SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
课程设计说明书
二维机械手，二号黑体
学院：农业工程与食品科学学院
专业：农业机械化及自动化
学生姓名：
指导教师：***
2011 年7 月
1
目录
第一章绪论································································错误!未定义书签。
1.1设计目的·······························································错误!未定义书签。
1.2设计内容 (2)
1.3设计要求 (2)
第二章总体方案设计 (2)
2.1机械部分设计 (2)
2.2控制部分设计 (3)
2.21技术要求 (3)
2.22驱动控制系统 (3)
2.23设计方案简图 (4)
第三章结构设计 (5)
3.1手抓的设计 (5)
第四章驱动系统设计 (5)
4.1 气缸设计 (5)
4.11气缸1的设计 (5)
4.12气缸2的设计 (6)
4.13气缸3的设计 (6)
4.2 空压机及控制元件的选择 ········································错误!未定义书签。
4.21耗气量的计算 (7)
4.22控制元件的选择 (7)
4.3 步进电机的选择 (9)
4.4 谐波齿轮减速器的选用 (9)
4.5 压力传感器的选用 (10)
第五章控制系统设计 (10)
5.1回原点程序 (12)
5.2手动程序 (14)
5.3自动程序 (16)
参考文献 (20)
2
二维机械手设计任务书
本文对二维机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。同时设计了机械手的夹持式手部结构，计算出了回转气缸的驱动力矩。
设计出了机械手的气动控制系统，为避免气缸的旋转，采用双导杆气缸，确定了气缸的尺寸外形。采用步进电机与谐波齿轮减速器实现机械手的旋转，同时对步进电机和谐波齿轮减速器进行了选型。采用压力传感器控制气爪的夹持力，同时对压力传感器进行了选型。
利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，画出了机械手的工作时序图和梯形图，并编制了可编程序控制器的控制程序。
第1章绪论
3
4
5
气缸控制图
6
计算及说明结果
第3章结构设计
3.1手爪的设计
1.设计需满足的要求：
①手爪所抓起物块尺寸为直径100mmX高度300mm,重
量为20kg
其行程为0~275mm
②能实现对工件的加紧和放松，主要设计在于其是否有
足够的力来抓起物块。
③手爪的传感器为压电传感器用来检测是否抓起物块。
7
手爪的总重量为:G=40N
2、型号：肘节型气爪MHT2
缸径：40mm
特点：采用肘节结构，故在支持点的保持力矩大，压缩空气切断时工件也能保持
https://www.doczj.com/doc/b419106434.html,/html/products/60/606494.asp
第4章驱动系统设计
4.1气缸的设计
4.11与手爪相连的气缸的确定
F=F≈500N
取d=0.5D,气缸压强取p=0.5MPa
求得：气缸的内径D=40mm
活塞杆d=20mm
材料缸体：铝合金=2.7g/cm3 活塞杆：合金钢=7.9g/cm3
重量：G=20N
缸体：L
缸
=53mm
4.12横向移动双导杆气压缸的确定
本缸主要承受悬臂、爪部以及物件等的重量，活塞杆受压缩和弯曲
由气动手册知：可选中小型气缸最大行程250mm G=40N
F≈500N
p=0.5MPa D=40mm
d=20mm
G=20N
L
缸
=53mm
8
产品名称：导杆气缸-FEC
https://www.doczj.com/doc/b419106434.html,/product_Show.asp?id=604
气缸的内径：D=32mm
活塞杆：d=20mm
适用压力范围：0~0.5MPa
缸体材料：Q235 活塞杆材料：Q235
缸体：346mm
4.13确定Z轴的双导杆气压缸
产品名称：导杆气缸-FEC
由气动手册得知：可选中小型气压缸
缸的内径：D=50mm
活塞杆d=25mm
适用压力范围：0~0.5MPa
缸体材料：铝合金=2.7g/cm3
活塞杆材料：合金钢=7.9g/cm3
缸体：513mm
4.2空压机及控制元件的选择
4.21耗气量的计算
取活塞的伸出速度v=0.1m/s,经计算水平气压缸的压缩空气量为Q1=V*A 竖直气压缸缸Q2=785mm3/s
4.22选择控制元件D=32mm
d=20mm p：0~0.5MPa
L=346mm
D=50mm d=25mm
0~0.5MPa L=513mm
v=0.1m/s
Q1=312mm3/s Q2=785mm3/s
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10
工作压力：7bar 过载压力：14bar 额定激励电压：10VDC/AC 输入阻抗：1000Ω重量：0.4g
第五章控制系统设计
PLC：
名称：三菱FX1S系列PLC
规格：FX1S
控制规模:10-30点
内置2K容量的EEPROM存储器,无需电池,免维护CPU运算处理速度0.55-0.7μS/基本指令
基本单元内置2轴独立最高100kHz定位功能(晶体管输出型
5.1回原点程序：
max
P=14bar U=10VDC/AC
5.2手动程序：
5.3自动程序
程序梯形图：
语句表：
桁架上下料机械手 使用说明书 一、上下料机械手的用途 本机械手为机床上下料所用。 它负责将机械手上下料轨道上的待加工工件移至机床内，待加工完毕
后将加工后的工件从机床内取出，返回至机械手上下料轨道上。 二、上下料机械手的组成及作用 本上下料机械手由两部分组成： 1．机械手 它负责将输送线上的待加工工件送到机床内，将加工完的工件从机床内取出，放回最初上料位置。其动作有：爪开合；升降运动；左右移动。其中手爪开合为汽缸驱动，升降运动、左右移动分别由伺服电机驱动。 2．顶升定位装置 本装置附在机械手上下料轨道上，它负责将任意姿态放在上下料轨道上的曲轴以2、3拐径向上的姿态定位。其动作有：两V型板上升，下降。其中上升、下降动作分别位汽缸驱动。 本文所涉及的左、右方向规定：机械手在机床一侧为左方向，机械手在上料一侧为右方向。 三、上下料机械手的控制 1、下料机械手信号的布置及定义（图一）
图 1 上下料机械手信号布置图 2、机械手控制过程 （1）上料动作 机械手的初始位置设定在上下料轨道的上方发出初位信号，就绪灯（HL2）亮，且手爪处于打开的状态。当机床需要上料时，向机械手发出上料信号，升降汽缸得信号（YV2），两V型块上升，将曲轴2、3拐径顶起，然后机械手执行下降，机械手下降到右下位手爪闭合（抓取工件）、机械手上升、上升到右上位、左行、左行到左上位然后下降、下降的同时发给机床机械手运行区域信号（KA3），下降到左下位，PLC发出手爪打开信号（YV1），手爪打开将工件放到机床内。机械手上升到左上位，同时发给机床机械手下料就绪信号（KA2），就绪灯（绿
灯）亮，等待机床发给下料指令。 （2）下料动作 当机床加工结束并打开机床门后，机床向机械手发出下料指令。 机械手下降的同时发给机床机械手运行区域信号（KA3），下降到左下位手爪闭合（抓取工件）、机械手上升、上升到左上位，右行，右行到右上位，升降汽缸得信号（YV2），两V型块下降至初始状态，同时机械手下降，下降到右下位发出手爪阀打开信号（YV1），手爪打开，将工件放到上下料轨道上。机械手上升、上升到初位，就绪灯亮，准备就绪等待下一次工作。 3、上下料机械手操作方法 上下料机械手有两种操作方式：自动方式和手动方式。由方式选择旋钮确定。 正常生产中使用自动方式，调整及维修时使用手动方式。 在自动生产中，上下料机械手操作方法： a.确定机械手是否在初位 在机械手运行之前，应确定它是否在初始位置，既就绪指示灯是否点亮。该灯亮表示机械手处于初始位置，否则表示机械手处于非初始位置，此时应按恢复初位按钮，使其恢复初始位置。每次上电后也要执行恢复初位操作。恢复初位只能在联动的情况下执行。 注意：1、每次系统上电后，只能进行一次恢复初位操作（即按一次恢复初位按钮） 2、当每次执行恢复初位操作时务必检查，机械手是否处于初位安
第一章绪论 1.1工业机械手概述 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。随着工业自动化的发展, 出现了数控加工中心,它在减轻工人的劳动强度的同时, 大大提高了劳动生产率。但数控加工中常见的上下料工序, 通常仍采用人工操作或传统继电器控制的半自动化装置。前者费时费工、效率低; 后者因设计复杂, 需较多继电器,接线繁杂, 易受车体振动干扰,而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题。可编程序控制器PLC控制的上下料机械手控制系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力, 保证了系统运行的可靠性,降低了维修率, 提高了工作效率。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。 在工资水平较低的中国，塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型，机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣，因为他们要面对工人流失率高，以及交带来的挑战。 随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、板手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视，同时也要求供料机构更加灵活、柔性化以适应供送不同的物品，这使得供送料机械手在自动机、自动线上得到愈来愈广泛的应用。 1984年，国际标准化组织(ISO)采纳了美国机器人协会的定义，即“机器人是一种可重复编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机”。或者“是一种带有执行不同的工作任务的手臂，且可改编程序动作来完成各种作业的特殊机械装置”。 我国国家标准GB／T 12643—9O将工业机器人定义为“是一种能自动定位控制、可重复编程的、多功能的、多自由度的操作机。能搬运材料、零件或操持工具，用以完成各
机械手设计说明书 篇一：机械手设计说明书 指导老师： 设计合作成员： 一、设计项目名称 机械手臂手指机构2 二、设计目的 本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。手指的动力驱动方式为液压传动。液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。 三、设计要求 (1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。 (3)主要设计出机械手的手部机构。 (4)液压传动系统液压缸的选用 四、设计方案 4.1 机械手基本形式的选择 机械手的典型结构一般可分为：回转型（包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种）、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。本设计采用二指回转型手抓。 4.2 机械手的主要部件及运动 本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。主要
的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动。 4.3 驱动方式的选择 本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。 4.4 机械手的技术参数列表 用途：卸码垛机械手臂抓重：5kg 抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg 4.5 机械工作原理 机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。 图1. 机械手夹工件的工作原理框图 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。 传动机构采用齿条与齿轮啮合。本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。机械手的整体结构图如图2、图3所示。手爪部分特点如下表述： 1. 机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。
助力机械手说明书
无重力化省力移载系统 塑料移载助力机械手 机型：PBF-75 安全操作说明书
概述 欢迎使用上海永乾产品，作为中国助力机械手智能装备生产商的先行者，长期致力于为客户提供物料搬运的系统解决方案，自2012年起被认定为高新技术企业， 是一家专门从事工业整体 解决方案设计、智能装备 研发、生产和销售的高科 技企业。 公司始建1999年，始 终坚持“高效低耗、术业专攻”的工作方针，通过多年来的不懈努力，已稳居业内领先地位。我们专注于各行业中的物料问题，已推出丰富的助力机械手机型、自动化生产线、各类工装和专机，提供系统解决方案 永乾的产品，广泛应用于机械加工及制造、汽车及其零部件、工程机械、高速列车、电力输配、新能源、石油、化工、涂料、陶瓷、纺织、通讯、建材、家电、电子、核工业、科研、军工等各领域的国内外高端企业。 多年来，永乾的产品广泛用于：汽车(从奔驰、宝马、奥迪到各大民族品牌）、军工等各领域，已成功拓展到海外（英国、印度、俄罗斯等）。
本企业已通过了ISO9001体系认证，我们坚信科学的管理，成就高品质的产品。 1.0塑料移载助力机械手 上海永乾生产的塑料移载助力机械手目前还没有国家标准、行业标准，为确保产品质量安全，企业参照ISBN 978-7-111-29228-9机械设计手册（机械工业出版社提供的第五版）中的《机械设计手册1》、《机械设计手册2》、《机械设计手册3》、《机械设计手册4》、《机械设计手册5》等及产品的特点加以制定企业产品规范，编制《安全操作手册》。 1.1安全警告标 1) 同时必须遵守助力机械手应用相关的地方事故预防条例和一般安 全准则。 2) 下面的符号和建议表示安全事故隐患，说明造成破坏的原因或提供 有价值的信息。 该符号提示若违反该操作规程，会导致严重伤亡或性质严重的破坏。 —务必时刻遵守这些安全操作说明，且要特别小心谨慎。 警告 注意 备注：在安装、操作及保养中应该注意的事项。是重要说明，但与危险无关。 危险 该符号用于提示若违反该操作规程，可能会引起严重的伤亡或破坏。—务必时刻遵守这些安全操作说明，且要特别小心谨慎。 — 。 设备运行危险 —用于提示人们合理使用设备，若违反该操作规程，可能会引起受伤或破坏。
第一章前言 1.1 研究的目的及意义 机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，可以广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。 随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。 可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。使用PLC的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。 适应工业需要，本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同颜色的物料按预先设定的程序进行分拣，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，只要重新编程，并能很快地投产，降低安装和转换工作的费用。本设计主要完成机械手的硬件部分与软件部分设计。主要包括执行系统、驱动系统和控制系统的设计。 1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温
-- 前言 机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、 易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作 业，因此获得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控 制系统及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系 统。本篇介绍的是用于物件装卸的机械手的设计，属圆柱坐标式机械手。 本篇根据设计机械手的一般程序，分八步详细地的介绍了用于物件装卸 的机械手的设计的过程。 第一章设计任务书 一.设计内容： 1、机械手机构总体方案设计 2、手架的结构设计 3、液压、气压或电气系统设计 机械手动作要求是：手架能作任何角度的伸缩和转动。 各动作由液压、气压驱动，电磁阀控制。 手架承重不小于10kg。 第二章设计任务分析以及总体方案 机械手是一种模仿人手部分动作,按照预先设定的程序、轨迹或其它要求，实现抓取、搬运工件或者操纵工具的自动化装置。 一.机械手设计原则 总体设计的任务：包括执行系统、驱动系统、控制系统的设计及参数计算，最后绘出草图。总体设计后要进行各部件的强度、刚 度、驱动力验算。 1、运动设计及确定主要要求 手架能作任何角度的伸缩和转动
2、驱动方式：液压、气压驱动 该机械手是独立的自动化机械装置。通用性高，机械手结构比较复杂。手臂可作前后伸缩、上下升降和水平左右摆动三个动作， 手臂可以绕Z轴转动360度 4）按驱动方式分为联合驱动，电力驱动，液压驱动。 5）按臂力大小来说是中型机械手。 二、机械手分类 1.按驱动方式分：液压式、气动式、机械式 2.按适用范围分：专用机械手、通用机械手 3.按运动轨迹控制方式分：点位控制、连续轨迹控制 4.按臂部的运动形式分：直角坐标式、圆柱坐标式、球座坐标式、 关节式 三.机械手主要组成： 机械手主要是由执行系统，驱动系统，控制系统三大部分组成。 1、执行部分 执行系统是机械手的机械传动结构部分。它包括手、手腕、手臂和机座等部件。 2、驱动系统 驱动系统是驱动执行系统的动力装置。驱动系统有液压驱动，气压驱动，电力驱动和机械驱动等方式。 3、控制系统 控制系统是支配执行系统按规定程序动作得到电气控制装置。控制系统所控制的因素包括执行系统各部的动作、动作顺序、位置、时间和速度等。 四.机械手结构布置要求及平稳性与定位精度 机械手工作中运动速度较高，在结构布置上应保证运动平稳，这样可提高机械手使用的可靠性，并可延长使用寿命，在结构上要注意以 下几点： 1）臂部要防止偏重通常臂部处于悬臂的工作状态，在设计臂部、 手部结构时要尽量使其总的重心在支撑中心，防止对支撑中心的偏 重。偏重将会产生附加的弯矩引起立柱和导向的变形，工作中引起 导向装置不均匀的磨损。在回转运动中偏重对回转轴附加有动压力， 其方向不断的变化，特别是高速及速度突然变化时更为明显，这将 引起机械手的振动，严重时会造成卡死。防止偏重过大可采取的措 施如下： a.减轻手部重量，并尽量减少偏心载荷。 b.合理分布臂部上各部件重量和增加平衡重，使臂部平衡。 c.机械手在结构上无法避免偏重，则应加强导向支撑，尽力减轻偏 重对运动的影响。 2）加强臂部刚度选取臂部结构时要注意各个方向的刚度。提高 臂部刚度是减少手部颤动的关键，有利于提高定位精度。臂部的刚 度决定于臂部的结构和导向形式。
台灣三菱電機機器手臂中文操作說明書
目錄 1.操作面板功能………………………………………………………….. 2.教導盒各鍵功能表……………………………………………………… 3.教導盒功能……………………………………………………………… 4.自動運轉操作 4.1.動作速度設定……………………………………………………….. 4.2.程式號碼選擇……………………………………………………….. 4.3.程式運轉開始……………………………………………………….. 4.4.程式運轉停止……………………………………………………….. 4.5.程式運轉停止後再開始…………………………………………… 4.6.程式重新開始………………………………………………………. 5.教導何功能解說 5.1.程式編輯……………………………………………………………. 5.2.運轉 5.2.1.伺服驅動器…………………………………………………. 5.2.2.檢查…………………………………………………………. 5.3.程式管理 5.3.1.程式一覽顯示………………………………………………. 5.3.2.程式複製……………………………………………………. 5.3.3.程式名稱更改………………………………………………. 5.3.4.程式刪除……………………………………………………. 5.4.監控 5.4.1. 入力訊號…………………………………………………….. 5.4.2. 出力訊號…………………………………………………….. 5.4.3. 變數………………………………………………………….. 5.4.4. 錯誤紀錄…………………………………………………….. 5.4.5. CC-LINK入出力資料 5.5.維護 5.5.1. 參數………………………………………………………….. 5.5.2. 初始化……………………………………………………….. 5.5.3. 煞車釋放…………………………………………………….. 5.5.4. 原點設定…………………………………………………….. 5.5.5. 電源………………………………………………………….. 5.6.設定 5.6.1. 時間………………………………………………………….. 附錄(錯誤一覽表)…………………………………………………………..
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目录 第一章绪论································································错误!未定义书签。 1.1设计目的·······························································错误!未定义书签。 1.2设计内容 (2) 1.3设计要求 (2) 第二章总体方案设计 (2) 2.1机械部分设计 (2) 2.2控制部分设计 (3) 2.21技术要求 (3) 2.22驱动控制系统 (3) 2.23设计方案简图 (4) 第三章结构设计 (5) 3.1手抓的设计 (5) 第四章驱动系统设计 (5) 4.1 气缸设计 (5) 4.11气缸1的设计 (5) 4.12气缸2的设计 (6) 4.13气缸3的设计 (6) 4.2 空压机及控制元件的选择 ········································错误!未定义书签。 4.21耗气量的计算 (7) 4.22控制元件的选择 (7) 4.3 步进电机的选择 (9) 4.4 谐波齿轮减速器的选用 (9) 4.5 压力传感器的选用 (10) 第五章控制系统设计 (10) 5.1回原点程序 (12) 5.2手动程序 (14) 5.3自动程序 (16) 参考文献 (20) 2
第一章引言 工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 液压传动机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，液压动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 液压技术有以下优点: （1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速； （3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高； （7）容易实现过载保护。 液压机械手的设计要求
机械手触摸屏使用说明书 一、 连接说明： 1、将24V 连接至触摸屏24V 端子上，不要接错极性。 2、将随机带的232线连接到HMI —PLC 上。 3、通电屏上PWR 灯点亮，CPU 灯低频闪，COM 灯高频闪为正常。 4、屏幕先启动LOGO 画面后进入系统等待界面，点击选择项进入。屏幕若出现报警信息，可根据报警信息处理故障。 二、 自动（循环）运行界面 1、 循环运行时不能有红色报警，否则按“启动”键不工作。 2、 进入手动界面，“伺服ON ”上电,手动各轴离开零点位置， 然后进入回零界面按X 或Y 键回零，启动回零前必须保存正
确的零点坐标。步进时间在参数设置界面里，不用延时为0。 3、 运行参数：X 轴行程-500~500最高运行速度80000mm/min,Y 轴-360度~360度最高30000度/min 。加减速No1: 500ms No2:1000ms ，其它值默认。 4、 “暂停”键按下循环暂停等待，再按下“启动”键工作。 5、 “单循环”键按下时，经过一次循环后停止，用于调试或工 作结束回到起点。单循环有周期显示，超过设定周期会报警。 6、 “单段”键主要用于步进调试，再按下“单段“键恢复循环。 7、 按循环设置键可转到各轴循环座标点及速度的设定。 8、 停止时按“停止”键，若再按“启动”键就要从起始点运行。 停止时吸盘等会保持当前状态，如果需要复位点击 “复位”键。循环运行时进入手动界面各动作键操作无效。 三、手动操作界面
1、 手动各轴。在不回零时也可运行，但不会显示座标，回零后 才能显示。 2、 在参数设置界面可预置手动速度值，再经过手动倍率开关选 择运行速度，指针是指示速度的倍率，有12种倍率选择。 3、 手动动作状态键只有在循环停止后才有动作输出。 四、 回零操作界面 1、 座标栏的数都置零，回零后当前座标显示栏XY 值都应是0，然后手动移动各轴找到机械手的初始位置，将此时显示座标输入至零位座标栏并保存，再次回零后就是零点座标，也就确定了工作循环的初始位置。若不回零系统会出现报警。 2、 日常工作时，只要是上次停在初始位置且没有变动位置，就 上电按钮
目录 前言-------------------------------------- 第一章设计任务书 ------------------------------------ 第二章设计任务分析以及总体方案----------------------- (一)机械手设计原则--------------------------- （二）机械手分类 -------------------------------------（三）机械手 主要组成------------------------------ （四）机械手结构布置要求及平稳性与定位精度----------- 第三章机械部分的设计--------------------- (一)机械手手部---------------------------------- （二）机械手的手腕------------------------------------- （三）机械手的手臂---------------------------------- 第四章驱动部件设计---------------------------- (一)液压驱动部分------------------------------------ （二）气压驱动设计------------------------------------- (三)液动机的选择------------------------------------- (四)减速齿轮的选择------------------------ 第五章管路布置及效验--------------------------- （一）机械手常用位置检测元件--------------------------- （二）管路布置方法 -------------------------------- 第六章参考文献--------------------- 第七章设计感言------------------------------------- 前言 机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、 易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作 业，因此获得日益广泛的应用。机械手一般由执行机构、驱动系统、控 制系统及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系 统。本篇介绍的是用于物件装卸的机械手的设计，属圆柱坐标式机械手。 本篇根据设计机械手的一般程序，分八步详细地的介绍了用于物件装卸 的机械手的设计的过程。
操作说明
机械手 操 作 说 明 书
操作说明
一， 简介：
本设备主体部包括以下机构: 1, 上下伺服机械臂：1.5KW 三菱伺服；气动抓胎器；横走气缸； 2, 输送线：400W 三菱变频器及电机两台；检测用对射光电；定中气缸； 3，主要电气部件品牌及明细表：
主要电气部件明细:
序号 材料名称 1 PLC 2 触摸屏 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 伺服电机 伺服驱动器 输送电机用变频器 三相智能伺服变压器 开关电源 小型断路器 小型断路器 小型断路器 小型断路器 交流接触器 接近开关 电源滤波器 继电器 继电器端子座 超声波传感器 对射光电 材料规格 FX3U-48MT-001 DOP-B05S100 HF-SP152B MR-J3-200A FR-E740-0.4-CHT IST-C-045 NES-150-24 DZ47-60/3P/D16A DZ47-60/2P/D6A DZ47-60/2P/D10A DZ47-60/3P/D25A LC1-D1810M5C RN05-N(17*17) 3 米 PNF221-G-2A RJ2S-CL-D24 RJ2S-05B UB800-18GM40-E4-V1 PZ-G52N 用量 1 1 1 1 2 1 1 1 1 2 2 1 5 1 8 8 1 4 单位 台 个 品牌 三菱 台达 三菱 三菱 三菱 三诺科技 台湾明纬 正泰 正泰 正泰 正泰 施耐德 台湾 RIKO 埃德 idec idec 倍加福 基恩士
台 台 台
台 台 个 个 个 个 个 个 个 个 个 个 对
二， 操作说明： 2.1 操作前注意事项：
机械手运行范围内不要有人员站立. 确认抓手用输入气源是否打开且压力达到 0.5MPa 及以上。
2.2 操作说明：
2.2.1，简要说明：
摘要 机械手与机械人是二十世纪五十年代以后,伴随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,而迅速发展起来的一门新兴技术。它综合应用了机械、电子、自动控制等先进技术以及物理，生物等学科的基础知识实现机械化与自动化的有机结合。它不仅在工业生产上，而且对宇宙开发，海洋开发，军事工程和生物医学等方面都起着推动的作用，因而日益受到世界许多国家政府，学术团队和科学技术人员的重视，毫无疑问，这门技术将具有广阔的发展前景。 在生产现代化领域里，材料的搬运，机床的上下料，整机的装配等是个薄弱环节。在机械工业部门，这些工序的费用占全部加工费用三分之二以上，而且绝大多数的事故发生在这些工序，自动上下料装置和工业机械手就是为实现这些工序的自动化而采用的。 通用机械手在工业生产中的应用只有二十来年的历史，这种装置在国外得到相当重视，到七十年代，其品种和数量都有很大的发展，并且研制了具有各种感觉器官的机器人。 关键词：机械手液压缸PLC自由度控制阀
Abstract Machinery and mechanical hand is the 20th century after the 1950s, accompanied by electronic technology, especially the extensive application of computers and the rapid development of a new and emerging technologies. It comprehensive application of the machinery, electronics, automatic control, and other advanced technology, and physics, biology and other disciplines of basic knowledge of mechanization and automation to achieve the organic integration. It is not only in industrial production, but also the development of the universe, ocean development, military engineering and biomedical and other aspects of the role of promoting the play, thus increasing by many countries in the world government, academic team and the importance of science and technology, there is no doubt that This portal technology will have broad prospects for development. In the field of modern production, material handling, machine tools expected from top to bottom with two of the assembly is a weak link. In the industrial machinery sector, these processes of the total cost of processing more than two thirds of the cost, but the majority of the accidents occurred in these processes, automatic device from top to bottom and industrial machinery is in hand to achieve the automation of these processes used. Universal Manipulator in the industrial production of only 20 coming year history of such devices in foreign countries have attached considerable importance to the 1970s, has great variety and quantity of development and has developed a variety of sensory organ of the so-called machine People. Keywords:manipulatorhydrauliccylinderPLCfreedomcontrol valve
第一章引言 1.1 工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平，可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 液压传动机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，液压动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。 液压技术有以下优点: （1）体积小、重量轻，因此惯性力较小，当突然过载或停车时，不会发生大的冲击； （2）能在给定范围内平稳的自动调节牵引速度，并可实现无极调速； （3）换向容易，在不改变电机旋转方向的情况下，可以较方便地实现工作机构旋转和直线往复运动的转换； （4）液压泵和液压马达之间用油管连接，在空间布置上彼此不受严格限制； （5）由于采用油液为工作介质，元件相对运动表面间能自行润滑，磨损小，使用寿命长；（6）操纵控制简便，自动化程度高； （7）容易实现过载保护。
1、手臂的设计 2.1、手臂伸缩的设计计算 手臂是机械手的主要执行部件。它的作用是支撑腕部和手部，并带动它们在空间运动。臂部运动的目的，一般是把手部送达空间运动范围内的任意点上，从臂部的受力情况看，它在工作中即直接承受着腕部、手部和工件的动、静载荷，而且自身运动又较多，故受力较复杂。 根据液压缸运动时所需克服的摩擦、回油背压及惯性等几个方面的限力，来 确定液压缸所需的驱动力。 手臂的伸缩速度为250mm/s 行程L=300mm 液压缸活塞的驱动力的计算 P = P摩■ F密■ F回■ F惯 式中P摩一一摩擦阻力。手臂运动时，为运动件表面间的摩擦阻力。若是导向装置，则为活塞和缸壁等处的摩擦阻力。 P密一一密封装置处的康擦阻力； P回一一液压缸回油腔低压油掖所造成的阻力； P惯一一起动或制动时，活塞杆所受平均惯性力。 p 摩、P密、P回、％的计算如下。 2.1.1、P摩的计算 不同的配置和不同的导向截面形状，其摩擦阻力不同，要根据具体情况进行估算。
图4-15为双导向杆导向，其导向杆截面形状为圆柱面，导向杆对称配置在伸缩缸的两侧， 启动时，导向装置的摩擦阻力较大，计算如下： 由于导向杆对称配置，两导向杆受力均衡，可按一个导向杆计算。 'M A " G总L = aF b G F b = Fa (L+a： l a」 式中G总——参与运动的零部件所受的总重力(含工件重)，估算 G 总=G 工件+G手+G 手腕+G 手臂=(80+60+60+250)N=450N L ——手臂参与运动的零部件的总重量的重心到导向支承前端的距离(m),L=100mm a --------- 导向支承的长度，a=150mm; 丄一一当量摩擦系数，其值与导向支承的截面形状有关。 对子圆柱面:
LOTES四轴机械手操作说明书 20130401V03
LOTES四轴机械手操作说明书（第一版） 声明： 1.LOTES保留在没有预先通知的情况下修改产品或其特性的权利。 2.运行的机械存在危险，用户必须了解操作机械可能存在的危险，LOTES并不承担由于操作机器不当造成的直接或间接伤害而产生的责任。
关于本说明书 注意 1.本说明书对机器人软件的使用进行了全面的说明。请务必在认真阅读并充分理解的基础上操作机器人。 2.有关安全的一般事项，在本说明书的“第一部分安全”中有详细描述，阅读本说明书前请务必熟读，以确保正确使用。 3.说明书中的图片，为代表性示例，可能与所购买产品有所不同。 4.说明书有时由于产品改进、规格变更及说明书自身更便于使用等原因而进行适当的修改。 5.客户擅自进行产品改造，不在本公司保修范围之内，本公司概不负责。
安全注意事项 使用前（安装、运转、保养、检修），请务必熟读并全部掌握本说明书和其他附属资料，在熟知全部设备知识、安全知识及注意事项后再开始使用。 忽视必要的安全对策或错误使用时，不仅会造成机器人的故障和损伤，甚至会导致使用者(安装人员、操作员以及调整、检查人员等)伤亡等重大事故的发生。 本说明书中的安全注意事项分为“危险”、“注意”、“禁止”三分别记载。 危险误操作时有危险，可能发生死亡或重伤事故。 注意误操作时有危险，可能发生中等程度伤害，轻伤事故或物件损坏。 禁止禁止的事项。 所有上面三类符号标示的内容和用醒目颜色标示的内容必 须引起足够重视，否则可能发生意外。
目录 第一部分安全 (1) 1.1 保障安全 (1) 1.2 专门培训 (1) 1.3 操作人员安全注意事项 (1) 1.4 安装及配线安全 (4) 1.5 操作安全 (5) 1.6 操作安全 (5) 1.7 操作安全 (7) 1.8 操作安全 (7) 第二部分机器人本体 (9) 2.1机械手性能介绍 (9) 2.2坐标系的建立 (10) 2.3机械手理论工作空间 (12) 第三部分软件操作介绍 (13) 3.1软件启动 (13) 3.2复位与测试 (14) 3.3软件界面介绍 (17) 第四部分编程实例 (29) 4.1编程原理 (29) 4.2范例编写 (29) 附录 (52)