河北工程大学课程设计
机电工程学院
课程设计（专业方向设计）说明书
（2014 /2015 学年第一学期）
课程名称 ： 机电一体化课程设计 题 目 ： 工业机械手设计 专业班级 ： 学生姓名 ： 学 号： 指导教师 ：
设计周数 ： 三 周
设计成绩 ：
2015年12月31日
河北工程大学课程设计
目录
第一章 工业机械手综述 .......................................................... 1
1.1工业机械手的发展概况 .................................................. 1 1.2工业机械手的应用 ...................................................... 1 1.3工业机械手的组成及原理 ................................................ 1
第二章 伸缩臂的设计方案 ....................................................... 4
2.1 设计方案论证以及确定 .................................................. 4 2.1.1 设计参数及要求 .................................................... 4 2.1.2 设计方案的比较论证 ................................................ 4 2.2 机械手伸缩臂总体结构设计方案 .......................................... 4 2.3 执行装置的设计方案 .................................................... 5 2.3.1 滚珠丝杠的选择 .................................................... 5 2.3.2减速齿轮的有关计算 ............................................... 10 2.3.3电动机的选择 ..................................................... 15
第三章 PLC控制系统设计 ....................................................... 18
3.1 PLC的构成及工作原理 ................................................. 18 3.2 选择PLC ............................................................. 18 3.3 PLC外部I/O分配图 ................................................... 19 3.4 软件设计 ............................................................. 20 3.5 硬件设计 ............................................................. 28
总 结 ............................................................................. 29 参 考 文 献 ...................................................................... 30
河北工程大学课程设计
第一章 工业机械手综述
1.1工业机械手的发展概况
工业机械手在先进制造技术领域中扮演着极其重要的角色，是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，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。
工业机械手即工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代化制造业重要的自动化装备。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。
1.2工业机械手的应用
机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象。机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛广泛。
在现代工业中，生产过程中的自动化已成为突出的主题。各行各业的自动化水平越来越高，现代化加工车间，常配有机械手，以提高生产效率，完成工人难以完成的或者危险的工作。目前在我国机械手常用于完成的工作有：注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传送到下一个生产工序；机械手加工行业中用于取料、送料；浇铸行业中用于提取高温熔液等等。
广泛采用工业机械手，不仅可提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。同计算机、网络技术一样，工业机械手的广泛应用正在日益改善着人类的生产和生活方式。
1.3工业机械手的组成及原理
工业机械手一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测系统和人工智能系统等组成。机械系统是完成抓取工件实现所需运动的执行机构；驱动系统的作用是向执行机构提供动力，执行元件驱动源的不同，驱动系统的传动方式有液动式、气动式、电动式和机械式四种，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；控制系统是工业机械手的指挥系统，它控制工业机器人按规定的程序运动；检测传感系统主要检测工业机械手执行系统的运动位置、状态，并反馈给控制系统进而及时比较调整。
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