Key Words：mechanicaland electronical engineering；mechanical arm；MCD；PLC；

目  录

1 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.1.1概念设计国内外现状与分析 1

1.2机电一体化技术的传统模式及发展方向 2

1.3机械自动化 4

2 机电一体化概念设计（MCD） 7

2.1刚体的概念 7

2.2运动副 8

2.2.1铰链副的概念 8

2.2.2 滑动副的概念 9

2.3 控制 10

2.3.1 速度控制的概念 10

2.3.2位置控制的概念 10

2.4仿真序列的概念 11

2.4.1 仿真序列编辑器 12

3 数控车床料台上下料总体结构设计 14

3.1 数控车床料台上下料的总体设计 14

3.2 设计原则 14

3.3 数控车床补料过程 15

3.3.1机械手X方向运动结构设计 15

3.3.2机械手Z方向运动结构设计 16

3.3.3机械手抓料的运动结构设计 17

3.4 机械手夹爪夹紧力的计算 18

3.5 定位误差的分析 19

3.6 电机的选择计算 20

3.6.1选择电动机 20

3.7 料台结构设计 24

3.7.1电机的确定 25

3.7.2输出主动轮和从动轮齿数设计以及链条静强度的验算 26

4 数控车床料台上下料控制设计 28

4.1 PLC简介 28

4.2 使用PLC编程的优点 28

4.3 数控车床料台上下料控制设计 29

5 基于MCD平台数控车床料台上下料的运动控制仿真 35

5.1 料台刚体的设定 35

5.2滑动副的设置 35

5.3 铰链副的设置 37

5.4 位置控制 38

5.5仿真序列编辑器 39

6 结束语 40

7 致谢 41

8 参考文献 42

1 绪论

机电一体化技术（Mechatronics），是将机械技术、电子电工技术、微电子技术、信息技术、传感器技术、接口技术、信号变换技术等一些和机电有关的科学技术相结合在一起，在现实生活中逐渐的使用。伴随着计算机辅助设计技术的迅速发展，工业等相关领域迫切需要一种能将机械、电子电工、计算机辅助设计等出了Mechatronics Concept Designer(MCD:机电一体化概念设计解决方案)，NX软件中的MCD模块就是西门子公司为此大力开发研发的，以此来满足市场需求。MCD可以用机电一体化设备产品关联在概念设计阶段设计人员设计的三维模型，把几种不同专业的知识在一款软件中结合起来，能够将产品的研发速度大大的挺高。MCD平台在NX里还可以与Teamcenter等PLM软件结合，客户提出一起他们想要达到的生产上的要求，而设计工程师就能利用MCD平台上把客户的需求设计到产品中去，与实际相关联。