

SZYZXG-A3 14.手指支架及驱动杆套

SZZJJQDGT-A3 15.工件

GJ-A4 本工作室有大量设计资料，承接机械类毕业设计和课程设计，需购买或设计请加Q631768401

第三篇：搬运机械手毕业论文(设计)任务书要点

湖北工业大学商贸学院

毕业论文（设计）任务书

系（部）

机电工程学院

专业班级

08机电4班

设计题目

搬运机械手PLC控制系统（设计内容、目标、要求、设计进度等）设

1、本毕业论文应达到的目的：

对我们所掌握知识的一个综合考察。

计

检验我们在大学期间的学习情况以及综内 容 合应用能力，通过实物的制作，锻炼我们的目 标 动手能力。

和 要 求 对从综合运用知识、研究方案的设计、研究方法和手段的运用、应用文献资料、数据分析处理、PCL等软件的综合性运用能

指

导熊职

教才称高级工程师师

高

学

生涂姓阳学

0825113439 名

龙 号

力。

2、本毕业论文应达到的内容和要求：

通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。

了解各个模块要实现的功能，从而实现各个模块的程序编辑。

程序力求正确、简洁、可读性好，做好程序的注释工作。

严格按照分析、设计、实施的步骤，按时完成各阶段的任务。

3、本毕业论文写作进度：

第五学期第1-5周：查阅资料，了解题目。

第六学期第6周：收集资料，熟悉开发环境，学习开发工具。

第六学期第7-8周：总体设计搬运机械

手的各个部件，确定部件功能。

第六学期第9-11周：详细实现搬运机械手PLC的各个部件的模块。

第六学期第12-13周：用 PLC软件，实现对各个模块的整体控制。

第六学期第14-15周：撰写论文。

第六学期第16-17周：模块改进，修改论文，论文评阅、答辩准备。

指导教师签名： 年 月 日

教研室 审核

系(部

审 核

第四篇：搬运机械手动态控制设计-开题报告

开题报告

搬运机械手动态控制设计

0312001426 03电气4班 程 诚

一、本课题的目的及研究意义：

搬运机械手设计是机械制造,机械设计和机械电子工程(机电一体化)等专业的一个重要的环节,是学完技术基础课及有关专业课以后的一次专业课程内容的综合设计。通过设计提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计能力、掌握实现生产过程自动化的设计方法。通过这一环节要求达到：

1）通过设计，把有关课程（机构分析与综合、机械原理、机械设计、液压与气动技术、自动控制理论、测试技术、数控技术、微型计算机原理及应用、自动机械设计等）中所获得的理论知识在实际中综合地加以运用，使这些知识得到巩固和发展，并使理论知识和生产密切地结合起来。因此，机械手设计是有关专业基础课和专业课以后的综合性的专业课程设计。

2）搬运机械手设计是机械设计及制造专业和机械电子工程专业的学生一次比较完整的机电一体化整机设计。通过设计，培养学生独立的机械整机设计的能力，树立正确的设计思想，掌握机电一体化机械产品设计的基本方法和步骤，为自动机械设计打下良好的基础。

3）通过设计，使学生能熟练地应用有关参考资料、计算图表、手册、图册和规范；熟悉有关国家标准和颁布标准，以完成一个工程技术人员在机械整体设计方面所必须具备的基本技能训练。

4）由几名学生共同完成机械手设计工作，这样既能培养学生独立工作与分工协作完成大型设计的能力，又解决了工作量大，时间短的矛盾。

二、搬运机械手的概述

国内外实际上使用权的定位控制的机械手，没有“视觉”和“触角”反馈。目前，世界各国正积极研制带有“视角”和“触角”的工业机械手，使它对所抓取的工件进行分辨，选取所需要的工件，并正确地夹持工件，进行精确地在机器中定位、定向。

为使机械手有“眼睛”去处理方位变化的工件和分辨开头不同的零件，它由视觉传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，分辨是否是所要抓取的工件。

为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方法：一是检测把握物体手臂的变形，以决定适当的握力；另一种是直接检测指部与物件的滑动位移，来修正握力。

因此，这种机械手就具有以下几个方面的性能： 1）能准确地抓住方位变化的物体。2）能判断对象的重量。3）能自动避开障碍物。

4）抓空或抓力不足时能检测出来。

这种具有感知力并能对感知的信息作出反应的机械手称为智能机械手，它是有发展 前途的。

现在，搬运机械手的使用范围只限于在简单重复的操作方面节省人力，其效用是代替人从事繁重的工作和危险的工作台，在恶劣环境下尤其明显。至于在汽车工业和电子工业之类的费工的工业部门，机械手的应用情况决不能说是很好的。虽然这些工业部门工时不足的问题很尖锐，但采用机械手只限于一小部分工序。其原因之一是，搬运机械手的性能还不能满足这些部门的要求，适于机械手工作台的范围很狭小。另外经济性问题当然也很重要，采用机械手来节约人力从经济上看不一不定期总是合算的。然而，利用机械手或类似机械设备节省人力和实现生产合理化的要求，今后还会持续增长，只要技术方面和价格方面存在的总是获得解决，机械手的应用必将会飞跃发展。

机械手是机械自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着机械技术特别是计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如：

(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。

(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中

它可以用来组装零部件。

(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。(5)宇宙及海洋的开发。

(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。

三、主要研究内容以及采用研究方法

在搬运机械手的控制系统中，我们采用了PLC技术。用流程图法，按照零件加工过程设常用PLC梯形图逻辑设计方法较多，设计中我们采计出控制系统流程图。一般控制系统都是由若干个稳定工作状态组成，每个工作状态是由于接受了某个切换主令信号而建立的。各个工作状态用一个辅助继电器进行区分，辅助继电器的状态由切换主令信号来控制，这些切换主令信号分别来自按钮、传感器、定时器和计数器。辅助继电器同时又是执行元件的输入变量。当控制系统的输入主令信号和执行元件确定以后，将主令信号与各自工作状态的约束条件，分别代入相应的辅助继电器逻辑方程和执行元件的逻辑方程，即可完成自动工作循环的逻辑控制。最后再考虑手动控制系统及自动循环与手动控制之间的互锁要求，即完成了全部控制系统的逻辑设计。

在工业自动化生产中，无论是单机还是组合机床，以及自动生产流水线，都要用到机械手来完成工件的取放。对机械手的控制主要是位置识别、运动方向控制和物料是否存在的判别。以附图所示机械手为例，其任务是将传送带A上的工件或物品搬运到传送带B上。机械手的上升、下移、左移、右移抓紧和放松都是用双线圈三位电磁阀气动缸完成。当某个电磁阀通电时，就保持相对应的动作，即使线圈再断电仍然保持，直到相反方向的线圈通电，相对应的动作才结束。设备上装有上、下、左、右、抓紧、放松六个限位开关，控制对应工步的结束。传送带上设有一个光点开关，监视工件到位与否。

四、机械手的性能指标

机械手的主要参数是说明机械手的规格和性能的具体指标，一般包括以下几项：

1）抓取重量

抓取重量（又称臂力）是指机械手所能抓取或搬运物件的最大重量，它对其他参

如行程范围、坐标形式和缓冲装置的设计均有影响，是机械手最基本的参数。

2）运动速度 运动速度反映了机械手的生产水平，影响机械手的运动周期和工作效率，很多机械手由于速度低而限制了它的使用范围。影响机械手动作快慢的两个主要运动是手臂

和回转运动。速度大小与机械手的驱动方式、定位方式、抓重大小和行程距离有关系。

3）行程范围

机械手的手臂运动行程对使用性能有较大的影响。一般来说，通用机械手的手臂转就尽可能大些，回转行程范围应大于180度，使机械手具有一定的通用性；手臂伸缩行程及工作半径要适宜，太大会增加手臂悬伸量，相应的偏重力矩和转动惯量也增加，且刚性降低，对于定位精度也难以保证。

4）定位精度

定位精度是衡量机械手工作质量的又一重要指标，是指机械手的运动部件从某一起始位置运动到预期的另一位置时所到达的实际位置的准确程度。定位精度的高低取决于位置控制方式以及机械手运动部件本身的精度和刚度，并和抓取重量、运动速度等因素也有密切关系。定位精度包括位置设定精度和重复定位精度两种，一般所说的定位精度是是指重复定位精度。

我们设计的成果将会根据这个几性能指标来测试，以检验它是否合格。

五、进度安排

2007.1----2007.2 ：选定题目

2007.3----2007.4 ：开题报告，综合叙述

2007.4----2007.5 ：设计方案的实施，设计控制原理图，梯形图程序，参数设置，控制信号端口连接

2007.5----2007.6 ：完成设计 2007.6中旬

： 毕业答辩

参考文献：

[1] 陈立德，机械制造装备设计，北京：高等教育出版社，2006.4 [2] 李允文, 工业机械手设计, 广东：机械工业出版社，1994.8 [3] 张建民，工业机器人[M]，北京：北京理工大学出版社，1996

第五篇：搬运机械手及PC设计任务书（本站推荐）

09机电班毕业设计任务书

设计题目：搬运机械手及其PLC系统设计

一、毕业设计目的

毕业设计是学生完成本专业教学计划的最后一个极为重要的实践性教学环节，是使学生综合运用所学过的基本理论、基本知识与基本技能去解决专业范围内的工程技术问题而进行的一次基本训练。这对学生即将从事的相关技术工作和未来事业的开拓都具有一定意义。主要目的：

一、培养学生综合分析和解决本专业的一般工程技术问题的独立工作能力，拓宽和深化学生的知识。

二、培养学生树立正确的设计思想，设计构思和创新思维，掌握工程设计的一般程序规范和方法。

三、培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料、国家标准等手册、图册工具书进行设计计算，数据处理，编写技术文件等方面的工作能力。

四、培养学生进行调查研究，面向实际，面向生产，向工人和技术人员学习的基本工作态度，工作作风和工作方法。

二、本课题的内容和要求

（一）原始数据及技术要求： a、坐标形式：直角坐标系 b、机械手自由度： 三个

臂的运动行程：大臂上下移动行程600mm

上臂左右移动行程800mm

机械手油缸行程（根据机械手夹及松设计自定）

c、运动速度：使生产率满足生产纲领的要求即可。（机械手最大移动速度为100mm/s，平均移动速度80mm/s）d、控制方式：PC控制。e、定位精度：±0.5mm。f、机械手最大抓重：20kg。g、驱动方式：液压驱动。

（二）动作要求

搬运机械手示意图

(a)工件传送；(b)负载和传感器

机械手处于原点起始位置，上限位开关及左限位开关合(X402和X404通)。当按下启动按钮时，机械手从原点开始下降，下降到底时，碰到下限位开关X401接通)，下降停止。同时接通定时器，机械手开始夹紧工件，定时结束，夹持完成。机械手上升，上升到顶时，碰到上限位开关(X402接通)，上升停止。机械手右移，右移碰到有限位开关(X403接通)时，右移停止。机械手下降，下降到底，碰到下限位开关(X40l接通)时，下降停止。同时接通定时器，机械手放松工件，定时结束，工件已松开。机械手上升，上升到顶碰到上限位开关(X402接通)时，上升停止。机械手左移，左移到原点碰到左限位开关(X404接通)时，左移停止。于是机械手动作的一个周期结束。

（三）操作方式选择

机械手的操作面板如下图所示。

三、控制要求：

1、机械手控制应有如操作面板所示的工作方式选择，其连续操作即自动循环；

2、结合液压系统设计，给出相应元件动作表；

3、液压电机为1.5kW，要求设置过载与短路保护；

4、应有应急停止功能。

四、设计任务

1.根据设计要求选择PC型号，并分配I/O端口。2.选择电气元件、编制元件目录表。3.机械手的设计。4.液压系统的设计

5.设计并绘制以下工艺图纸：

主电路图、电器安装板接线图 机械手的机构示意图一张。液压系统设计图一张。

6.编写设计、使用说明书、设计小结，列出参考资料目录。

五、评阅、答辩、验收

2012年4月15日到4月30日。

指导教师、评阅教师及答辩小组评定成绩填写分值，答辩小组综合三项成绩按优秀、良好、中等、及格、不及格五个级别填写总成绩。

六、评分细则

1、优秀（85分84分）1）、选题符合要求。

2）、论文学术水平较高，图纸清洁，符合国家标准。设计的结构或工艺先进，具备一定的推广和应用价值。3）、论文总字数达到要求，各要素符合要求。4）、毕业论文文件符合要求。

3、及格（60分-69分）1）、选题符合要求。

2）、论文有一定的学术水平，内容反映的概念基本正确，论证一般，没有较大原则性错误。图纸清洁，符合国家标准，设计结构或工艺一般。基本具备推广和应用价值。

3）、论文总字数基本达到要求，各要素基本符合要求。4）、毕业论文文件基本符合要求。

4、不及格（59分以下）

1）、选题不符合要求。字数少于规定要求。

2）、论文学术水平低，基本理论、基本概念有原则性错误；技术路线或设计结构工艺有明显缺陷。不具备推广和应用价值。

3）、论文总字数未达到规定要求或论文不按规定格式或未在规定时间上交论文。

4）、毕业设计（论文）内容为抄袭者。

江西理工大学南昌校区机电工程系

2011-11-26