重庆科技技学院高等教育育自学考考试本科科毕业论论文基于PLLC的气气动机械械手的设设计考生姓名名： 安家红红准考证证号：0011880911030011专业层次次：本科院（系）：机械与与动力工工程学院院指导教师师： 王王兴平 职 称：讲师重庆科技技学院二O一二二年二月十五日重庆科技技学院高等教育育自学考考试本科科毕业论论文基于PLLC的气气动机械械手的设设计考生姓名名：安家家红准考证号号： 0111800910030111专业层次次：本科科指导教师师：王兴兴平 院（系）：机械与与动力工工程学院院重庆科技技学院二O一二二年二月十五日重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 中文摘要摘 要要伴随着机机电一体体化在各各个领域域的应用用，机械械设备的的自动控控制成分分显得越越来越重重要，由由于工作作的需要要，人们们经常受受到高温温、腐蚀蚀及有毒毒气体等等因素的的危害，增增加了工工人的劳劳动强度度，甚至至于危机机生命。因因此机械械手就在在这样诞诞生了,机械手手是工业业机器人人系统中中传统的的任务执执行机构构，是机机器人的的关键部部件之一一。其中中的工业业机械手手是近代代自动控控制领域域中出现现的一项项新技术术，它的的发展是是由于其其积极作作用正日日益为人人们所认认识：它它能部分分地代替替人工操操作；能能按照生生产工艺艺的要求求，遵循循一定的的程序、时时间和位位置来完完成工件件的传送送和装卸卸；能制制作必要要的机具具进行焊焊接和装装配从而而大大改改善工人人的劳动动条件，显显著地提提高劳动动生产率率，加快快实现工工业生产产机械化化和自动动化的步步伐。本本设计采采用三菱菱Q系列列PLCC作为控控制机对对工业机机械手进进行控制制及监控控。关键词：可编程程控制器器PLCC; 机机械手; 气动动34重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 英文摘要Baseed oon tthe dessignn off maanippulaatorr off pnneummatiic PPLCABSTTRACCTFolllowss thhe iinteegraatioon oof mmachhineery in eacch ddomaain apppliccatiion, thhe mmechhaniicall deevicce aautoomattic conntrool iingrrediientt iss apppeaarinng mmoree annd mmoree immporrtanntlyy, iinduustrry mmaniipullatoor iis aa neew ttechhnollogyy whhichh inn thhe mmodeern auttomaaticc coontrrol dommainn apppeaars, itts ddeveeloppmennt iis bbecaausee itts pposiitivve rrolee waas kknowwingg daay bby dday forr thhe ppeopple: Itt caan tthe parrtiaal zzonees ffor thee maanuaal cconttroll; CCan deffer to thee prroduuctiion craaft thee reequeest, foolloows thee ceertaain proocedduree, tthe timme aand thee poosittionn coomplletees tthe worrk ppiecce tthe traansmmisssionn annd lloaddingg annd uunlooadiing; Caan mmanuufaccturre tthe esssenttiall maachiiness annd ttoolls tto ccarrry oon tthe welldinng aand thee asssemmblyy thhus greeatlly iimprrovees wworkkers wworkk coondiitioon, remmarkkablly eenhaancees tthe labbor prooducctivvityy, sspeeeds up reaalizzes thee inndusstriial prooducctioon mmechhaniizattionn annd tthe autto mmateed sstepp. TThiss deesiggn uusess grrindds tthe oveerseeas Chiinesse llaboorerr inndusstryy coontrrol commputter to takke oon tthe possitiion macchinne, Q PPLC carrriees oon tthe monnitoorinng aand thee peerfoormaancee daata as thee loowerr poosittionn maachiine to freeedoom iinduustrriess maanippulaatorr fiiless awway.Keywwordds： proograammaablee coontrrolller PLCC; MManiipullatoor; pneeumaaticc重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 目录目 录中文摘要要I英文摘要要II1 绪绪论11.1气气动机械械手概述述11.2 机械手手的组成成和分类类11.2.1机械械手的组组成11.2.2机械械手的分分类31.3 国内外外发展状状况51.4课课题的提提出及主主要任务务61.4.1课题题的提出出61.4.2课题题的主要要任务772 机机械手的的设计方方案82.1机机械手的的坐标型型式与自自由度882.2 机械手手的手部部结构方方案设计计92.3 机械手手的手腕腕结构方方案设计计92.4 机械手手的手臂臂结构方方案设计计92.5 机械手手的驱动动方案设设计92.6 机械手手的控制制方案设设计1002.7 机械手手的主要要参数1102.8 机械手手的技术术参数列列表1002.9 前法兰兰式气缸缸的简介介113 手手臂伸缩缩、回转转气缸的的结构设计计与校核核123.1手手臂伸缩缩气缸的的尺寸设设计与校校核1223.1.1 平衡衡装置1133.2手手腕回转转气缸的的尺寸设设计与校校核1333.2.1 尺尺寸设计计133.2.2 尺尺寸校核核144 气动动系统设设计15541 气压传传动系统统工作原原理图1155 机机械手的的PLCC控制设设计1775.1可可编程序序控器的的简介1175.2 PLCC的结构构，种类类和分类类175.3 FX22n系列列三菱PPLC特特点1995.4 接近开开关传感感器2005.5 I/OO接口简简介2115.6 行程开开关的介介绍2115.6.1 行行程开关关的概念念215.6.2 行行程开关关的作用用及原理理225.7电电路的总总体设计计225.7.1 回回路的设设计2225.7.2 系系统输入入/输出出分布表表235.7.3机械械手的程程序设计计245.7.4 步步进电机机的运行行控制2255.7.5 各各模块的的程序设设计2556 结结 论论34致 谢335参考文献献36论文原创创性声明明37重庆科技学院高等教育自学考试本科毕业论文 1绪论1绪论1.1气气动机械械手概述述气动机械械手由操操作机(机械本本体)、控制制器、伺伺服驱动动系统和和检测传传感装置置构成，是是一种仿仿人操作作，自动动控制、可可重复编编程、能能在三维维空间完完成各种种作业的的机电一一体化自自动化设设备。特特别适合合于多品品种、变变批量的的柔性生生产。它它对稳定定、提高高产品质质量，提提高生产产效率，改改善劳动动条件和和产品的的快速更更新换代代起着十十分重要要的作用用。机器器人技术术是综合合了计算算机、控控制论、机机构学、信信息和传传感技术术、人工工智能、仿仿生学等等多学科科而形成成的高新新技术，是是当代研研究十分分活跃，应应用日益益广泛的的领域。机机器人应应用情况况，是一一个国家家工业自自动化水水平的重重要标志志。机器器人并不不是在简简单意义义上代替替人工的的劳动，而而是综合合了人的的特长和和机器特特长的一一种拟人人的电子子机械装装置，既既有人对对环境状状态的快快速反应应和分析析判断能能力，又又有机器器可长时时间持续续工作、精精确度高高、抗恶恶劣环境境的能力力，从某某种意义义上说它它也是机机器的进进化过程程产物，它它是工业业以及非非产业界界的重要要生产和和服务性性设各，也也是先进进制造技技术领域域不可缺缺少的自自动化设设备.机械手手是模仿仿着人手手的部分分动作，按按给定程程序、轨轨迹和要要求实现现自动抓抓取、搬搬运或操操作的自自动机械械装置。在在工业生生产中应应用的机机械手被被称为“工业机机械手”。生产产中应用用机械手手可以提提高生产产的自动动化水平平和劳动动生产率率:可以减减轻劳动动强度、保保证产品品质量、实实现安全全生产;尤其在在高温、高高压、低低温、低低压、粉粉尘、易易爆、有有毒气体体和放射射性等恶恶劣的环环境中，它它代替人人进行正正常的工工作，意意义更为为重大。因因此，在在机械加加工、冲冲压、铸铸、锻、焊焊接、热热处理、电电镀、喷喷漆、装装配以及及轻工业业、交通通运输业业等方面面得到越越来越广广泛的引引用.机械手手的结构构形式开开始比较较简单，专专用性较较强，仅仅为某台台机床的的上下料料装置，是是附属于于该机床床的专用用机械手手。随着着工业技技术的发发展，制制成了能能够独立立的按程程序控制制实现重重复操作作，适用用范围比比较广的的“程序控控制通用用机械手手”，简称称通用机机械手。由由于通用用机械手手能很快快的改变变工作程程序，适适应性较较强，所所以它在在不断变变换生产产品种的的中小批批量生产产中获得得广泛的的引用。1.2机机械手的的组成和和分类1.2.1机械械手的组组成机械手主主要由执执行机构构、驱动动系统、控控制系统统以及位位置检测测装置等等所组成成。各系系统相互互之间的的关系如如方框图图1-1所示示。图1-11机械手手组成方方框图(一)执执行机构构包括手部部、手腕腕、手臂臂和立柱柱等部件件，有的的还增设设行走机机构。1、手部部即与物件件接触的的部件。由由于与物物件接触触的形式式不同，可可分为夹夹持式和和吸附式式手在本本课题中中我们采采用