2600T油压机自动上下料机械手控制系统的研究
自动上下料机械手开题报告(精)
自动上下料机械手开题报告1.课题研究的意义对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要的作用。
因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。
实践证明,工业机械手可以代替人手的繁重劳动,显著减轻工人的劳动强度,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。
工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作,采用机械手是有效的。
此外,他能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作,更显示其优越性,悠着广阔的发展前途。
2.课题简介和设计要求1、简介本课题是为普通车床配套而设计的自动上下料机械手。
工业机械手是工业生产的必然产物,他是一种模仿人体上肢的部分功能,按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备,对实现工业生产自动化,推动工业生产的进一步发展起着重要作用2、本设计的具体要求本课题通过应用Auto CAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计,运用PRO/E技术对自动上下料机械手进行三维实体造型,并进行了运动仿真,使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。
他能实行自动上下料运动。
机械手的运动速度是按着满足生存率的要求来设定的。
3.课题研究拟采用的手段和工作路线课程设计方法;设计时,认真阅读参考现有的相关技术资料,继承或借鉴前任人的设计经验和成果,但不盲目抄袭,根据具体的设计条件和要求,独立思考,大胆的进行改进与创新,争取拿出一个高质量的设计成果。
全面考虑现有机械手零部件的强度、刚度、工艺性、经济性和维护性等方面要求任何零部件的结构和尺寸。
设计时应尽量使用标准和规范,这样有利于零件的互换性和工艺性,同时也可减少设计工作量、节省设计时间,对于国家标准或部门规范,一般都要严格遵守和执行。
设计中采用标准或规范的多少,是评价设计质量的一项重要指标。
因此,毕业设计中,凡是有国家标准和企业标准规范要求的,应尽量采用。
工作路线:了解设计任务书,明确设计要求、工作条件、涉及内容的步骤;通过查阅有关设计资料,参观实物征询操作人员的建议等,了解设计对象的性能、结构及工艺性;准好设计需要的资料、绘图工具;拟定涉及计划等。
《2024年物料抓取机械手结构与控制系统研究》范文
《物料抓取机械手结构与控制系统研究》篇一一、引言随着工业自动化技术的快速发展，物料抓取机械手作为现代工业生产线上不可或缺的自动化设备，其结构设计与控制系统研究显得尤为重要。
本文旨在探讨物料抓取机械手的结构组成、工作原理及其控制系统的设计，以期为相关领域的研究与应用提供理论支持。
二、物料抓取机械手的结构组成物料抓取机械手主要由以下几个部分组成：机械结构、驱动系统、传感器系统和控制系统。
1. 机械结构机械结构是物料抓取机械手的基础，主要包括手臂、腕部、夹具等部分。
手臂是支撑整个机械手的部分，通常由电机驱动实现上下左右移动。
腕部连接手臂与夹具，具有灵活的旋转功能。
夹具是直接与物料接触的部分，其结构设计和材质选择直接影响到抓取的准确性和可靠性。
2. 驱动系统驱动系统是物料抓取机械手的动力来源，通常采用电机驱动。
根据实际需求，可选择交流电机、直流电机或伺服电机等。
驱动系统通过控制电机的转速和转向，实现机械手的精确运动。
3. 传感器系统传感器系统是物料抓取机械手的重要部分，主要用于实时监测机械手的状态和周围环境。
常见的传感器包括位置传感器、力传感器、视觉传感器等。
这些传感器能够提供准确的反馈信息，帮助控制系统做出相应的决策。
4. 控制系统控制系统是物料抓取机械手的核心，负责协调各部分的工作。
控制系统通常采用计算机或可编程逻辑控制器（PLC）实现，通过接收传感器信号和操作指令，控制驱动系统使机械手完成抓取、搬运等任务。
三、控制系统设计物料抓取机械手的控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
1. 硬件设计硬件设计主要包括选择合适的控制器、传感器、驱动器等元器件，并设计相应的电路和接口。
控制器应具有较高的运算速度和稳定性，以满足机械手快速、准确响应的要求。
传感器和驱动器的选择应考虑到其性能、精度和可靠性等因素。
此外，还需设计合理的电源电路和通信接口，以保证系统的正常运行和数据的传输。
2. 软件设计软件设计是控制系统设计的关键部分，主要包括控制算法的设计和编程实现。
浅析多功能上下料用机械手液压系统
某齿轮厂齿轮热处理生产线上，将齿轮从加热保温炉中取出，放在淬火压床上，淬火后再将齿轮从淬火压床上取下，放至放料台上。
该工艺过程受整个生产线拍节所限，工人劳动强度大，且工作环境温度高，工人劳动条件恶劣。
采用机械手代替人进行重复的取放件工作，不仅减轻了工人的劳动强度，也提高了生产自动化水平和劳动生产率，同时保证了产品质量和生产安全。
1 机械手简介1．1 机械手的主体结构淬火压床上下料用机械手采用圆柱坐标的结构形式，其主要组成部分有：升降机构、回转机构、手臂伸缩机构、手部夹持机构、定位机构等。
在这几种机构中，前三种机构采用液压传动方式，它使得机械手结构紧凑，运动平稳，且可以方便地实现无级调速。
后两种机构采用气动传动，由于手部夹持机构靠近保温炉，工作环境温度高，采用气动传动避免了由于温度过高而引起的油液泄漏等问题。
1．2 机械手的坐标形式如图1所示，该机械手在工作中需要3种运动，其中手臂的伸缩和立柱升降为两个直线运动，另一个为手臂的回转运动，固采用圆柱坐标形式，其特点是：结构比较简单，手臂运动范围大，且有较高的定位准确度。
图1 机械手的坐标形式1，3 机械手的工作范围机械手在水平方向的伸缩移动范围为从淬火压床前至保温炉内，手臂伸缩总行程为710 mm；手臂回转运动范围为167°；垂直方向移动范围为放料台面至保温炉中最上一层齿轮的高度，立柱升降总行程为4O0 mm。
2 液压系统及气动系统的组成及工作原理液压系统与气动系统原理图如图2所示。
其中2a为液压系统原理图，2b为气动系统原理图。
a)液压系统原理图b)气动系统原理图l、2．电磁溢流阀3．双联叶片泵4．电机5．过滤器6、13、15．压力表7、8．单向阀9、10．三位四通电液换向阀l1．三位四通电磁换向阀l2、l7、l8．节流阀l4、l6、l9．二位二通电磁换向阀20、2l、22、29、30．单向节流阀23．单向顺序阀24．升降缸25．伸缩缸26．摆动缸27．夹紧缸28．定位缸3l、32．二位五通电磁换向阀图2 液压与气动系统原理图2．1 液压泵站在机械手工作过程中，立柱升降，手臂伸缩与回转速度变化范围大，为节省能量，减少系统发热，选用双联叶片泵供油。
数控机床上下料机械手毕业论文【范本模板】
毕业设计（论文）题目数控机床上下料机械手专业班级姓名所属助学单位2015 年 9 月 5 日目录1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1。
2 设计目的 (1)1。
3 发展现状与趋势 (2)2 液压上下料机械手的设计方案 (3)2。
1机械手的概念 (3)2。
2 机械手的组成及工作原理 (3)2.3 机械手的总体设计 (4)2.3.1 机械手的总体机构的类型 (4)2.3.2 具体采用方案 (5)2。
4 机械手主要部件的选用 (5)2.4.1 机械手手爪的选用 (5)2.4。
2 机械手手腕的选用 (6)2。
4。
3 机械手手臂的选用 (7)2。
4.4 机械手机身的选用 (8)2。
5 驱动机构的选择 (8)2.6 传动结构的选择 (9)2.7 机器人手臂的平衡机构设计 (10)3 液压系统的设计 (11)3.1 液压系统的概述 (11)3。
2 液压系统的组成 (11)3.3 液压系统的基本控制回路 (11)3.4 液压系统的总体设计 (12)3.4.1 控制回路的设计 (12)3。
4。
2 液压源系统的设计 (12)3。
4。
3 绘制的液压系统图 (13)3。
5 液压系统的简单计算 (13)3。
5。
1油缸的主要类型与相关运算 (14)3。
5。
2油泵的选择 (18)3。
5。
3 油泵电动机功率的确定 (18)4 机械手控制系统的设计 (19)4.1 系统硬件电路的设计 (19)4.1.1 可编程控制器的概念 (19)4.1。
2 PLC的应用领域 (19)4。
1。
3 PLC系统的组成 (20)4。
1。
4 PLC的工作原理 (21)结论 (30)致谢 (31)参考文献 (32)摘要通过对机械设计基础、工业用微型计算机及其自动化等专业课程的学习,以及课外实践所学的知识，对数控机床上下料机械手各部分机械结构和功能进行了论述和分析，设计了一种液压式圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。
此设计主要针对机械手的手爪、手腕、手臂、机身等各部分机械结构以及机械手控制系统(传动系统、驱动系统）进行了的设计。
《2024年物料抓取机械手结构与控制系统研究》范文
《物料抓取机械手结构与控制系统研究》篇一摘要：本文着重探讨了物料抓取机械手的结构设计与控制系统研究。
通过分析机械手的构造和工作原理，详细介绍了其关键组成部分及各部分的功能，并对其控制系统进行了深入研究。
本文旨在为物料抓取机械手的优化设计及自动化控制提供理论依据和实际指导。
一、引言随着工业自动化程度的不断提高，物料抓取机械手作为工业生产线上不可或缺的设备，其结构设计与控制系统的研究显得尤为重要。
机械手通过精确的抓取、移动和放置操作，提高了生产效率，降低了人工成本。
本文将重点研究物料抓取机械手的结构特点及控制系统的设计原理。
二、物料抓取机械手结构研究1. 机械手主体结构物料抓取机械手主要由驱动系统、执行机构、传感器等部分组成。
其中，主体结构是支撑整个机械手的骨架，通常采用高强度合金材料制成，以保证其承载能力和稳定性。
2. 执行机构执行机构是机械手的核心部分，包括手臂、手腕和抓手。
手臂负责支撑整个执行机构，并实现X、Y、Z三个方向上的移动；手腕则可以实现旋转、弯曲等动作；抓手则是用来抓取物料的部件，通常由吸盘、夹具等组成。
3. 传感器系统传感器系统是机械手的重要组成部分，包括视觉传感器、力传感器等。
视觉传感器用于识别物料的位置和形状，为抓取提供精确的定位信息；力传感器则用于检测抓手与物料之间的作用力，以实现精确的抓取和释放操作。
三、控制系统研究1. 控制系统的组成控制系统主要由控制器、驱动器、传感器等部分组成。
控制器负责发出指令，驱动器则将指令转化为机械手的动作，传感器则负责实时反馈机械手的运行状态和外部环境信息。
2. 控制策略控制策略是控制系统的核心，包括开环控制和闭环控制两种。
开环控制主要用于简单的运动控制，而闭环控制则通过实时反馈信息来调整机械手的动作，实现精确的控制。
3. 控制系统设计要点在控制系统设计过程中，需要考虑控制系统的实时性、稳定性、准确性等因素。
此外，还需要对传感器进行优化配置，以确保机械手能够准确识别物料并实现精确的抓取和放置操作。
机械手上下料控制系统关键技术
机械手上下料控制系统关键技术作者：陈佶来源：《电子技术与软件工程》2018年第12期摘要根据盘形齿轮的特性，为提高机床效率及自动化加工的质量，研制出一种机械手自动上下料系统。
这种崭新的系统使用PLC为控制器，采用触摸屏显示器，可自动在输送线上进行工件到磨齿机上的取放，同时还可以将已经加工完成的工件进行甩油处理，之后再次送入输送线。
该系统使用的高分辨率伺服系统及精准的位置传感器，保证机械手在工作过程中动作的快速反应与定位的精准，使用该项系统，极大的减少齿轮磨床的上下料时间，提升生产效率与机械的自动化水平。
【关键词】机械手上下料控制系统在工业的生产活动中，齿轮作为重要的传动元件，拥有非常高的传动功率与精准的传动比，因此得到非常广泛的使用。
汽车行业的发展，带动了齿轮行业与磨齿机行业的发展，汽车变速箱中的齿轮，是经过淬硬之后再进行磨齿工作的，这也可以看出，未来对齿轮的需求是只增不减的。
在我国，大部分的齿轮加工机床是人工来实现机床的上下料，人工上下料带来比较高的劳动强度，很差的工作环境，也不会有较高的效率。
与之相比的机械手上下料装置则有着自动化程度高，动作迅速，重复定位精度高与长时间工作的优势。
我国的相关产业对自动化机械手上下料系统的需要是非常紧迫的。
在机械手上下料系统中，普遍使用PLC控制系统，PLC 的核心部件就是微处理器，拥有较高的抗干扰与通用性高的特点，并能够非常智能的与机床进行信息的交互。
1 系统的总体设计机械手上下料系统的主要要求与工作目的是可以自动的对输送线上的工件进行识别，取到之后置于磨齿机，还需把加工完好的工件进行甩油处理，完成之后送回输送线。
该机械手主要由五部分部件组成，即机械手A，机械手B，防护门，甩油装置与输送机。
系统的工作流程是：工件在输送线上到达工位，输送机装机启动定位装置对工件进行定位，机械手B对甩油装置中的工件与输送线中经定位的工件进行上下料操作，甩油装置到机床位置，机械手A对机床中的工件与甩油装置的工件进行操作，完成之后输送线再次启动，加工完好的工件随输送线进入下一工位，上一工位的待加工工件进入定位位置，与此同时，机械手A回转，防护门关闭，将机床与外部工作环境隔离，机床开始工作，甩油器装置移动到输送机进行甩油操作。
机械手上料的综合控制系统设计
机械手上料的综合控制系统设计1 绪论1.1课题背景前不久中国国务院发布了中国制造2025中提到紧密围绕重点制造领域关键环节，开展新一代信息技术与制造装备融合的集成创新和工程应用。
支持政产学研用联合攻关，开发智能产品和自主可控的智能装置并实现产业化。
依托优势企业，紧扣关键工序智能化、关键岗位机器人替代、生产过程智能优化控制、供应链优化，建设重点领域智能工厂/数字化车间。
在基础条件好、需求迫切的重点地区、行业和企业中，分类实施流程制造、离散制造、智能装备和产品、新业态新模式、智能化管理、智能化服务等试点示范及应用推广。
建立智能制造标准体系和信息安全保障系统，搭建智能制造网络系统平台。
围绕汽车、机械、电子、危险品制造、国防军工、化工、轻工等工业机器人、特种机器人，以及医疗健康、家庭服务、教育娱乐等服务机器人应用需求，积极研发新产品，促进机器人标准化、模块化发展，扩大市场应用。
突破机器人本体、减速器、伺服电机、控制器、传感器与驱动器等关键零部件及系统集成设计制造等技术瓶颈。
由此可见工业机械人行业有很大的发展前景。
随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，以往很多需要人去完成的工作现在已不再需要人去做，而且对于一些简单重复性的工作由机械手去完成往往可以提高生产效率和生产质量，对于一些高危行业用机械手代替作业则可以避免对人体造成伤害的可能性，如冶金、化工、医药、航空航天等。
在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。
目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。
如果机械手发生某些偏离时，会引起零部件甚至机械本身的损坏，但有了传感反馈自动，机械手就可以根据反馈自行调整。
应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
机械手自动上下料控制系统的组成及工作原理
机械手自动上下料控制系统的组成及工作原理机械手自动上下料控制系统是由多个组件组成的，包括机械手、传感器、控制器、执行器、电源等。
机械手是整个系统的核心部件，其负责实现对工件的抓取和放置。
传感器可以检测工件的位置、重量等信息，控制器则根据传感器的反馈来控制机械手的动作。
执行器是用来控制机械手运动的，电源则是提供系统所需的电能。
机械手自动上下料控制系统的工作原理是：传感器检测工件的位置和重量，将这些信息传输给控制器。
控制器根据这些信息来控制机械手的动作，使其准确地抓取或放置工件。
执行器负责控制机械手的运动，将其送到目标位置。
在整个过程中，电源提供所需的电能。
通过这种自动化的系统，可以大大提高生产效率、降低人力成本，同时还能减少因人为因素而产生的错误率。
因此，在现代工业生产中，机械手自动上下料控制系统已经广泛应用。
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2600T油压机自动上下料机械手控制系
统的研究
摘要：为实现2600T油压机迅速而可靠的完成自动上下料，设计了基于西门
子S7-1200PLC、西门子V90伺服驱动器的自动上下料系统。
系统由上料平台、下
料平台、对料平台、上料机械手、下料机械手几部分组成，可实现抓取料，送料，码垛功能。
该系统将西门子S7-1200PLC控制器与西门子V90伺服驱动器结合使用，台达触摸屏作为上位机，以西门子S7-1200PLC控制器为核心实现2600T油
压机自动上下料的整体控制。
关键词：2600T油压机;自动上下料;西门子S7-1200PLC;西门子V90伺服驱
动器;
1前言
在货车敞车侧门板、棚车侧板等大型件的成型工序一般利用大型油压机完成，压型工序过程为：安装模具—整垛上料（天车吊运）—单板送料（两人夹持送进
模具）—压型—成型板下料（两人夹持拽出模具）—码垛—成品下料（天车吊运）。
由于单板质量较重，单板最大重量达到94Kg，在人工夹持上下板过程中门
板极易脱落，存在极大的安全隐患。
同时长期搬运工人劳动强度较大。
人工上下
料及吊运占用时间较长，整体生产效率较低。
因此迫切地需要简洁有效的自动上
下料装置。
同时由于车型种类较多，单板的尺寸经常变化，因此只能完成单一车
型门板自动上下料的设备已经失去了优势，取而代之的必将是柔性油压机自动上
下料设备。
为了实现油压机自动上下料的高效、便捷、自动化，运动控制系统[1]必不可少。
运动控制系统作为数控、机器人[2]、自动化生产线等自动化装备的核心，虽
然目前已经发展到较高的水平，但仅限于一些通用性的运动控制系统和数控类系
统，还没有基于这些运动控制系统，针对油压机实现5轴联动、柔性自动上下料要求的产品。
在国内货车生产行业，目前还是以手工或单一车型的油压机上下料生产线为主，不仅生产效率低下而且存在一定的安全隐患。
为了解决上述问题，设计了基于西门子S7-1200PLC的油压机柔性自动上下料控制系统，本文对油压机柔性自动上下料机械手控制系统的软硬件设计部分进行细致的分析与研究。
2、2600T油压机自动上下料机械手控制系统硬件结构
2.1 2600T油压机自动上下料机械手系统硬件结构
为了实现控制系统脱离PC机运行，该系统主控制器选用了西门子S7-
1200PLC。
根据事先编制好的程序该系统可以脱离PC机运行,使用台达触摸屏作为上位机。
同时为了实现上、下料的分离，方便进行维修与调试，我们采用了双控制器的方式，一个PLC用来控制上料机械手、上料平台、对料平台，另一个PLC用来控制下料机械手、下料平台。
该系统具体分为以下部分：机械手本体部分，控制部分，操作部分。
各部分的布局图如图1所示。
伺服电机、接近开关、模拟量位移传感器、电磁阀以及机械机构，构成了自动上下料机械手的本体部分也就是被控对象，其中接近开关、模拟量位移传感器与伺服电机为系统提供位置保障。
西门子S7-1200系列PLC是整个运动控制部分的核心，它根据编好的程序及在触摸屏上设定的参数对自动上下料机械手进行控制，把控制输出到相应的执行机构，进而完成对被控对象的控制等实时性的任务。
触摸屏及外部按钮构成了系统的操作部分，它们负责系统启动、停止，手动、参数输入等相应的功能。
图1电气系统硬件结构图
2.2 2600T油压机自动上下料机械手控制系统硬件搭建
在整个运动控制系统中，西门子S7-1200单元是核心元件，在通讯接口方面S7-1200有两个以太网口以供使用，一个网口用来连接伺服驱动器，另一个网口用来与其他设备进行组态，因此极大的方便了控制系统的组网。
西门子S7-1200自带输入输出点和模拟量输入点，所以不需要扩展外部输入输出点，同时S7-1200可以配置6个伺服轴。
两套系统的通讯是通过网络通讯来完成的，在网络通讯过程中需要使用路由器。
路由器在支持两套系统通讯的同时还可以将两套系统的PLC与PC进行联机，完成程序的编辑与调试工作。
系统的连接及扩展模块的连接示意图如图2所示。
图2模块连接示意图
S7-1200与系统本体部分的连接分为通过伺服驱动器与伺服电机连接、与各种传感器连接以及与执行装置连接三大部分。
该系统上下料机械手的走行位置是依靠程序以及伺服驱动器和伺服电机来保证的，除此之外该系统还要保证对料风压和对料的尺寸，因此该系统使用了压力继电器与模拟量位移传感器。
同时还使用了磁性开关和接近开关，用来使各个动作连续运行。
3、2600T油压机自动上下料机械手控制系统软件的实现
3.1控制程序
PLC程序的编写主要借助西门子公司提供的TIA Portal V16软件完成，该软件可同时进行程序的编写、调试以及在线监视。
当程序在PC上编写完成之后，就可以通过网口和S7-1200相连，实现与S7-1200的通讯。
程序编辑调试完成后便可以将程序下载到S7-1200中，如需要可拆除连接的网线实现S7-1200的脱机运行。
为了操作方便我们还使用了触摸屏和外部按钮，通过触摸屏和外部按钮实现一些简单的操作，使整个系统操作起来更加的简单方便。
由于S7-1200是循环扫描的，所以程序是按顺序的逻辑关系进行编写的，只有在执行完上一步之后才会继续向下执行。
在整套系统中机械手各轴位置是很重要的参数，因此该系统使用了西门子报文111、SinaPos指令来读取各个轴的实际位置并进行精准的定位控制，保证系统的正常运行。
部分程序如图3所示。
图3 轴精准定位控制控制程序
5结论
该系统以PC开发整套系统的控制程序，PLC负责完成实时性任务。
目前该控
制系统已用于2600T油压机自动上下料的工序，运行稳定，满足工艺要求。
参考文献:
{1}孟庆鑫，王晓东．机器人技术基础[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006．
{2}SalisburyJK, Craig J J. Articulated hands: force control and kinematics issues . The International Journal of Robotics Research, 1982, 1.。