摘 要

本文将对自动生产线送料机械手运动过程及运动原理进行深入的分析，设计一种用于缸体生产线组装单元的自动送料机械手。我将通过对国内外机械手的研究现状进行分析比较，确定适合课题的送料机械案。并利用所手进行结构设计，对机械手结构进行深入的探讨，对关键零部件进行设计计算和选型，然后利用三模软件solidworks完成机型的建立；然后设计一种基于制系统，分析它的控制原理，并完成PLC控件的选型。

论文主要研究了送料机械手的工作原理及其关键零部件具体结构。

研究结果表明：在缸体生产线组装单元中，用桁架机械手来实现自动送料是一个很好的选择。

本文特色：除了对桁架机械手设计进行了较为具体的分析外，也对机械手的控制系统进行了简单的设计。

关键词：桁架机械手；结构设计；PLC

Abstract

This article to the movement process of the automatic production line feeding manipulator and movement principle of in-depth analysis, design a kind of automatic feeding manipulator for cylinder block production line assembly unit.I will be through the analysis of domestic and foreign research status of the manipulator, determine the overall scheme of the feeding manipulator for subject.I'll use of learned knowledge, to design the structure of the manipulator.I will have on the structure of depth,and design calculation and selection of key parts，Then using three mode software Solidworks to complete 3D model of the manipulator.Final design based on PLC control system, and completes the control element selection.

This paper mainly studies the working principle of the feeding manipulator and the concrete structure of the key parts.

Research results show that:In the assembly unit of cylinder production line,it is a good choice to use the manipulator to realize the automatic feeding.

Paper characteristics:In addition to the truss manipulator design is a more specific analysis,it also has a simple design of the control system of the manipulator.

Key Words:Truss manipulator；Structure design；PLC

目 录

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究背景 1

1.2 国外发展现状 1

1.3 国内发展现状 2

1.4 课题研究意义 4

1.5 课题的研究内容 4

第2章 总体方案设计 5

2.1 引言 5

2.2 机械手工况 5

2.3 自动送料机械手的结构形式分析 5

2.3.1 回转型关节机器人 5

2.3.2 直角坐标式机器人 6

2.4.3 摆臂式机器人 6

2.4.4 轮式移动机器人 7

2.4 主体结构设计 8

第3章 机械手的结构设计与计算 10

3.1 机械手Z轴结构设计 10

3.2 机械手X轴机构设计 11

3.3 末端执行装置设计 12

3.4 电机的计算和选择 15

3.4.1 X轴的电机选型 15

3.4.2 Z轴电机选型 17

3.5 齿轮的设计与计算 18

3.6 滚动轴承装置设计 21

第4章 基于PLC的机械手控制系统设计 23

4.1 机械手的工艺流程 23

4.2 可编程控制器 24

4.3 控制系统各模块的选用 25

第5章 总结与体会 27

参考文献 29

致谢 30

第1章 绪论

1.1 课题的研究背景

我国汽业关键零部件的加术经历了技术引进、消发改进及批量化的过程。近年来，我国在缸备技术上取得了很大进步，部工技术达到了世进水平。目前，在缸体缸盖的生产大多采用加工中心组成的生产线，外国不仅掌握了制造的先进技术，而且也重视汽车制造的工艺流程，他们能实现一站式工程，而且拥有开发自主系统的能力，机床稳定非常先进，制本一直减少，产品投放时间变短，形成了垄断。我国的汽的自动线，国外进口的设备仍然占有很大的比例，高级的柔产线几乎被国外垄断。

1.2 国外发展现状

工业机从国外发起的，工业机器人的发源、欧、韩差不多。最早的工业机器人是运的能搬运）和 Unimate（万能自动）。

目前国外的机械手技术已经非常成熟，德司以及由瑞典和瑞士合资的际上最为先进的。其中，由制的六轴机前世界上负载最大的，如图1.1所示。

图1.1 KUKA 研制的六轴搬运机器人

它能抓起是克的工件，工作高度达到了惊人的半径也有三米多，现在已经有很多的KUKA 机器人已经投入到各种生产线中进行搬运工作了。

除了串联型多自由度搬运机器人，它们具有简单的结构，大的负荷直角坐标机器人和搬运机器人的优点，可以在国外更大的发展形式的许多其它结构。德国BAHR机器人生产各种规格的直角坐标送料机器人，直线导轨，电机等，它的技术是世界领先的。图1.2所示的直角坐标式机司所研发。

图1.2 BAHR公司直角坐标式机器人

日本的劳因此它是工业机器人应快的国家。目前日本有很多有名的技术先进的机器人公司，在工业应用领域的有松下、川崎发那科、欧地希等公司，他们在中国的机器人领域的销量占50%以上。其中发那科公司已开发了200种多机器人，这些机器人的负载能力大至 1200kg，小至 3kg。

1.3 国内发展现状

八十年代以来，中国的机器人的研究和工业应用已逐步发展，自主研发的直角坐标式和关节型机器人，从最初的小负荷到今天的大负荷机器人。经过三十多年的努力追赶，一些国内工业机器人制造商和研究机构已经具有一定实力，搬运机器人水平已经有很大的发展。沈阳新松机器人自动化股份有限公司先后开发出多种搬运机器人，其中重器人已达到国际先进水平，是我国机器人技术的领导者。图1.3为新轨桁架式机械手。