毕业设计说明书设计题目:基于PLC控制的面粉码垛机设计学生姓名专业班级指导教师目录TOC""摘要""1.1课题的意义""1.2课题的主要内容""1.3任务分析及其要求：""1.4设计进度安排：""1.5设计方案的确定：""1.6本设计主要研究的内容:面粉码垛机的总体设计""2.1码垛机器人的组成及各部分关系概述：""2.2码垛机械手的设计分析：码垛机抓取结构的设计分析""3.1末端操作器的设计分析：""3.2码垛机手腕的设计分析：""3.3手臂的设计分析：""3.4机身和机座的设计分析：机械手各部件的载荷计算""4.1设计要求分析：""4.2手指夹紧机构的设计:""4.3手臂伸缩机构载荷的计算：""4.4手臂俯仰机构载荷的计算：""4.5机身摆动机构载荷力矩的计算：""4.6初选系统工作压力：机械手各部件结构尺寸计算及校核""5.1手腕油缸尺寸的确定：""5.2手臂伸缩机构结构尺寸的确定：""5.3手臂俯仰机构结构尺寸的确定：""5.4机身摆动机构的确定：""5.5强度校核：""5.6弯曲稳定性校核液压系统的设计""6.1制定基本方案：326.2液压元件的选择：""第7章控制系统的设计""7.1控制系统方式选择""7.2PLC概述""7.3PLC选型及硬件配备""7.4输入输出地址分配""可编程控制器的输入、输出接线图如图""7.5电气控制系统线路设计""结论""参考文献""致谢45摘要随着现代科学技术的发展，机器人技术越来越受到广泛关注，在工业生产日益现代化的今天，机器人的使用变得越来越普及。

因此，对于机器人技术的研究也变得越来越迫切，尤其是工业机器人方面。本论文作者针对这一领域，设计了一款液压机械机械手，该机器人拥有五个自由度。首先，作者针对该机器人的设计要求，对结构设计选择了一个最优方案，对关键零件设计并进行校核。本课题是一个机械、液压紧密的实用性项目，文中对机械手机械结构的设计、液压系统的设计讨。最后，总结了全文，指出了机械手的改进措施、应用前景和发展方向。关键字：码垛，液压，自由度tion,on,lar.,,.field,,.,,gn,,,,.绪论1.1课题的意义随着工业自动化的飞速发展，工业机械手在当今社会的工业生产应用中越来越重要。

机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它能模仿人手的部分动作，按给定的程序，轨迹和要求实现自动抓取，搬运或者操作的自动机械装置。在工业生产和其他制造领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，实现了生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。它可以部分甚至全部代替人类来完成一些工作为抓取任意位置的物品，机械手一般需要六个自由度，自由度越多，机械手灵活性越大，通用性越广。机械手的出现不是孤立的，它是许多科学技术发展的结晶，是社会生产发展到一定阶段的必然要求。而且近年来PLC采用微处理器作为中央处理单元，不仅有逻辑控制功能，还有算术运算功能，模拟量处理甚至通用联网功能。该系统的运行可靠度高，故障率低，维修方便，取得良好地工作效果。使学生通过这次的毕业设计培养学生对于专业知识的学习和机械手基本结构的设计，培养学生对于机械设计、机电一体化设计、控制技术设计等方面的专业能力。方便面粉的生产，提高面粉行业的生产效率，更加方便人们的生活。采用全自动的面粉袋码垛机使面粉袋码垛方式的调整十分方便、简单。

堆垛效率高，可大大节省人力资源，降低工人的劳动强度。自动化程度高，能够大大的提高生产效率。 该课题研究的内容对码垛机器人的研究是一项有益的扩展，也可以用于机器人的示教活动。使学生通过毕业设计，能掌握机械设计的方法和思路，将学到的理论知识应用于实践，将本科四年所学的知识进行综合理解和利用，从而培养学生独立学习、研究的能力。强化学生查阅英文资料的能力和绘图以及三维建模的能力。 1.2课题的主要内容 本次课题主要是要让码垛机装运面粉袋，主要是完成面粉袋的的码垛效果，需要设计机械结构来实现码垛几的操作。 需要整机机械结构的设计，完成总装配图，零件图。 整体由电机带动齿轮转动让机器整体旋转，电机带动滚珠丝杆运动使机器上下，前后移动。 手抓部分由手臂水平移动，通过导轨，丝杆螺母，或者齿轮齿条来完成此次运动。 面粉袋再货架上放置，码垛他们放置。 1.3任务分析及其要求： 使学生经历机械设计的综合训练，回顾以前所学知识，并综合利用所学知识。本课题内容包括机械传动和机械结构设计，没有参考图纸和资料，根据功能要求进行设计，完成规定任务。该课题要实现码垛机装运面粉袋的全过程，需要设计机械结构实现码垛操作。

1.4设计进度安排： 2013.12-2013学期末 调研，查找相关资料，确定方案，开题答辩； 2014. 方案修正，零部件设计计算；2014. 完成总装图、部分部件图和零件图，中期检查；2014. 8-14周 完成运动控制设计，撰写设计说明书，完成图纸，准备答辩工作； 2014.15-17周 答辩、修改、归档工作。 1.5设计方案的确定： 1.5.1方案一： 码垛机器人主要实现不同型包装的码垛物体的搬运功能，此码垛机须有四个运动来实现，即腰部的旋转，后大臂上下运动，前臂的前后运动和手臂的回转运动。而且这四个动作都由交流伺服电动机驱动。 由于腕部旋转较低，特使用减速机来驱动，且选用重量较轻的减速机。此时由于轴立起来以后就有往下窜动的趋势，而且还要转动，既要保证轴的正常转动，其次还要轴一定的支撑，由此引入了角接触轴承。电机轴与传动轴之间用联轴器连接。 手臂做成工字型或打孔以减小重量，减少加工面积。为保证机构运动的精度，将手臂设计成平行四边行机构。为减小摩擦，在手臂与手臂、手臂与支撑架之间的销轴处采用关节轴承。 为了使手臂传动准确，手臂驱动系统增加了直线滚动导轨作为导向装置，这就要考虑导轨的受力问题，由于负载和手臂的重量基本都加在了导轨上，因此要进行受力分析。

手臂驱动系统采用低速交流伺服电机带动滚动丝杠副旋转从而实现前大臂的左右运动，后大臂的上下运动。此处驱动电机选择伺服电机。轴承选用角接触球轴承。 腰部旋转速度低，因此选用中低速电机。由于腰部以上所有构件的载荷都由腰部轴承来承担，故选用主要承受轴向载荷的推力球轴承。 如下图1-1所示 图1-1 1.5.2方案二： 图1-2 如上图1-2所示，这种手臂和机身的配置形式是立柱式，适合于回转型，俯仰型和屈伸型机械手，因而这是一种最常见的配置方式。这种配置形式的手臂可以在水平面内回转，具有占地面积小，工作范围大的特点。立柱可以安装在生产线的末端上，为一台机床服务，也可以在立柱上添加加行走装置，为多台机床服务。如图所示即为单臂的立柱式机械手，它可以实现多个方向的运动。绕竖直方向的转动既需要抓持机构的转动，也需要手臂绕立柱的转动。把抓持机构安装在大臂的前端，使手爪可以绕小臂转动，由于要求面粉袋在托盘上能交错放置，所以手爪的转动使用间歇机构来实现。但竖直方向的立柱可以固定不动，竖直方向的移动可以安置在小臂上，通过蜗轮蜗杆传动来实现。水平方向的移动通过丝杠螺母传动来完成。这四个运动都用伺服电动机来驱动。