(整理)五轴搬运机器人毕业设计.
(完整版)本科“五自由度液压搬运机械手”设计毕业设计论文
五自由度液压搬运机械手设计摘要本设计的内容是对五自由度液压搬运机械手的总体外形进行设计，运动范围进行规划，运动路线的调整，及其本机械手的驱动系统进行设计，液压路线图中的所用原件进行精心选取，之后进行油路的设计，首先，本任务书对机械手在现代社会中的作用以及现在的发展现状进行了简单介绍，其中还包括了机械手的研究意义，机械手相比于人手所具有的一系列优点。
对总体方案进行了设计，确定设计一种五自由度搬运机器手，包括机器手的总体设计，移动方式设计，动作规划设计，三维造型设计等。
其次，对机械手本身的一些基本技术参数进行了确定，并且初步规划出了总体外观简图，用AUTOCAD软件绘制了液压原理图，此原理图的各个原件的选取在后来的计算中得以确定，然后在第4章进行了各个部分的具体计算，其中包括了手部夹持器的计算，腕部回转油缸计算，小臂结构的的设计，俯仰缸的伸缩数据的确定，大臂回转油缸的设计，大臂升降机构的设计，手部驱动油缸油孔尺寸计算，腕部回转油缸油孔尺寸确定，大臂回转油缸油孔尺寸确定，大臂升降油缸油孔尺寸确定，伸缩臂油缸油孔尺寸确定，在各个油缸选定之后，现在可以对油缸活塞杆进行校核，第5章对活塞杆进行了校核，其中包括手部驱动油缸活塞杆校核，腕部回转油缸活塞杆校核，伸缩油缸活塞杆校核，俯仰油缸活塞杆校核。
最后，在各个数据最终确定后，本设计还对机械手的三维效果图在第6章进行了绘制。
关键词机械手；五自由度；搬运；液压The design of five freedom degrees is the total shape that transports a machine a design, exercise the scope carry on aprogramming, sport route of adjustment, and it originally driving of machine designing, the component used in the with meticulous care selection, after carry on the design of oil road, first, this task book to machine social in of function and the development present condition in nowadays carried on simple introduction and still included the research meaning of machine a design to the total project, made sure to design a kind of five freedom degrees porterage machine of machine , the action programed a design, the 3D shape designs etc..Carried on an assurance to some basic technique parameters of the machine , drew of each component of the principle diagram can make sure in the later calculation, then as for concrete calculation that carried on each part in chapter 4, calculation included a oil urn and computes, small arm structure of of design, the flexible data of the urn of Fu Yang really settle, the big arm turns round an oil urn of design, the big arm ascends and descends organization of design, the oil urn oil bore the size compute, wrist department turn round oil urn oil bore size assurance, the big arm turns round oil urn oil bore size assurance, the big arm ascends and descends oil urn oil bore size assurance, flexible arm oil urn oil bore size assurance, after the each oil urn makes selection, now can to oil urn the piston pole carry on school pit, chapter 5 carried on school to the piston pole pit, include a piston pole school pit, wrist department turn round oil urn piston pole school pit, flexible oil urn piston pole school pit, Fu Yang oil urn piston pole school pit.End, at each piece according to after the end assurance, this design still carried on to draw in chapter 6 to the 3D effect diagram of machine m ,行程：15mm弹簧总长：30mm，活塞杆总长为60mm油的工作压力：Q预紧力：总拉长： =111.4kgf (4-7)相对刚度: =0.25, 总拉力需增加 30%所以：（4-8）[]s s 3s A 240MPaN N .5d 8mm σσσσ===1 为普通碳素钢钢，安全系数，由于是静截面，取 =1所以： 完全符合要求。
搬运机器人毕业设计
刖吕当代科学技术发展的特点之一就是机械技术，电子技术和信息技术的结合，机器人就是这种结合的产物之一。
现代机器人都是由机械发展而來。
与传统的机器的区别在于, 机器人有计算机控制系统，因而有一定的智能，人类可以编制动作程序，使它们完成乞种不同的动作。
随着计算机技术和智能技术的发展，极大地促进了机器人研究水半的提高。
现在机器人已成为一个庞大的家族，科学家们为了满足不同用途和不同环境下作业的需要，把机器人设计成不同的结构和外形，以便让他们在特殊条件下出色地完成任务。
机器人成了人类最忠实可靠的朋友，在生产建设和科研匸作中发挥着越來越大的作用。
搬运机器人不但能够代替人的某些功能，有时还能超过人的体力能力。
可以24小时其至更长时间连续重复运转，还可以承受各种恶劣环境。
因此，搬运机器人是人体局部功能的延长和发展。
21世纪是敏捷制造的时代，搬运机器人在敏捷制造系统中应用广泛。
1绪论1.1工业机器人的历史、现状及应用机器人首先是从美国开始研制的，1958年美国联合控制公司研制出第一台机器人。
它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。
日本是工业机器人发展绘快、应用最多的国家。
自1969年从美国引进两种典型机器人后，大力从事机器人的研究。
目前工业机器人大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；控制方式则为开环式, 没有识别能力：改进的方向主要是降低成本和提高精度。
第二代机器人正在加紧研制，它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，共至听、想的能力。
研究安装各种传感器，把感觉到的信息进行反馈，使机器人具有感觉机能。
第三代机器人则能独立地完成工作过程中的任务，它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中的重要一环。
搬运机器人结构设计毕业设计正文
搬运机器人结构设计毕业设计正文1.引言2.机器人结构设计的基本要求机器人的结构设计应满足以下基本要求：2.1运动自由度由于搬运任务的多样性，机器人需要具备足够的运动自由度，以适应各种场景和工作环境。
常见的运动自由度包括平移自由度和旋转自由度。
2.2机器人臂的结构机器人臂是搬运任务的关键组成部分，其设计应具备足够的刚性和精度，以确保搬运过程的稳定性和准确性。
常见的机器人臂结构包括串联和并联结构，选择合适的结构需根据具体应用场景进行考虑。
2.3控制系统好的控制系统能够有效地指挥机器人完成搬运任务，并提高其运行效率和精度。
控制系统应具备良好的实时性和稳定性，能够实现对机器人的精确控制和调节。
3.结构设计方案基于上述要求，本文设计了一种六自由度的搬运机器人结构，以满足不同场景下的搬运需求。
该机器人结构采用并联臂结构，以提高机器人的刚性和精度。
具体结构设计如下：3.1机器人臂结构该机器人采用了六个旋转关节来实现运动自由度，通过控制各关节的角度变化，实现机器人的运动。
在设计时，需要考虑关节的刚性和承载能力，以确保机器人在搬运过程中的稳定性和安全性。
3.2末端执行器机器人的末端执行器可根据具体搬运任务的要求进行设计。
常见的末端执行器包括夹子、吸盘等。
在选择和设计末端执行器时，需要考虑搬运物品的大小、重量和形状等因素，以确保机器人能够有效地完成搬运任务。
3.3控制系统设计机器人的控制系统主要包括传感器、控制器和执行器等组成部分。
传感器用于获取机器人和搬运物品的状态信息，控制器负责对机器人进行控制和调节，执行器将控制信号转化为机器人的实际运动。
在设计控制系统时，需要考虑传感器的选择和布置、控制算法和执行器的响应特性等因素。
4.实验与分析通过搭建原型机进行实验，对所设计的搬运机器人进行性能测试和分析。
实验结果表明，该机器人结构设计合理，具备较好的稳定性和精度，能够有效地完成搬运任务。
5.结论本文对搬运机器人的结构设计进行了研究，并设计了一种六自由度的机器人结构。
搬运机器人毕业设计
毕业设计（说明书）题目：搬运机器人毕业设计姓名: 李颖颖学号： 20132002386平顶山工业职业技术学院2016年5月25日平顶山工业职业技术学院毕业设计任务书姓名专业班级 13矿山机电十班任务下达日期 2015 年月日设计开始日期 2015 年月日设计完成日期 2016 年月日设计题目：搬运机器人毕业设计指导教师院(部）主任郭宗跃20 年月日平顶山工业职业技术学院毕业设计答辩委员会记录电力工程学院矿山机电专业,学生李颖颖于2016年 6 月 8 日进行了毕业设计（论文）答辩。
设计题目: 搬运机器人毕业设计指导老师：答辩委员会根据学生提交的毕业设计材料，根据学生答辩情况，经答辩委员会讨论评定，给予学生毕业设计成绩为 .答辩委员会人，出席人答辩委员会主任（签字）：答辩委员会副主任（签字）:答辩委员会委员：，， ,， , ， .平顶山工业职业技术学院毕业设计评语第页毕业设计及答辩评语：工业机器人技术是近年来新技术发展的重要领域之一，是以微电子技术为主导的多种新兴技术与机械技术交叉、融合而成的一种综合性的高新技术。
这一技术主要应用于工业、农业、办公自动化及生活服务等特别是在生产建设和科研工作中发挥着重要的作用。
这一技术的发展，极大地促进了机器人研究水平的提高.目前，工业机器人主要承担着搬运、焊接、喷涂及堆垛等重复性并且劳动强大极大的工作.从长远看，机器人产品的生产成本会大大降低，性能会愈加完善，据美国电气和电子工程师协会统计，世界各地已经部署了100万台各种工业机器人，其中日本工业机器人密度居世界首位，比排在第二位的新加坡多出了一倍。
虽然排在前三位的都在亚洲，但欧洲却是世界上工业机器人密度最大的地区。
因此，亚洲还有待研究开发。
本课题主要对搬运机器人的总体结构展开讨论，搬运机器人在实际的工作上就是一个机械手，搬运机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中，搬运机械手被广泛的运用于自动生产线中。
五轴机器人主体结构设计及运动仿真毕业设计(论文)
五轴机器人主体结构设计及运动仿真摘要工业机器人是一种集多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备，随着科学与技术的发展，工业机器人的应用领域也在不断扩大。
虽然近年来我国工业机器人的需求量逐年增加，但目前国产的机器人大多还需要进口，这与我国快速的发展的工业水平不相适应。
本文以FESTO柔性生产线装配工作站的三菱工业机器人为基础，针对五轴工业机器人的主体结构进行设计，其中包括各运动关节电机和传动机构的选型设计；机器人主体机构三维建模；机器人关键零部件的三维建模和工程图绘制；通过机器人手腕、前臂、后臂、立柱和底座这几部分的结构设计及运动仿真，探讨在solidworks 软件环境下, 建立了机械手臂的三维实体建模、虚拟装配、动态模拟和干涉检查,并运用solidworks的motion模块进行机械手臂的运动仿真,实现Solidworks软件环境下机械手臂的虚拟设计。
本设计的工业机器人采用交流伺服电机及带传动的工作方式，机器人传动环节减少，结构简单，提高了系统的精度，减少维护工作量，同时也简化了生产工艺，降低了生产成本。
关键词：工业机器人、结构设计、仿真模拟、solidworksIV五轴机器人主体结构设计及运动仿真AbstractThe industrial robot is a set of advanced technologies in the integration of multidisciplinary important modern manufacturing equipment, with the development of science and technology, the industrial robot applications are constantly expanding. Although in recent years the demand robot of our country increases year by year, but at present homebred robot also need to be imported, and this does not suit to China's rapid industrial development level.This paper is based on the Mitsubishi industrial robot of FESTO flexible manufacture system assembly workstation based on five axis robot, structure design, including the movement of each joint motor and transmission mechanism design of the robot body mechanism; 3D modeling; robot key parts of the 3D modeling and engineering drawing; through the robot wrist, forearm, arm a column and a base, the parts of the structure design and the movement simulation, discusses in the SolidWorks software environment, to establish a mechanical arm of the 3D solid modeling, virtual assembly, dynamic simulation and interference check, and by using the SolidWorks motion module for mechanical arm movement simulation, implementation of Solidworks software environment for virtual design of mechanical arm. The design of the industrial robot driven by AC servo motor and belt transmission mode, the robot transmission link is reduced, and has the advantages of simple structure, improve the precision of the system, reduces the maintenance workload, but also simplifies the production process, reduce the production cost.Key words: industrial robot, structure design, simulation, SolidWorksV五轴机器人主体结构设计及运动仿真目录第一章绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 国内外研究综述 (2)1.3 研究现状 (4)1.4 研究意义 (7)第二章设计选型 (8)2.1 机构选型 (8)2.1.1 运动机构 (8)2.1.2 传动机构 (10)2.1.3 控制机构 (11)2.2 电机选型 (13)第三章机械部分设计 (18)3.1 设计内容 (18)3.1.1 机器人手腕设计 (18)3.1.2 机器人前臂设计 (20)3.1.3 机器人后臂设计 (22)3.1.4 机器人立柱设计 (24)3.1.5 机器人底座设计 (27)第四章机器人装配及运动仿真 (29)4.1 机器人装配 (29)4.2 机器人运动仿真 (42)第五章市场前景 (44)5.1 市场分析 (44)第六章总结与展望 (45)6.1 总结 (45)6.2 展望 (45)致谢 (46)参考文献 (47)VI五轴机器人主体结构设计及运动仿真第一章绪论1.1 选题背景工业机器人是一种集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
搬运机器人——毕业设计论文
摘要在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。
工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。
目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作。
木课题主要对搬运机器人的机械部分展开讨论，对原有的机械结构提出了新的改进方法，并把现在的新技术应用到木课题中，从而使得搬运机器人更加适用于现在的工业工作环境。
通过详细了解搬运机器人在工业上的应用现状，提岀了具体的搬运机器人设计要求，并根据搬运机器人各部分的设计原则，进行了系统总体方案设计以及包括: 机器人的手部、腕部、臂部、腰部在内的机械结构设计。
此搬运机器人的驱动源来自液压系统，执行元件包括：柱塞式液压缸、摆动液压缸、伸缩式液压缸等。
通过液压缸的运动来实现搬运机器人的各关节运动，进而实现搬运机器人的实际作业。
关键词：搬运机器人；液压系统；机械结构设计；操作AbstractIn the modem large-scale manufacturing industiy enteiprises to improve productivity, and, guarantee product quality, as an important pait of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enteiprises. Industrial robot teclmology standards and application level, to a certain extent, reflect a level of national industrial automation. Cunently, Industrial robot mainly tasked with welding, spraying, handling and stacking, repetitive and intensity of significant work.The subject of the main part of the handling of their machineiy discussions, and on the original mechanical stmcture proposed for the new improved method, which makes the handling robot is more applicable to the present industrial working enviromnent・Tlnough a detailed understanding of the robot in the industrial application, to propose specific handling robot design requirements, and according to the robot design principles of various parts, for the system as well as including: the robots hand, wrist, ann, waist, the design of mechanical stmctures・ Hie transfer robot driven by the source fiom the hydraulic system, and the implementation of components including: plunger hydraulic cylinders, hydraulic cylinders, swing, telescopic hydiaulic cylinders, etc. Tluough the hydraulic cylinder movements to implement the joint transport robotmotion, And realize the operational handling robot. Keywords： Transfer robot； Hydraulic System； Mechanical Design；Operating第一章绪论1・1概论在工业领域广泛应用着工业机器人。
毕业设计(论文)-五自由度桁架机器人的机械结构设计[管理资料]
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目录1 绪论 0 0 (1) (1) (1) (1)本文研究主要内容 (2)2 机器人机构总体方案设计 (3) (3) (3) (3) (5) (5) (5)工作范围（工作半径） (6)桁架机器人材料的选择 (6) (7) (7)机构整体设计 (8)3 桁架机器人气爪结构设计 (9) (9) (10) (11) (13) (16)直线滚动导轨副的计算、选择 (27) (29) (29) (32) (33)总结 (44)致谢 (45)参考文献 (46)全套设计请加197216396或401339828机器人是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机器人是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。
它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装备。
机器人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，提高劳动生产率和生产自动化水平。
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，采用机器人是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机器人代替人来进行抓取作业，机器人可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
结合设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。
尽力使机器人使用方便，结构简单。
关键词：机器人；结构设计；步进电机；回转1 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
它体现了光机电一体化技术的最新成就，机器人作为其中的佼佼者更是发挥了不可磨灭的作用。
在人类社会中，凡是有机械活动的地方，都能看到机器人的身影。
机器人产品的应用已经由核工业和军事科技等高端科学领域向医疗、农业甚至是服务娱乐等民用领域发展了，并且各式各样的机器人正在涌现出来，以惊人的速度延伸到人类活动的各个领域。
五自由度移动机械手设计 (2)
毕业设计五自由度移动机械手设计姓名： XXXXXX 学号： XXXXXX班级： XXXXXXXXXXXX专业：机械工程及自动化（数控技术方向）所在系： XXXXXXXXXX 指导老师： XXXXXX五自由度移动机械手设计摘要本课题来源于现实生活。
近现代以来，机器人领域发生着翻天覆地的变化，尤其在各工业生产制造行业的今天，它变得越来越智能、普及、常见化、平民化，在其他行业它的发展带动了各个领域的发展，对经济的提高带来显著作用。
机械手是机器人领域的一个组成部分，研究更为先进智能等优良性能的机械手具有重大意义。
当下对机器人领域研究提出了新一代的技术要求：包括性能、质量、生产效率、工作条件以及后期的产品换代升级等方面。
要求机械手在原代替工人繁重体力劳动和有害环境下操作的基础上，实现生产的机械化、自动化、精密化和产量化，具有节能环保，使用寿命长，外形设计美观合理和能后续产品质量升级换代的特点，并广泛应用于机械制造、冶金、电子、医疗和能源等领域。
此次设计主要研究五自由度机械手的主体结构部分（包括底座、腰部、大臂、小臂、手腕及末端执行结构），其主要通过腰部360度回转、大臂的俯仰，小臂的前后摆动，手腕360回转，末端执行器的摆动来实现空间中的五个自由度的运动。
关键词：五自由度；机械手；结构方向；研究价值天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书Mechanical Structure Design for A 5-Degree of Freedom MobileManipulatorABSTRACTThis is based on the production practice. In modern times, with the changes in turn the world upside down the field of robotics, more and more intelligent, popular, common, popular in the industrial manufacturing industry, other industries in the development of various fields, have significant effect on economic increase. Manipulator is a part of the field of robotics, it is very important to study the mechanical hand is more excellent performance of advanced intelligence. The proposed requirements of a new generation of technology in robot research field: including performance, quality, production efficiency, working conditions and the product upgrading. The basic requirements of manipulator in the original place of workers heavy manual labor and hazardous environment, achieve the production mechanization, automation, precision and production, energy saving and environmental protection, the service life is long, the characteristics of the upgrading of aesthetic design is reasonable and can follow the product quality, and is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, health care and energy field.The design of the main body structure of manipulator with five degree of freedom (the base part, waist, arm, wrist, arm and end effector structure), mainly through the waist turning, pitching arm, small arm and wrist rotation, swing, swing the end effector to realize five degrees of freedom of movement in space.Key Word：Five degree of freedom；Robot；Structure direction；The value of search天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书目录第一章绪论 (1)1.1 课题研究的意义 (1)1.2 机械手发展史及发展现状 (1)1.3 产品用途与使用范围 (2)1.4 本次毕业设计的主要内容 (2)第二章五自由度移动机械手总体方案设计 (4)2.1 移动机械手的结构形式选择 (4)2.2 机械手驱动方式选择 (6)2.3机械手结构总体布局 (7)第三章机械手工程图的设计及计算 (9)3.1 主要技术参数的确定 (9)3.1.1机械总体结构参数确定 (9)3.1.2直流伺服电机的选择 (9)3.2机械手各关节的部件的详细设计 (11)3.2.1腰部关节设计 (12)3.2.2大臂摆动关节设计 (15)3.2.3小臂摆动关节设计 (15)3.2.4手腕旋转关节设计 (17)3.2.5执行器摆动关节设计 (17)3.2.6机械手各臂及支座的结构设计 (18)3.2.7重要零件的受力分析与校核计算 (20)第四章基于Pro/ENGINEER的模型建立与运动分析 (24)4.1机械手各部件静态模型的建立 (24)4.2移动机械手的运动分析 (28)天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书4.2.1连杆参数及连杆坐标系的建立 (28)4.2.2运动学方程式推导 (31)总结 (33)参考文献 (34)致谢 (36)天津理工大学大学中环信息学院2015届本科毕业设计说明书第一章绪论1.1 课题研究的意义21世纪是知识的世界，也是科学技术的世界，谁掌握了科技的前沿方向，谁就能把握主导权，引领世界潮流，发展经济，带动各行各业的发展。
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开封市技师学院毕业设计题目：西门子PLC在五轴搬运机器人的应用院系：电气工程系班级：10技自动化2班姓名：彩修彪学号：1032262014年 4 月摘要现代计算机技术的产业革命，将世界经济从资本经济带入到知识经济时代。
在电子世界领域，从20世纪中的无线电时代也进入到21世纪以计算机技术为中心的智能化现代电子系统时代。
而机械手控制系统则逐步发展为与计算机互联，使机械手控制系统更加智能化，操作更加简单方便。
五轴机器人（机械手）是指能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。
机械手一般由执行系统、驱动系统、控制系统和人工智能系统组成，主要完成移动、转动、抓取等动作。
由于气压技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气压技术。
控制系统是五轴机器人（机械手）的指挥系统，他通过控制驱动系统，让执行器按照规定的要求进行工作，并检测其正确与否。
可编程控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，它将逻辑运算、顺序控制、时序、计数、算术运算等控制程序，用指令形式存放在储存器中，并通过数字式、模拟式的输入和输出，控制各种机械或生产过程。
与继电器控制线路相比，PLC具有可靠性高、抗干扰能力强；变成简单、使用方便；设计、安装容易，维护工作量少；功能完善、通用性强；体积小、能耗低等特点。
因此，机械手控制系统越来越多的由可编程控制器（即PLC）来实现。
本文以柔控系统中的五轴机器人的程序设计为例，充分利用气动与PLC技术的特点，实现自动化控制。
并给出了对应的I/O分配表，和PLC的外部接线图。
关键词：机械手，自动化，PLC，步进电机目录摘要 (1)目录 (2)第1章引言 (3)1.1五轴机器人（机械手）与PLC的描述 (3)1.2五轴机器人（机械手）与PLC在国内外的现状 (4)1.2.1国外现状 (4)1.2.2国内现状 (4)1.3课题研究的内容、目标以及可行性 (5)1.3.1研究内容 (5)1.3.2研究目标 (5)1.3.3可行性分析 (5)第2章 PLC、气动、步进电机及驱动器的介绍 (6)2.1PLC技术的介绍 (6)2.1.1PLC的历史与发展 (6)2.1.2PLC的特点 (7)2.1.3西门子PLC (8)2.2气动技术的介绍 (9)2.3步进电机及驱动器的介绍 (10)2.4 编码器 (11)第3章五轴机器人（机械手）的动作流程 (17)3.1五轴机器人的动作流程 (17)3.1.1合格工件在分拣单元的动作 (17)3.1.2不合格工件在分拣单元的动作 (17)3.1.3没有工件时分拣单元的动作 (17)3.2分拣单元的元器件 (18)第4章 PLC编程、接线图、分配表 (19)4.1I/0分配表 (19)4.2外部接线图 (19)4.3 PLC程序的编写 (20)第5章安装与调试 (24)总结 (26)参考文献 (27)第1章引言1.1机械手与自动化的描述五轴机器人是机械手的一种。
机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置，在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人们的劳动强度，甚至危及生命。
机械手就是在这种条件下诞生的，机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
它特别是在高温、高压、多粉尘、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此获得日益广泛的应用。
机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已经成为高科技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，他更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
本课题设计的机械手是采用PLC通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单等特点，来实现自动化控制的。
1.2机械手与自动化在国内外的现状1.2.1机械手与自动化在国外的现状机械手首先是从美国开始研制的。
1954年美国工程师德尔沃最早提出机械人的概念；1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
1959年美国德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人；1962年美国正式将机械人的的使用性提出来，且制造出类似人的手臂；1967年日本成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会；1970年在美国召开了第一届工业机械人学术会，并得到迅速的普及；1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的工业机械人，当时是液压驱动，能载重45KG；到1980年在日本得到普及，并定位“机械人元年”此后在日本，机械人得到了前所未有的发展与提升。
目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。
定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。
现代式工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题.化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
采用全自动化机械手进行装配更是目前研究的重点，国外已研究采用摄像机和力传感装置和微型计算机连在一起，能确定零件的方位打到镶装的目的，但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
因此，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。
工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面，动作灵活多样，使用可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。
1.2.2机械手与自动化在国内的现状在我国，汽车工业仍然是工业机械手主要的使用领域。
但是我国在工业机械手生产企业中，年产销量在100台以上、产值过5000万元的规模企业非常少，国外大型公司年产量都达5000到10000台，销售额为数十亿美元。
目前国内机械手的保有量在4000台左右，并将以每年800~1000台左右的速度快速增长。
工业机械手应用前景极为广阔。
虽然目前国内生产工业机械手的企业并不多，很多产品的生产技术还主要依靠进口，高科技的技术主要还掌握在国际龙头厂商手里。
国内机械手厂家主要还是受到控制系统的困扰，没有比较成熟稳定的伺服系统，所以不能产生高端机器。
我国本土企业生产的机械手产品还主要流通在中低端市场，因此决定了很多本土生产企业在争夺市场时主要还是采取价格战。
随着技术的进步，日臻成熟，会有更多的厂商加入此行业。
我国国家“863”机械手技术主题自成立以来一直重视机械手技术在产业中的推广和应用和推进机械手技术以提升传统产业，利用机械手技术发展高新产业。
目前，政府正在使用各种办法加大中国装备制造业在市场中占据的份额，并提供优惠措施鼓励更多企业使用机械手及技术以提升技术水平。
国内越来越多的企业在生产中采用了工业机械手，各种机械手生产厂家的销售量都有大幅度的提高。
1.3课题研究的内容、目标以及可行性1.3.1研究内容利用可编程控制器作为载体，为柔性控制流水线的五轴机器人设计一套程序驱动机械手进行预定动作实现工件搬运功能，并可根据工件的变化要求，随时更改相关参数。
1.3.2研究目标（1）利用西门子PLC编写一套PLC的应用程序其功能是实现对机械手的循环控制，使五轴机器人按照预先设想的轨迹运行实现工件搬运的功能。
（2）画出PLC的I/O分配表、气路图以及PLC程序。
1.3.3 课题的可行性本课题所涉及的研究目标，通过老师的指导和查阅各种资料，五轴机器人PLC控制系统的设计，绝大部分可以使用电气工程及其自动化专业知识进行构建。
（1）经济可行性：本课题通过对既有平台的使用，能够设计出比较完善的机械手控制系统，没有任何经济上的负担，本课题可以利用我校柔性控制流水线完成锻炼学生的自我动手能力。
（3）操作可行性：本课题要求对可编程控制技术有比较细致的了解，能够通过对以有资料的学习和已有技术的研习，利用在我校学习的电气自动化的相关知识，PLC控制程序的设计。
从可操作性角度来讲，完全可行。
第2章 PLC与气动技术机械手的控制多种多样，本课题所研究的柔性控制流水线采用的是利用PLC 控制来控制气动手指。
2.1 PLC技术的介绍可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC），它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
本课题是用的是西门子S7-200 PLC。
2.1.1 PLC的历史与发展（1）起源1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求；1969 年，美国数字设备公司研制出了第一台可编程逻辑控制PDP—14 ，在美国通用汽车公司的生产线上试用成功，首次采用程序化的手段应用于电气控制，这是第一代可编程逻辑控制器，称Programmable，是世界上公认的第一台PLC；1969年，美国研制出世界第一台PDP-14；1971年，日本研制出第一台DCS-8；1973年，德国研制出第一台PLC；1974年，中国研制出第一台PLC。
（2）发展20世纪70年代初出现了微处理器。
人们很快将其引入可编程逻辑控制器，使可编程逻辑控制器增加了运算、数据传送及处理等功能，完成了真正具有计算机特征的工业控制装置。
此时的可编程逻辑控制器为微机技术和继电器常规控制概念相结合的产物。
个人计算机发展起来后，为了方便和反映可编程控制器的功能特点，可编程逻辑控制器定名为Programmable Logic Controller （PLC）；20世纪70年代中末期，可编程逻辑控制器进入实用化发展阶段，计算机技术已全面引入可编程控制器中，使其功能发生了飞跃。
更高的运算速度、超小型体积、更可靠的工业抗干扰设计、模拟量运算、PID功能及极高的性价比奠定了它在现代工业中的地位；20世纪80年代初，可编程逻辑控制器在先进工业国家中已获得广泛应用。
世界上生产可编程控制器的国家日益增多，产量日益上升。
这标志着可编程控制器已步入成熟阶段；20世纪80年代至90年代中期，是可编程逻辑控制器发展最快的时期，年增长率一直保持为30~40%。
在这时期，PLC在处理模拟量能力、数字运算能力、人机接口能力和网络能力得到大幅度提高，可编程逻辑控制器逐渐进入过程控制领域，在某些应用上取代了在过程控制领域处于统治地位的DCS系统；20世纪末期，可编程逻辑控制器的发展特点是更加适应于现代工业的需要。