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基于PLC的锂电池工位切换抓取机械手设计

一、选题简介、意义

简介：本次设计说明书主要介绍了“基于PLC的锂电池工位切换抓取机械手设计”的设计过程，主要涉及到的知识点主要机械手的设计，气缸的选取，伺服电机的应用，简单PLC原理编程。通过这些学习，将学到的自动化知识和实际生产生活联系在一起，实现理论知识学习到实际生产应用相结合，全方位检验自己在校期间所学到的知识和内容。通过这一系列的学习和探索，可以将自己大学三年学习的专业知识相互联系起来，与此同时我们可以查阅课外文献资料，来拓展我们的课外知识，培养我们独立思考和解决问题的能力。

意义：随着现代制造技术的发展，制造智能产业的发展随着十二五规划的提出，越来越受到人们的关注。制造产业正从传统工业渐渐向智能制造产业过度。越来越多智能化、集成化、高效化的生产加工流水线开始投入实际生产。相对于传统制造业而言，智能制造业所带来的的收益和效率是远远超过传统制造产业的。不仅提高了产品的优良率，而且还节省了大量的劳动力成本。相信随着时间的推移，我国将迎来智能制造新潮流，智能制造将会带给人们越来越多的惊喜。

二、课题综述（课题研究，主要研究的内容，要解决的问题，预期目标，研究步骤、方法及措施等）

1、课题研究任务

根据本次课题的研究任务书，对产品要进行合理分析，通过机械结构设计以及电气自动化运用，达到用机械手来代替人工，对产品进行工位切换运动，提高产业效率，减少人为因素的干扰。

2、主要研究内容、步骤、方法及措施

2.1、产品的分析

利用UG-NX10.0对制件进行三维造形，并对其外形结构进行分析，通过实际工位测量，算出工位产品切换的距离以及使用要求，从而设计合理的机械手来实现工位切换的功能。

2.2、机械手设计与电气设计

a、确定机械手的工作范围，以及抓取动作，构想出大概的机械手雏形；

b、抓取机构设计，移动机构设计；

c、吸盘的选取以及校核，气缸的选取以及校核，得出最佳设计方案；

d、抽真空部分真空发生器与电磁阀的选取并给出最佳方案；

e、完成相关零件的2D图纸绘制，以及电气原理图。

2.3、要解决的问题

a、产品吸附位置的确定；

b、机械手抓取和位置移动机械设计；

c、伺服电机与气缸的选取；

d、真空发生器和电磁阀的确定；

e、PLC的选取以及相关电气原理图的制作。

2.4、预期目标

a、通过对产品的分析，找出适当的抓取位置并确定抓取方式；

b、通过UG-NX10.0设计出机械手结构；

c、确定气缸型号以及伺服电机的型号；

d、完成任务上的任务。

三、设计（论文）体系、结构（大纲）

摘要

绪论

1、智能制造产业发展现状以及前景展望

第一章 产品分析以及抓取点的确定

1.1、产品分析

1.2、抓取点的确定

第二章 机械手抓取部分的设计

2.1、吸盘的选择以及校核

2.2、气缸的选择以及校核

2.3、直线导轨的选择以及校核

2.4、抓取部分其他机械结构的设计

第三章 机械手移动部分的设计

3.1、30度梯形丝杠的选择

3.2、30度梯形丝杠用螺帽的选择

3.3、丝杠支座组件的选择

3.4、直线导轨的选择以及校核

3.5、机械手其他机构部件的设计

第四章 电气部分控制系统的设计

4.1、气压系统工作说明

4.2、机械手的工艺过程

4.3、PLC型号的确定

4.4、伺服电机的选择

4.5、伺服电机驱动器的选择

4.6、人机界面的选择

第五章 电气部分运动系统的设计

5.1、PLC元件说明

5.2、PLC硬件连线图

5.3、PLC流程图

5.4、PLC逻辑程序图

5.5、机械手操作界面简述

第六章 机械手安全性考虑以及注意事项

小结

参考文献

 

参考文献

[1]林伟，向晓汉.《机械设计基础》.电子工业出版社,2015.

[2]华红芳.《机械制图与零部件造型测绘》.高等教育出版社，2016.

[3]顾京.《现代机床设备》（第二版）.北京：化学工业出版社，2016.

[4]吴爽，李健.《公差配合与技术测量》.上海：同济大学出版社，2016.

[5]MISUMI.《MISUMI FA目录》.米思米（中国）精密机械贸易有限公司，2018. 

[6]松下(Panasonic). 日本松下电器产业株式会社，2018.