scara机器人设计中期答辩.

•姓名：张保振•专业：机电一体化12级3班•指导老师：田行斌•设计时间：2016.4.4——2016.5.6任务书1．完成水平多关节装配机械手臂设计及三维仿真2．主要设计参数：臂长600mm；负载能力5kg；各轴运动范围：1轴:±110，2轴:±140，3轴:150mm，4轴:±360°；各轴运动速度：1/2轴:1050°/s，3轴:600mm/s，4轴:900°/s；各轴定位精度：1/2轴:±0.04mm，3轴:±0.03mm，4轴:±0.03mm各轴重复定位精度：0.2mm目录1、scare机械臂前期资料修改及计算2、scare机械臂三维图设计3、scare机械臂二维图一、修改之前开题报告老师指出的格式错误二、为画二维图及三维图做计算准备1、scare机械臂前期资料修改及计算同步带轮选型参数一、齿形同步带轮齿形可以分为英制（普通扭矩）MXL、XL、L、H以及公制（高扭矩）S2M、S3M、S4M、S5M、S8M和（普通扭矩)T5、T101）确定同步带传动的设计功率PdK——载荷修正系数取Ka=1.51.1=1.65P——工作机上的驱动功率，P=0.5kW则有：Pd=0.825kW2）确定同步带传动的带型和节距根据同步带传动的设计功率dP=0.825kW和带轮转速1n=3000r/min，由《机电一体化系统设计课程设计指导书》图3‐14查得带的型号为L型，对应节距Pb=0.35小臂主轴同步带的计算与选型3）确定小带轮的齿数1Z和节圆直径1d由带轮转速1n=3000r/min和L型带，查《机电一体化系统设计课程设计指导书》表3‐17得小带轮的最少许用齿数Z1=12，初选Z1=12，小带轮节圆直径d1=1.56；小带轮节圆直径初定后应验算带速，合适。伸缩缸可以使scara机械手伸长或者缩短，其结构如下所示：1.2伸缩液压缸设计1.3升降液压缸设计升降缸可以使scara机械手上升或者下降，其结构如下所示：1.4旋转液压缸设计本机械手采用齿条液压缸，它由两个活塞和一套齿条齿轮传动装置组成。它将活塞的移动通过传动机构转换成齿轮的转动，从而带动整个机械手臂部的来回转动。其结构如下所示：1.5机械手整体机械结构设计机械手整体结构如右图所示3.1夹紧液压缸液压回路设计3.2伸缩液压缸液压回路设计3.3升降液压缸液压回路设计3.4旋转（齿条）液压缸液压回路设计3.5机械手整个液压系统设计3、scara机械手液压系统设计3.1夹紧液压缸液压回路设计夹紧液压缸液压回路设计如右图所示：原理分析：1、该液压回路采用液控单向阀保压和锁紧，以保证夹紧缸夹持工作的可靠性。2、该回路采用进油路节流阀调速。3、该回路采用两位三通电磁换向阀换向，从而实现手爪夹紧或放松的动作。3.2伸缩液压缸液压回路设计伸缩液压缸液压回路设计如右图所示：原理分析：1、该液压回路采用进油路节流阀调速。2、该回路采用三位四通电磁换向阀换向，从而实现手臂伸长或缩短的动作。3.3升降液压缸液压回路设计升降液压缸液压回路设计如右图所示：原理分析：1、该液压回路采用进油路节流阀调速。2、该回路采用三位四通电磁换向阀换向，从而实现手臂上升或下降的动作。3、为防止升降液压缸因自重自由下滑，该回路设置了单向顺序阀来平衡。3.4旋转（齿条）液压缸液压回路设计齿条液压缸液压回路设计如右图所示：原理分析：1、该液压回路采用进油路节流阀调速。2、该回路采用三位四通电磁换向阀换向，从而实现手臂手臂顺时针旋转或逆时针旋转的动作。3.5机械手整个液压系统设计4.1控制要求分析4.2操作面板设计4.3I/O点数确定及PLC选型4.4PLC外部接线图设计4.5PLC控制程序设计4、scara机械手控制系统设计4.1控制要求分析（1）此scara机械手是在两个工作台之间scara工件，其动作比较简单，故选用限位开关进行定位。（2）此机械手应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。（3）该scara机械手也具有手动运行模式，通过手动操作，可以按照要求更改各限位开关的位置，从而改变scara工作的起始位置和终止位置，使其具有一定的灵活性。4.2操作面板设计通过对机械手控制要求分析，其控制面板设计如下：4.3I/O点数确定及PLC选型（1）根据控制要求，需要18个输入点，11个输出点。（2）由于此scara机械手输入点数不多，性能要求不高，因此选用欧姆龙的CPM2A-40CDR-A小型可编程控制器，即可满足要求。4.4PLC外部接线图设计4.5PLC控制程序设计通过分析控制要求，应该设计机械手复位程序、手动运行程序和自动运行程序。scara机械手在暂停或者等待指令时，液压系统的液压泵一般要处于卸荷状态，因此，还要设计控制液压泵卸荷与否的程序，对液压泵进行控制。4.5.1程序总体方案设计程序总体方案4.5.2液压泵卸荷与否控制程序设计01000～01005为输出继电器，21002～21006为手爪夹紧或放松过程中设置的辅助继电器。4.5.3复位程序设计4.5.3复位程序设计复位过程动画仿真4.5.4手动程序设计4.5.5自动程序设计自动运行流程图自动运行动画仿真4.5.5自动程序设计结论scara机械手可以代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，降低了劳动强度，改善了劳动环境，提高了生产效率，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。因此，对scara机械手的研究具有深刻而重要的意义！结束语本次设计主要对scara机械手的机械结构、液压系统和控制系统进行设计，在设计过程中，难免存在一些问题，希望老师们提出宝贵的意见，给予指导，谢谢！Thankyou！