多工位搬运机升降系统设计(附件)【字数：10654】
摘 要本次设计的内容是关于多工位搬运机升降系统的设计。这次设计时对我大学四年学习成果的检验。设计的主要思路包括绪论、总体方案设计、机械部分的设计、控制部分的设计。其中机械部分的设计主要包括各机械元件选取与校核，如机械臂的设计与校核，电机的选取，滚珠丝杠螺母副的选取、直线导轨的选取等等。控制部分的设计主要包括plc的选型、plc对步进电机的控制程序与总体控制程序，需要绘制电气硬件连接图，了解和验证plc和各电气元件直接的连接方式和控制关系。对于控制编程这块我采用的是我们所学过的顺序控制方式.所涉及的知识包括了我们四年的所学的专业知识以及其他需要我们上网查阅学习的知识。在设计过程，我充分了解了多工位搬运机的结构框架，并绘制了详细的二维、三维的装配图及部分零件图。希望通过自身的努力，将所设计的课题完成的准确，完善。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2研究的目的和意义 1
第二章 总体方案设计 3
第三章 机械方案设计 4
3.1机械臂的选择： 4
3.1.1机械臂材料的选取 4
3.2滚珠丝杆螺母副的选择 6
3.2.1数据参数的计算 6
2.确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格 7
3.3滚动直线导轨副的设计 8
3.4 导轨的选择及校核 9
3.4.1滑块选取 9
3.5 联轴器的设计与计算 10
3.6气动吸盘的计算 12
3.6.1气压传动的特点 12
3.6.2真空吸盘的选取 13
3.6.3真空发生器设计 14
第四章 控制系统设计 17
4.1多工位搬运机升降系统控制总体功能设计 17
4.1.1任务书控制系统要求 17
4.1.2控制系统的基本控制方案 17
4.2控制系统硬件配置 18
4.2.1控制器的选择 18
4.2.2检测元件的选择 19
4.2.3 S7200可编程控制器I/O口的分配表 20
4.2.4系统硬件连接图 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.3控制部分软件设计 21
4.3.1 PLC的PTO在步进电机位置、速度控制的应用 21
4.3.2控制系统基本流程图 24
结束语 27
致谢 28
参考文献： 28
第一章 绪论
1.1设计背景
在现在社会中，经济与科学技术高速的发展，科技产品已经融入我们生活的方方面面，比如生活中常见的扫地机器人、自动领料机、全自动洗衣机等等，智能化产品已经默默的影响并改变了我们的生活方式。在工业化生产中，自动控制 产品的影响将更加巨大。在传统的工业化生产中，我们大量的依靠人力与简单的机械。这样极大的增加了工业产品的制作成本、原材料的消耗，并且对工人的人身安全也存在了很大影响。工业机器人的出现极大的改变了这些状况，工业机器人能改善操作工人的工作环境，较好的减少工人工作时的安全隐患，有利于提高生产效率，节约生产成本与原材料的消耗，同时也提高了工业产品的质量与产量。
工业机器人如今在众多工业领域都有着广泛的应用，比如在货物的搬运与储存、危险物品的处理与堆放、饮料灌装、药瓶装瓶自动化生产线等等。以工业机器人为代表的新型工业将影响一个国家的综合实力，提高工业化水平将有助于提高国家的工业制造水平，提高人民的生活水平，同时也对提高国家的综合实力有着不可或缺的作用。
1.2研究的目的和意义
本次设计的对象是多工位搬运机，它是广泛应用于工业领域的工业机器人，通过对它的设计和研究将有助于我们提高对自动化产品的认知，以及对提高国家工业化水平也有很大的帮助。具体的意义如下：
1.改善生产过程中的工作环境。节省人力.
在以往的生产生活中，搬运货物还大量的依靠人力，货物的大量的堆积，占据了很大的空间，操作工人需要先下料再搬运，最后堆积到适宜的场所。这样极大的增加了工人的工作负担，对工人的人身安全也产生了很大的影响。在人力资源如此宝贵的今天，完全靠人力的工作方式将难以满足社会的需求。工作环境的恶劣也将制约公司的发展。在一些特殊的环境，比如有污染、高温、有毒、有粉尘容易引起爆炸的等高危领域，搬运机器人的出现将显的额外重要。它可以将工人从危险的工作环境中解放出来，这样有助于改善工人的工作环境，降低危险系数，使工作环境更加人性化。像那些需要大量人力的行业，搬运机的出现将极大的改善其工作环境，可以将工人从繁重、枯燥的工作中解放出来.
提高生产效率，节约成本。
使用多工位搬运机来取代人工将有助于提高生产效率，之前采用人工操作，需要高额的生产成本，同时工作效率也比较的低下，无形之中增加了生产成本。如果采用多工位搬运机来取代人力，将极大的提高生产效率，同时也可以降低对原材料的消耗与货物的损坏。比如这次设计的多工位搬运机所搬运的对象一般为玻璃板料，如果采用人工搬运，将增加工人的工作难度与危险性，容易加大物料的损坏同时工作效率也会低很多。如果采用多工位搬运机将极大的提高生产效率，同时也能保证对货物安全的保证。对生产效率的提高将有助于提高国家的工业化程度，对社会和国家的发展有着重要的作用。
通过本次对多工位搬运机升降系统的设计，将有助于我们了解现代工业化自控设备结构的了解，对PLC控制系统的原理有着更深刻的认知，将有助于我们将来的工作生活。
第二章 总体方案设计
本次可以要求设计多工位搬运机升降系统，里面包括机械臂系统、升降系统和PLC控制系统。PLC是整个系统的控制器，通过对步进电机和电磁阀的控制来实现对气动吸盘吸料和放料动作。具体工作方式为：基本控制流程：先光电开关检测到物料，plc控制电磁阀的的开通使气动吸盘完成吸料动作，定时5s后，plc控制升降电机正传机械臂升降平台上升，接触到下降限位开关后，旋转电机正转，机械臂平台及物料开始旋转，旋转接触到限制开关后升降电机反转，机械臂平台下降。当机械臂平台接触到上升限位开关后，定时器触发，定时5s,同时plc控制电磁阀关闭，以完成放料动作。5s后升降电动开始工作，机械臂开始上升，接触到下降限位开关后，旋转电机开始反转工作，机械臂平台开始旋转。接触到旋转限位开关后，升降电机开始反转工作，机械臂工作平台开始下降，光电传感器开始检测物料重复之前的控制指令。
目 录
第一章 绪论 1
1.1设计背景 1
1.2研究的目的和意义 1
第二章 总体方案设计 3
第三章 机械方案设计 4
3.1机械臂的选择： 4
3.1.1机械臂材料的选取 4
3.2滚珠丝杆螺母副的选择 6
3.2.1数据参数的计算 6
2.确定滚珠丝杠副支承用的轴承代号、规格 7
3.3滚动直线导轨副的设计 8
3.4 导轨的选择及校核 9
3.4.1滑块选取 9
3.5 联轴器的设计与计算 10
3.6气动吸盘的计算 12
3.6.1气压传动的特点 12
3.6.2真空吸盘的选取 13
3.6.3真空发生器设计 14
第四章 控制系统设计 17
4.1多工位搬运机升降系统控制总体功能设计 17
4.1.1任务书控制系统要求 17
4.1.2控制系统的基本控制方案 17
4.2控制系统硬件配置 18
4.2.1控制器的选择 18
4.2.2检测元件的选择 19
4.2.3 S7200可编程控制器I/O口的分配表 20
4.2.4系统硬件连接图 20 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
4.3控制部分软件设计 21
4.3.1 PLC的PTO在步进电机位置、速度控制的应用 21
4.3.2控制系统基本流程图 24
结束语 27
致谢 28
参考文献： 28
第一章 绪论
1.1设计背景
在现在社会中，经济与科学技术高速的发展，科技产品已经融入我们生活的方方面面，比如生活中常见的扫地机器人、自动领料机、全自动洗衣机等等，智能化产品已经默默的影响并改变了我们的生活方式。在工业化生产中，自动控制 产品的影响将更加巨大。在传统的工业化生产中，我们大量的依靠人力与简单的机械。这样极大的增加了工业产品的制作成本、原材料的消耗，并且对工人的人身安全也存在了很大影响。工业机器人的出现极大的改变了这些状况，工业机器人能改善操作工人的工作环境，较好的减少工人工作时的安全隐患，有利于提高生产效率，节约生产成本与原材料的消耗，同时也提高了工业产品的质量与产量。
工业机器人如今在众多工业领域都有着广泛的应用，比如在货物的搬运与储存、危险物品的处理与堆放、饮料灌装、药瓶装瓶自动化生产线等等。以工业机器人为代表的新型工业将影响一个国家的综合实力，提高工业化水平将有助于提高国家的工业制造水平，提高人民的生活水平，同时也对提高国家的综合实力有着不可或缺的作用。
1.2研究的目的和意义
本次设计的对象是多工位搬运机，它是广泛应用于工业领域的工业机器人，通过对它的设计和研究将有助于我们提高对自动化产品的认知，以及对提高国家工业化水平也有很大的帮助。具体的意义如下：
1.改善生产过程中的工作环境。节省人力.
在以往的生产生活中，搬运货物还大量的依靠人力，货物的大量的堆积，占据了很大的空间，操作工人需要先下料再搬运，最后堆积到适宜的场所。这样极大的增加了工人的工作负担，对工人的人身安全也产生了很大的影响。在人力资源如此宝贵的今天，完全靠人力的工作方式将难以满足社会的需求。工作环境的恶劣也将制约公司的发展。在一些特殊的环境，比如有污染、高温、有毒、有粉尘容易引起爆炸的等高危领域，搬运机器人的出现将显的额外重要。它可以将工人从危险的工作环境中解放出来，这样有助于改善工人的工作环境，降低危险系数，使工作环境更加人性化。像那些需要大量人力的行业，搬运机的出现将极大的改善其工作环境，可以将工人从繁重、枯燥的工作中解放出来.
提高生产效率，节约成本。
使用多工位搬运机来取代人工将有助于提高生产效率，之前采用人工操作，需要高额的生产成本，同时工作效率也比较的低下，无形之中增加了生产成本。如果采用多工位搬运机来取代人力，将极大的提高生产效率，同时也可以降低对原材料的消耗与货物的损坏。比如这次设计的多工位搬运机所搬运的对象一般为玻璃板料，如果采用人工搬运，将增加工人的工作难度与危险性，容易加大物料的损坏同时工作效率也会低很多。如果采用多工位搬运机将极大的提高生产效率，同时也能保证对货物安全的保证。对生产效率的提高将有助于提高国家的工业化程度，对社会和国家的发展有着重要的作用。
通过本次对多工位搬运机升降系统的设计，将有助于我们了解现代工业化自控设备结构的了解，对PLC控制系统的原理有着更深刻的认知，将有助于我们将来的工作生活。
第二章 总体方案设计
本次可以要求设计多工位搬运机升降系统，里面包括机械臂系统、升降系统和PLC控制系统。PLC是整个系统的控制器，通过对步进电机和电磁阀的控制来实现对气动吸盘吸料和放料动作。具体工作方式为：基本控制流程：先光电开关检测到物料，plc控制电磁阀的的开通使气动吸盘完成吸料动作，定时5s后，plc控制升降电机正传机械臂升降平台上升，接触到下降限位开关后，旋转电机正转，机械臂平台及物料开始旋转，旋转接触到限制开关后升降电机反转，机械臂平台下降。当机械臂平台接触到上升限位开关后，定时器触发，定时5s,同时plc控制电磁阀关闭，以完成放料动作。5s后升降电动开始工作，机械臂开始上升，接触到下降限位开关后，旋转电机开始反转工作，机械臂平台开始旋转。接触到旋转限位开关后，升降电机开始反转工作，机械臂工作平台开始下降，光电传感器开始检测物料重复之前的控制指令。
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