毕业设计-机械手毕业论文
机械手毕业设计论文.

机械手设计摘要工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
本文设计了一个机械手行走小车,以完成行走,抓取,翻转等功能,对应分别要有行走机构,抓取机构,提升机构,翻转机构等来实现。
该小车是由步进电机驱动,由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。
整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论基础的,参考小车的组成机构,同事兼顾使用场合的环境,以“模块化”的设计思想完成了几个运动模块的设计。
关键词:机械手智能运动模块引言0.1机械手简介 (1)0.2机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案及系统组成1.1原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3系统组成 (8)1.4总体技术方案 (8)第二章机械手的液压部分2.1液压系统的工作原理 (10)2.2液压传动的工作特征 (10)2.3液压系统的组成 (10)2.4液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成及结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成部分 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5.1数控车床加工程序编制基础 (22)5.2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)机械手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械手。
它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文机械手设计的毕业论文在现代工业领域,机械手作为一种重要的自动化设备,被广泛应用于生产线上的各个环节。
机械手的设计与优化是一个复杂而又关键的任务,需要考虑到多个因素,如精度、速度、负载能力等。
本篇论文将探讨机械手设计的一些关键问题,并提出一种新的设计方案。
首先,机械手的结构设计是决定其性能的关键因素之一。
常见的机械手结构包括串联结构、并联结构和混合结构。
串联结构由多个连杆组成,具有较高的精度和刚度,适用于需要高精度操作的场景。
并联结构由多个平行连杆和执行器组成,具有较高的负载能力和速度,适用于需要承载重物和快速操作的场景。
混合结构则结合了串联结构和并联结构的优点,可以根据具体需求进行灵活配置。
本论文将采用混合结构设计机械手,以兼顾精度和负载能力。
其次,机械手的运动学分析是设计过程中的重要一环。
通过对机械手的运动学分析,可以确定各个关节的运动范围和姿态,为后续的轨迹规划和控制提供依据。
机械手的运动学分析可以通过解析方法和数值方法两种途径进行。
解析方法适用于简单的机械手结构,通过代数方程求解关节角度和末端位置。
数值方法适用于复杂的机械手结构,通过迭代计算关节角度和末端位置。
本论文将采用数值方法进行机械手的运动学分析,以适应复杂的设计需求。
然后,机械手的轨迹规划是实现预定任务的关键一步。
轨迹规划旨在确定机械手末端执行器的运动轨迹,使得其能够在给定的时间内到达指定位置,并保持所需的速度和加速度。
常见的轨迹规划算法包括插值方法和优化方法。
插值方法通过在给定的关键点之间进行插值,生成平滑的轨迹。
优化方法通过优化目标函数,如最小化时间、最小化能量消耗等,生成最优的轨迹。
本论文将采用插值方法进行机械手的轨迹规划,以保证运动的平滑性和连续性。
最后,机械手的控制系统是实现精确控制的核心。
机械手的控制系统包括传感器、执行器和控制器等组成部分。
传感器用于获取机械手和工件的状态信息,执行器用于执行控制指令,控制器用于计算控制指令并发送给执行器。
毕业设计(论文)-果实采摘机械手的设计与仿真

and simulation analysis of the mechanism. According to the results of simulation and
1.3 国内研究成果及现状 .......................................................................................... 65
1.4 主要研究的内容 .................................................................................................. 65
果实采摘机械手的设计与仿真
摘要:果实采摘工作具有较强的复杂性和较低的自动化程度,目前国内水果的采
摘工作主要靠手工完成。21 世纪是农用机械化向智能自动化机械过渡的关键时期,
工业智能自动化对现代农业发展规模化、多样化和精确化十分重要。本文针对小
型柑橘进行采摘机械手的设计,实现果实的全程自动化采摘。
本文通过对果实采摘机械手的采摘环境和采摘特点进行分析,提出一种六自由
manipulator, and puts forwards to a six-degree-of- freedom small citrus picking series
manipulator. Through the design of three kinds of end executor mechanical structure,
本科机械手毕业设计论文

1 绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
近年来,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成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,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。
机械手越来越广泛的得到了应用,在机械行业中它可用于零部件组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。
目前,机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。
把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元,它适应于中、小批量生产,可以节省庞大的工件输送装置,结构紧凑,而且适应性很强[1]。
当工件变更时,柔性生产系统很容易改变,有利于企业不断更新适销对路的品种,提高产品质量,更好地适应市场竞争的需要。
而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离,应用规模和产业化水平低,机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分必要的。
因此,进行机械手的研究设计是非常有意义的。
1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合,完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计,能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平,实践动手能力以及专业精神和态度,具有较强的针对性和明确的实施目标,能够实现理论和实践的有机结合。
本机械手主要与数控车床(数控铣床,加工中心等)组合最终形成生产线,实现加工过程(上料、加工、下料)的自动化、无人化。
目前,我国的制造业正在迅速发展,越来越多的资金流向制造业,越来越多的厂商加入到制造业。
本设计能够应用到加工工厂车间,满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求,从而减轻工人劳动强度,节约加工辅助时间,提高生产效率和生产力。
机械手毕业设计论文

机械手毕业设计论文机械手是一种可以模仿人类手的机械装置,广泛应用于工业生产中的自动化流水线、医疗手术、危险环境探测等领域。
本文以机械手的设计与应用为主题,描述了在毕业设计中设计机械手的过程及其应用前景。
全文共计700字。
摘要:随着技术的不断进步和人们对生产效率与安全性要求的提高,机械手逐渐成为现代工业生产中的重要设备。
本论文旨在通过设计一个具有多种功能的机械手来探讨其设计原理与应用前景。
引言:机械手是一种能够模仿人手动作的机械装置,它能够在指定的空间内完成各种动作,在工业生产中能够用于自动化流水线、医疗手术、危险环境探测等领域。
随着自动化技术的快速发展,机械手应用的范围也越来越广泛。
设计过程:本论文的设计目标是设计一个具有多种功能的机械手,并简化其结构以降低成本。
设计过程包括以下几个步骤:1. 确定机械手的应用场景:根据机械手的应用场景,确定其需要具备的功能和性能要求。
2. 选取适合的驱动方式:根据应用场景和要求,选取适合的驱动方式,如伺服电机、液压驱动等。
3. 机械结构设计:设计机械手的结构,包括连杆、关节、末端执行器等部分,确定各部分的尺寸和位置关系。
4. 控制系统设计:设计机械手的控制系统,包括处理器、编码器、传感器等部分,实现对机械手的精确控制。
5. 系统集成与调试:将各个部分进行集成,进行系统调试和优化,确保机械手的正常运行。
应用前景:机械手作为一种先进的自动化设备,具有广阔的应用前景。
它可以用于代替人工完成单调、重复的工作,提高生产效率。
同时,机械手还可以应用于危险环境中,避免人身伤害。
另外,机械手还可以应用于医疗领域,例如辅助手术、康复治疗等。
随着技术的不断进步,机械手在各个领域的应用前景将更加广阔。
结论:通过本论文的设计与研究,我们对机械手的设计原理和应用前景有了更深入的了解。
机械手的设计过程需要综合考虑应用场景、驱动方式、机械结构和控制系统等因素,以实现机械手的多功能化和成本降低。
机械手毕业设计论文

机械手设计摘要工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
本文设计了一个机械手行走小车,以完成行走,抓取,翻转等功能,对应分别要有行走机构,抓取机构,提升机构,翻转机构等来实现。
该小车是由步进电机驱动,由各特征点运动的合成形成小车的各种运动。
整个小车的机械设计是以所学机构方面的理论知识为理论基础的,参考小车的组成机构,同事兼顾使用场合的环境,以“模块化”的设计思想完成了几个运动模块的设计。
关键词:机械手智能运动模块引言0.1机械手简介 (1)0.2机械手的组成 (3)0.3 应用机械手的意义 (5)第一章总体技术方案及系统组成1.1原始数据 (7)1.2 工作要求 (7)1.3系统组成 (8)1.4总体技术方案 (8)第二章机械手的液压部分2.1液压系统的工作原理 (10)2.2液压传动的工作特征 (10)2.3液压系统的组成 (10)2.4液压系统的优、缺点 (11)第三章回转装置的总体组成及结构设计3.1 回转装置的组成 (13)第四章机械传动方案的设计与计算4.1 小车的主要组成部分 (15)4.2 同步带传动方式优缺点 (15)4.3 驱动动力源 (15)4.4 机械传动方案的设计计算 (16)第五章零件加工编程5.1数控车床加工程序编制基础 (22)5.2程序编制 (23)设计小结 (30)谢辞 (31)参考文献 (32)机械手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械手。
它的结构是:机体上安装一个回转长臂,顶部装有电磁块的工件抓放机构,控制系统是示教形的机械工业是国民的装备部,是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
机械手毕业设计论文

┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊机械手毕业设计论文第一章总论1.1 机械手的概况及要求1.1.1 机械手的概况工业机器人由机械本体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置等构成,它是一种能够仿人操作、自动控制、可以重复编制程序、并能够在三维空间完成各种作业的机电一体化生产设备。
机器人技术是结合了计算机、控制、机构学、信息和传感器技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代十分活跃且应用尤其广泛的领域。
它的应用情况如何,是一个国家工业自动化水平的标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器的特长的一种拟人的电子装置,既有人对环境的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上来说它是机器发展过程的必然产物,是工业以及非产业界的重要生产和服务性的设备,也是先进的自动化生产过程中不可缺少的自动化设备。
机械人的应用会带来巨大的社会效益和经济效益。
社会效益:1、可以改善工作人员的劳动环境,使工人安全性提高,劳动强度降低。
2、在科学研究和生产等众领域机器人可以代替人类做人类难以完成的工作。
3、在无故障的情况下,工作时不会受到情绪的影响。
经济效益:1、可以提高生产效率。
2、可以提高产品质量。
3、可以减少工作场地。
4、可以降低成本,包括劳动成本,节能和节省原材料。
┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊装┊┊┊┊┊订┊┊┊┊┊线┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊5、可以简化管理,降低库存。
6、可以做到产品批量可大可小,品种多样化,转产周期快1.1.2 对机械手的一般要求机械工业中应用机械手的主要目的,一是解决生产过程自动化,二是改善劳动条件,降低劳动强度,提高劳动生产率和降低成本。
因此要求机械手成本低,品种多样化,零件、元件系列化、通用化、标准化、性能化、性能稳定可靠。
一、降低机械手的成本为扩大机械手的使用范围,必须降低机械手的成本。
机械手设计的毕业论文

机械手设计的毕业论文机械手设计机械手是现代工业中常见的机器人之一,由于其具有多自由度、高精度、高速度和高可靠性等优点,已被广泛应用于各个领域,如汽车制造、电子工业、医药行业等。
本文旨在设计一款具有5自由度的机械手,并通过实验验证其性能。
1. 设计目标本文设计的机械手需要满足以下要求:1)5自由度,能够完成物体的抓取、放置等动作。
2)控制系统采用开放式控制系统,便于后期升级和维护。
3)运动精度高,误差小于0.1mm。
4)机械手材料要轻、耐用、适应各种环境。
2. 设计方案2.1 机械手结构本文设计的机械手采用5自由度结构,由机座、立柱、机械臂、手腕和手爪组成。
其中,机座为底部固定部分,立柱为支撑机械臂的部分,机械臂由两节横臂和一个竖臂组成,手腕部分由旋转机构和电机驱动,手爪部分采用夹爪结构。
2.2 机械手控制系统本文设计的机械手控制系统采用开放式控制系统,主要由运动控制器和电机驱动器组成。
其中,运动控制器采用嵌入式控制器,可以实现机械手的位置控制、速度控制和力控制等功能;电机驱动器采用步进电机或直流电机,可以实现机械手各关节的转动。
2.3 机械手传感器为了实现机械手的精准控制,本文设计了多种传感器。
其中,位置传感器用于测量机械臂和手腕的位置关系;压力传感器和力传感器用于测量机械手的终端执行器上施加的力,以实现力控制;光电传感器用于检测物体的位置和大小,以实现对物体的抓取和放置。
3. 实现过程3.1 机械手结构制作本文设计采用了轻质的铝合金材料制作机械手结构,可轻松实现多种姿态和拓扑结构的改变。
通过平面布局和实体设计,确保各组件作用协调,避免机械手扭曲变形和故障。
3.2 控制系统设计机械手采用基于嵌入式控制器的现代控制技术,集成多种运动控制和检测传感器的系统,实现了可编程控制和高速运动。
3.3 实现性能测试机械手的运动精度、速度和力度可以用基本测试方法测量,主要通过控制器的调整和传感器测量来实现。
通过实验验证,本文设计的机械手成功实现了5自由度控制、精度达到0.1mm、速度达到30m/min、负载能力大于5kg的要求。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
毕业设计-机械手毕业论文机械手毕业设计目录摘要.............................. 错误!未定义书签。
第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (3)1.5 总体设计要求 (4)第2章 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (6)2.3 三菱FX系列的结构功能 (7)第3章各功能实现形式与控制方式 (9)3.1 本机械手模型的机能和特性 (9)3.2 夹紧机构 (9)3.3 躯干 (10)3.4 旋转编码盘 (10)第4章控制系统设计 (11)4.1 控制系统硬件设计 (11)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (12)4.1.2 PLC的I/O分配 (12)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (14)4.2 控制系统软件设计 (15)4.2.1 公用程序 (15)4.2.2 自动操作程序 (17)4.2.3手动单步操作程序 (22)4.2.4 回原位程序 (24)4.3 PLC程序的上载和下载......... 错误!未定义书签。
4.3.1 PLC程序的上载........ 错误!未定义书签。
4.3.2 PLC程序的下载........ 错误!未定义书签。
第5章设计小结...................... 错误!未定义书签。
致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化,对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害,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,但若有了传感反馈自动,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。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
近些年,随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用,机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。
借助PLC强大的工业处理能力,很容易实现工业生产的自动化。
基于此思路设计的机械手,在实现各种要求的工序前提下,大大提高了工业过程的质量,而且大大解放了生产力,改善了工作环境,减轻了劳动强度,节约了成本,提高了生产效率,具有十分重要的意义。
同时,借助组态软件的辅助作用,大大提高了系统的工作效率。
因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上,目前几乎都设有机械手,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
综上所述,有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。
1.2 机械手的定义与分类机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
机械手的迅速发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识。
其一,它能部分代替人工操作;其二,它能按照生产工艺要求,遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸;其三,它能操作必要的机具进行焊接和装配。
因此,它能大大地改善工人的劳动条件,显著地提高劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而,受到各先进工业国家的重视,并投入了大量的物力和财力加以研究和应用。
尤其在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。
机械手一般分为三类。
第一类是不需要人工操作的通用机械手,它是一种独立的不附属于某一主机的装置。
它可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规定工作。
它的特点是除具备普通机械的物理性能外,还具备通用机械、记忆智能的三元机械。
第二类是需要人工操作的,称为操作机。
它起源于原子、军事工业,先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探测月球、火星等。
第三类是专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上,用于解决机床上下料和工件传送。
这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”,它是为主机服务的,由主机驱动,除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专用的。
本项目要求设计的机械手模型可归为第一类,即通用机械手。
1.3 机械手应用及组成结构目前工业机械手主要用于流水线传送、焊接、装配、机床加工、铸造、热处理等方面,无论数量、品种和性能方面都能满足工业生产发展的需要。
在国内主要是发展各方面的机械手,逐步扩大应用范围,以减轻劳动强度,改善作业条件。
在应用专用机械手的同时,相应地发展通用机械手,专用条件还要研制示教机械手、组合机械手等。
将机械手各运动构件,如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构,以及用于不同类型的夹紧机构,设计成典型的通用机构,以便根据不同的作业要求,选用不同的典型部件,即可组成不同用途的机械手,即便于设计制造,又便于改换工作,扩大了应用的范围。
同时要提高速度,减少冲击,正确定位,以更好地发挥机械手的作用。
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统构成。
执行机构包括手部、手臂和躯干。
手部装在手臂前端,可以转动、开闭手指。
机械手手部的构造系统模仿人的手指,分为无关节、固定关节和自由关节三种。
手指的数量又可以分为二指、三指、四指等,其中以二指用得最多。
可根据夾持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头,以适应操作的需要。
本设计采用二指的构造。
手臂的作用是引导手指准确地抓住工件,并运送到所需要的位置上。
为了使机械手能够正确地工作,手臂的三个自由度都需要精确地定位。
总之,机械手的运动离不开直线移动和转动二种,因此它采用的执行机构主要是直线液压缸、摆动液压缸、电液脉冲马达、伺服液压马达、交流伺服电动机、直流伺服电动机和步进电动机等。
躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的机架。
驱动机构主要有四种:液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。
其中以电气、气动用得最多,占90%以上,液压、机械驱动用得较少。
液压驱动主要是通过液压缸、阀、油箱等实现传动。
气压驱动所采用的元件为气压缸、气马达、气阀等。
一般采用4~6个大气压,个别达到8~10个大气压。
本设计的手爪部分采用气压驱动。
电气驱动时,直线运动可以采用电动机带动丝杠、螺母机构。
通用机械手则考虑采用步进电动机、直流或交流的伺服电动机、变速箱等。
本设计采用步进电动机驱动手臂运动,直流电动机驱动手爪和机械手的底盘旋转运动。
机械驱动只适用于动作固定的场合。
机械手控制的要素包括工作顺序、到达位置、动作时间、运动速度和加减速度等。
机械手的控制分为点位控制和连续轨迹控制两种,目前以点位控制为主,占90%以上。
控制系统可以根据动作的要求,设计采用数字顺序控制,它首先要编制程序加以储存,然后再根据规定的程序,控制机械手工作。
对动作复杂的机械手则采用数字控制系统、小型计算机或微处理机控制的系统。
本设计的控制系统采用小型可编程控制器实现,具有编程简单、修改容易、可靠性高等。
1.4 机械手的发展趋势机械手自二十世纪六十年代初问世以来,经过40多年的发展,现在已经成为制造业生产自动化中重要的机电设备。
目前,机械手技术有了新的发展:出现了仿人型机械手、微型机械手和微操作系统(如细小工业管道机械手移动探测系统、微型飞行器等)、机械手化机器、智能机械手(不仅可以进行事先设定的动作,还可按照工作状况相应地进行动作,如回避障碍物的移动,作业顺序的规划,有效的动态学习等)。
机械手的应用领域正在向非制造业和服务业方向扩展,并且蓬勃发展的军用机械手也将越来越多地装备部队。
国外方面:近几年国外工业机械手领域有如下几个发展趋势。
机械手性能不断提高,而单机价格不断下降;机械结构向模块化、可重构化发展;控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展;传感器作用日益重要;虚拟现实技术在机械手中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制。
国内方面:目前在一些机种方面,如喷涂机械手、弧焊机械手、点焊机械手、搬运机械手、装配机械手、特种机械手(水下、爬壁、管道、遥控等机械手)基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,解决了控制驱动系统的设计和配置,软件的设计和编制等关键技术,还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信、协调控制技术;在基础元件方面,谐波减速器、机械手焊接电源、焊缝自动跟踪装置也有了突破。
从技术方面来说,我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础。
1.5 总体设计要求1.机械手结构示意图图1-1机械手示意图1、手爪张开闭合2、手腕旋转 3 、水平移动4、升降 5 、立柱旋转6、手爪7 、手腕电动机8、横轴9、竖轴10、竖轴电动机11、横轴电动机12、底盘13、底盘电动机2. 机械手工作流程机械手工作流程是:开始运行后,如果机械手不在初始位置上,步进电动机开始运转(横轴向手抓方向移动,竖轴向上移动)。
归位后首先横轴步进电动机工作,横轴前伸;前伸到位后,手爪电动机得电带动手爪旋转;当传感器检测到限位磁头时,电动机停止,PLC控制电磁阀动作,手张开;延时一段时间,竖轴步进电动机工作,竖轴下降;下降到位后,电磁阀复位,手爪夹紧;延时过后,竖轴上升,同时横轴缩回、底盘电动机带动底盘旋转;当横轴、竖轴、底盘都到位后,横轴前伸;到位后手爪旋转,然后竖轴下降,电磁阀动作,手爪张开;延时后竖轴上升复位,然后开始下一周期动。
3.控制要求(1)手臂上下直线运动。
(2)手臂左右直线运动。
(3)手腕旋转运动。
(4)手爪夹紧动作。
(5)机械手整体旋转运动。
手臂采用步进电机驱动,由PLC发出控制脉冲控制步进电动机运转,实现手臂的进给和定位,手爪采用气压驱动。
第2章 PLC的介绍与选择对于机械手的控制系统可以采用多种方式,如继电器控制、单片机控制、PLC控制等。
但由于PLC可编程控制器操作灵活性强和稳定性较好,所以,我们选择PLC控制。