3.3.3手腕回转气缸选型 16

3.3.4手部夹紧气缸选型 16

3.3.5 气动三联件选型 16

3.3.6电磁阀及其他元件选型 17

4  机械手的设计方案 18

4.1 手部夹紧气缸的连接件的设计 18

4.2机械手手腕回转气缸的连接件的设计 19

4.3机械手小臂直线气缸的连接件的设计 20

4.4机械手大臂无杆气缸的连接件的设计 21

4.5 气缸整体结构示意图 23

5  机械手的PLC控制程序 24

5.1 气动机械手的控制要求 24

5.2 PLC控制方案 25

5.3 PLC程序设计 26

结论 28

致谢 29

参考文献 30

附录A  PLC完整程序段 31

1  绪论

1.1 机械手概述

机械手是指可以根据一个固定程序或者操作工具行动，模仿人手来抓取、移动物体的自动操作装置。机械手是机器人技术应用的一个重要方面，随着高速高精度机床的发展，机械手将具有更长远的发展前景。

数控机床的应用对于提高企业生产效率和维持产品质量的稳定有着重要意义。近年来，客户对产品质量要求逐步提高，并且交货期要求越来越短。随着现在劳动成本的上升，企业必须向更自动化的方向发展。数控机床机械手系统是现有的数控技术与工业机器人技术的结合，也是解决问题的方法之一。在控制系统的控制下，数控机床完成零件的加工，机械手完成工件的装载任务，这样不但能提高生产率，保证产品质量，并能大大降低劳动成本，降低生产成本。

机械手的特点是可以通过编程，完成各种预期的作业，既具备人的特点也具备机器的精确性，并且具有良好的适应能力。在现代的生产项目中，机械手已经具备了一席之地。虽然还暂时达不到人手的灵活程度，但它能不断重复作业，并且保证效率和质量，因此获得了广泛的应用[1]。

1.2机械手组成

机械手的组成部分分为执行机构、驱动机构、控制系统和位置检测装置。

执行系统分为手部、手臂、手腕和躯干。手部是用来抓取夹具工件的装置，根据工件外形的不同，主要有夹持、托持和吸附三种形式。手臂部分主要用于运动，使手部完成既定的动作，来使工件到达规定的位置。手腕是手臂与手部之间的部件，可以用于调整工件的角度。躯干部分主要是底座或者用于安装手臂等的支架。机械手的自由度是其关键的参数，根据用途的不同，自由度也不同，自由度越大，机械手越灵活，结构也越复杂。

机械手的驱动机构主要有四种：液压驱动、气动驱动、电动驱动和机械驱动。其中以液压驱动和气动驱动使用频率最高[2]。液压机械手通常是由液动机、泵、油箱等组成，由驱动装置执行运动。它的抓取能力十分强，通常能达到几百公斤，其特点是结构紧凑、耐冲击、振动、运动平稳等，但对元件制造精度和密封性能要求较高。气动驱动通常由气缸、气罐、空压机和气阀组成，其特点是气源方便、造价低廉、动作快捷、维修便利、结构简单。但气动驱动不易控制运动速度，且气压不能太高，导致抓举能力较弱。