气动机械手
阐述气动手搬运机械手控制
阐述气动手搬运机械手控制本文针对气动机械手的结构以及工作原理的介绍，重点分析了气动机械手的控制要求，并在此基础上进行气动机械手控制系统的设计，而且通过相关实验，证明该机械手控制方便、定位精确，可以长期稳定的运行。
目前，由于机械手技术有了快速的发展，同时PLC控制技术以及点控制技术也在生产实践中得到应用，所以，适合在工业自动化生产中使用的通过机械手也有了不小的进展。
因为气动机械手具有诸多优势，比如结构简单、定位精确、控制便捷等，因此被自动化生产线大量采用。
本文将结合自动化生产线的实际情况，进行基于PLC与步进电机的气动手搬运机械手控制的探讨。
一、起动机械手的机构及原理1、气动机械手的结构该气动机械手的结构如图1所示，其中1为推料气缸，2为工作库，3为单杆气缸，4为双导杆气缸，5为气动手抓，6为转轴，7为步进电机，8为传送带。
在以上组成元件中，燃料气缸主要负责在工件库中推送工件；气动手抓则是用来抓紧工件或放松工件；双导杆气缸是用来控制机械手臂进行缩回或者伸出动作；单杆气缸可以提升或者降低气动手抓；不仅电机控制着机械手臂的旋转，并且依据脉冲数量来保障定位准确。
2、气动机械手的工作原理本文探讨的气动系统包括了推料气缸、升降气缸、伸缩气缸和气动手抓等组成部分。
其中，单电控制二位五通阀负责控制推料气缸、升降气缸以及伸缩气缸。
而气动手抓则是被双电控制二位五通阀来进行控制。
至于气缸动作过程中的稳定性，一般通过单向节流阀来控制其速度，速度得到控制以后，气缸在运动过程中的稳定性即可大大提高。
该气动机械手在工作中遵循以下流程：工件存料后气动机械手向前伸出—前臂降低—工件被气动手指夹住—前臂抬升并缩回—手臂向右旋转—手臂前屈—手爪把工件放进料口—手臂缩回—机械手复位，直到下一个工件就位，这一过程循环进行达到工作的目的。
在本系统中，为了保障机械手的定位准确，把电感传感器装置在机械手底座处，当作其基准传感器。
并且在机械手向左、向右旋转到最大位置处加装限制装置。
气动机械手的设计
第一章绪论1.1气动机械手的概述我国国家标准(GB/T12643–90)对机械手的定义：“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体，或进行其它操作的机械装置。
”机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。
专用机械手：它作为整机的附属部分，动作简单，工作对象单一，具有固定(有时可调)程序，使用大批量的自动生产。
如自动生产线上的上料机械手，自动换刀机械手，装配焊接机械手等装置。
通用机械手：它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。
它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。
它的工作范围大，定位精度高，通用性强，广泛应用于柔性自动线。
机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。
机械手扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调的重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。
目前主要应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。
机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统(FMS )和计算机集成制造系统(CIMS )，实现生产自动化。
随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。
1.1.1气动技术气动技术—这个被誉为工业自动化之“肌肉”的传动与控制技术，在加工制造业领域越来越受到人们的重视，并获得了广泛应用。
目前，伴随着微电子技术、通信技术和自动化控制技术的迅猛发展，气动技术也不断创新，以工程实际应用为目标，得到了前所未有的发展。
气动技术(Pneumatics)是以压缩空气为介质来传动和控制机械的一门专业技术。
“Pneumatics”一词起源于希腊文的“Pneuma”，其原义为“呼吸”，后来才一演变成“气动技术”。
气动技术因具有节能、无污染、高效、低成本、安全可靠、结构简单，以及防火、防爆、抗电磁干扰、抗幅射等优点广泛应用于汽车制造、电子、工业机械、食品等工业产业中。
气动机械手毕业设计论文
气动机械手毕业设计论文气动机械手毕业设计论文引言气动机械手是一种基于气动原理实现运动的机械手臂，具有结构简单、成本低、负载能力强等优点。
在工业自动化领域，气动机械手的应用越来越广泛。
本篇论文旨在探讨气动机械手的设计和优化，以提高其性能和应用范围。
一、气动机械手的工作原理气动机械手的工作原理基于气动原理，通过气压的控制来实现机械手臂的运动。
气动机械手主要由气动缸、气控阀和传动机构组成。
当气压作用于气动缸时，气动缸会产生线性运动，从而带动机械手臂的运动。
而气控阀则用于控制气压的开关，从而控制机械手臂的动作。
二、气动机械手的设计要点1. 结构设计气动机械手的结构设计是保证其稳定性和负载能力的关键。
设计者需要考虑机械手臂的长度、材料强度、关节连接方式等因素。
此外，还需要合理安排气动缸和气控阀的位置，以确保机械手臂的运动路径和速度符合要求。
2. 控制系统设计气动机械手的控制系统设计是实现精确控制的关键。
设计者需要选择合适的气控阀和传感器，并设计相应的控制电路。
此外，还需要考虑气压的稳定性和控制精度，以确保机械手臂的动作准确可靠。
3. 优化设计为了提高气动机械手的性能和应用范围，设计者可以进行优化设计。
例如，可以采用多关节结构，增加机械手臂的自由度；可以采用高效的气控阀和传感器，提高机械手臂的控制精度；还可以采用轻量化材料，降低机械手臂的重量。
三、气动机械手的应用领域气动机械手在工业自动化领域有着广泛的应用。
它可以用于装配线上的零部件组装，可以用于搬运重物，还可以用于危险环境下的作业。
此外，气动机械手还可以应用于医疗、食品加工等领域，为人们的生活提供便利。
四、气动机械手的发展趋势随着科技的不断进步，气动机械手也在不断发展。
未来，气动机械手有望实现更高的负载能力和更高的控制精度。
同时，随着机器学习和人工智能的发展，气动机械手还可以实现自主学习和自主决策，从而更好地适应复杂的工作环境。
结论气动机械手作为一种基于气动原理的机械手臂，具有广泛的应用前景。
气动机械手毕业设计
气动机械手毕业设计气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备，主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。
气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点，在工业领域得到了广泛应用。
本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。
首先是气动机械手的结构设计。
气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。
首先需要确定机械手的工作范围，即能够覆盖的空间范围，这决定了机械手的臂长和关节点的位置。
然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力，从而确定气缸和驱动装置的规格。
最后还需要考虑机械手的运动精度，这需要合理选择传动装置和关节点的位置，以确保机械手能够准确地完成任务。
其次是气动系统设计。
气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。
在气源方面，可以选择压缩空气作为动力源，需要考虑气源的稳定性和供应能力。
气压调节装置用于调整气缸的工作压力，以满足不同的工作需求。
气缸是气动机械手的执行机构，一般选择双作用气缸，通过气源的压力差来实现前后运动。
气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。
最后是控制系统设计。
气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。
在控制系统设计中，首先需要确定机械手的工作方式，可以是自动化连续工作，也可以是手动操作。
然后需要确定机械手的控制模式，可以是位置控制、力控制或者速度控制，根据不同的工作需求选择合适的控制模式。
同时还需要设计机械手的控制程序和界面，以实现对机械手的控制和监控。
综上所述，气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。
在设计过程中，需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素，选择合适的气缸和传动装置，并设计相应的气动系统和控制系统，以实现机械手的自动化操作。
气动助力机械手工作原理
气动助力机械手工作原理
气动助力机械手是一种使用空气压缩机或气压驱动气动元件来实现动作的机械手。
其工作原理主要包括以下几个方面：
1. 压缩空气供给：通过空气压缩机将大气中的空气压缩到一定压力后，通过管路输送至气动助力机械手中。
2. 气动元件控制动作：气动助力机械手中使用了气动元件，如气缸、气动马达等，通过调节气源供给和排气，通过控制气缸的进出气，实现机械手的动作。
3. 机械结构传动：机械手的机械结构通过传动装置与气动元件连接，将气动元件的运动转化为机械手的运动，实现机械手的抓取、举升、转动等动作。
4. 控制系统控制：气动助力机械手需要通过控制系统来控制机械手的运动，可以通过手动操作、自动控制或PLC控制等方式实现。
总结来说，气动助力机械手的工作原理就是通过压缩空气供给和气动元件控制动作，实现机械手的运动，完成抓取、举升、转动等工作。
气动机械手在国内外的发展现状与应用
气动机械手在国内外的发展现状与应用气动机械手是一种以气体为动力的，能够进行各种复杂操作的机器人，它是工业自动化生产的基础设备之一。
近年来，随着工业自动化的发展和气动技术的成熟，气动机械手越来越受到关注和应用。
一、国内气动机械手的发展现状目前，国内气动机械手的制造和应用主要集中在工业机器人领域。
国内企业在进行气动机械手研发的同时，也不断探索其在自动化生产中的应用。
从技术上来看，国内气动机械手的技术水平相较于国外存在着一定差距。
这主要表现在，国内的气动机械手尚未实现人工智能、视觉感知和自适应控制等多种高级技术的集成，其应用领域也比较受限制。
不过，国内的气动机械手在实践中表现依然不错。
许多企业利用气动机械手实现了生产线的自动化，大幅提高了生产效率、降低了人工成本，推动了企业和整个行业的发展。
二、国外气动机械手的发展现状相较于国内，国外在气动机械手领域拥有更加成熟和先进的技术。
欧美等发达国家的许多企业已经实现气动机械手的智能化，为未来工业自动化生产走向数字化和智能化奠定了基础。
一方面，国外的气动机械手在机器人学、控制技术、运动控制和视觉感知等方面的研究取得了显著进展；另一方面，其制造企业也在积极推广和应用气动机械手，进一步完善了气动机械手的应用生态。
三、气动机械手的应用现状气动机械手的应用领域主要包括制造业、汽车工业、食品工业、医疗领域等多个领域。
在制造业领域，气动机械手已广泛应用于机械加工、组装、喷涂、清洗等各个环节。
这些领域的自动化生产需要大量的机器人来完成，气动机械手凭借其灵活性和高效性，逐步成为自动化生产线上不可或缺的设备。
在汽车工业中，气动机械手主要用于零件加工、装配、焊接、涂装等环节。
其应用使得汽车工业的生产效率提升，并且在制造过程中更好地保证了产品的质量和安全。
在食品工业中，气动机械手也得到了应用。
比如在食品包装环节，气动机械手可以精准地将食品放置在指定的位置，提高了生产效率，同时也保证了食品的质量和卫生。
机械创新设计之气动机械手
机械创新设计之气动机械手机械创新设计之气动机械手在工业生产中，机械手是一种重要的设备。
它可以自动完成各种生产任务，如组装、搬运、压装等，减轻人力负担，提高生产效率。
随着技术的不断发展，机械手的种类也越来越多样化。
其中，气动机械手是一种新型机械手，其主要优点是结构简单、质量轻、成本低、使用寿命长等。
本文将从气动机械手的特点、应用和研发方向等方面进行探讨。
一、气动机械手的特点气动机械手是一种基于气动原理的机械手，其核心组成部分是气缸、气控阀、气源等。
相比于其他类型的机械手，气动机械手具有以下特点：1、结构简单：气动机械手的结构简单，由气缸和气控阀等组成。
相比于电动机械手、液压机械手等，其结构更加简单明了，更容易进行维护和维修。
2、质量轻：气动机械手主要由金属材料和塑料等组成，重量通常不超过20kg。
因此，相比于其他类型的机械手，它的质量更轻，更方便搬运和安装。
3、成本低：由于气动机械手的结构简单，制造成本低，因此价格相对低廉。
这也是其被广泛应用的重要原因之一。
4、使用寿命长：气动机械手使用寿命长，可以在较恶劣的环境下工作。
而且它可以一直工作，不需要大量的维修和维护，降低了生产成本。
二、气动机械手的应用气动机械手适用于需要重复进行半自动化和全自动化生产的领域。
它可以适用于各种行业，如汽车制造、电子制造、机械加工等。
下面列举了一些具体的应用场景：1、组装生产线在汽车制造、电子制造等行业中，需要大量进行零部件的组装作业。
通过使用气动机械手可以实现半自动化生产线。
它可以根据生产要求灵活地进行抓、握、放等动作，可大大提高工作效率。
2、搬运在机械加工、冶金等行业，需要对重型设备和材料进行搬运。
使用气动机械手可以省去人工搬运的麻烦，而且可以大大保障生产安全。
3、压装在一些生产行业中，需要对零部件和电子元件进行压装。
使用气动机械手可以精准地对物体进行压装，大大提高了压装质量和效率。
三、气动机械手的研发方向随着技术的不断发展，气动机械手也在不断创新和改进。
气动机械手plc设计
系统扩展性考虑
模块化设计
将系统划分为多个模块，便于未来功能扩展和升级。
预留接口
在设计时预留外部接口，以便未来与其他设备或系统进行集成。
可扩展的存储和计算能力
考虑未来数据处理需求的增长，设计可扩展的存储和计算架构。
06 案例分析
案例一
总结词：成功应用
详细描述
PLC采用可编程的存储器，用于存储程序、数据和参数等信 息，并通过输入/输出接口与外部设备进行通信。它能够按照 程序逻辑执行控制任务，具有高度的可靠性和灵活性，广泛 应用于工业自动化领域。
PLC的工作原理
总结词
PLC的工作原理包括输入采样、程序执行和输出刷新三个阶段。在输入采样阶段，PLC读取输入信号的状态并将 其存储在输入映像寄存器中；在程序执行阶段，PLC按照用户程序的顺序执行指令，并更新内部寄存器的值；在 输出刷新阶段，PLC将输出映像寄存器的状态输出到输出模块，驱动外部负载。
优化程序
根据调试结果，对程序进行优化，提高机械手的控制 性能和稳定性。
04
气动机械手PLC控制系统的 实现
系统硬件配置
控制器
气动元件
选择一款高性能的PLC控制 器，如西门子S7-300或欧 姆龙CP1H系列，以满足气
动机械手的控制需求。
01
02
根据气动机械手的动作要求 ，选择适当的气动元件，如 气缸、电磁阀、气源处理元
控制系统
控制系统是气动机械手的核心部分，通过PLC（可编程逻辑控 制器）对机械手的运动进行控制，实现各种动作的精确控制和 协调。
传感器
传感器用于检测机械手的运动状态和位置，将信号反馈给控 制系统，以便实现精确控制。
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气动机械手的应用现状
现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接 生产线，大多采用了气动机械手。 在家用电器产品的装配生产线上，在半导体芯片、印 刷电路等各种电子产品的装配流水线上，都有着广泛的 运用。 气动机械手用于对食品行业的粉状、粒状、块状物料 的自动计量包装；用于烟草工业的自动卷烟和自动包装 等许多工序。 此外，气动系统、气动机械手被广泛应用于制药与医 疗器械上。如：气动自动调节病床，Robodoc机器人，da Vinci外科手术机器人等。
各种控制阀
根据机械手系统要求，采用了三位五通先导式双电控换向阀(中 位加压型)三 二位五通先导式单电控换向阀两个、二位二通换向 阀两个。三位五通阀在机械手系统中的作用控制 X、Y、Z模块气 缸左右两腔的通气情况，从而决定了气缸活塞的运动方向，即气 缸活塞输出力的方向，当换向阀断电时，阀芯处于中位封闭状态 ；二位五通换向阀的作用是控制 X、Y 模块无杆气缸的制动装置 的制动与放松；二位二通换向阀的作用是控制真空吸盘的动作。 当换向阀一端通电时，此端产生的电磁力推动先导阀打开，使 气源压力接通,从而推动主阀移动，完成指定工作。阀体上均有手 动开关，用于在断电情况下以机械方式移动阀芯。
气动技术
气动技术(Pneumatics)是以空气压缩机为动 力源，以压缩空气为工作介质，进行能量传递或 信号传递的工程技术，是实现各种生产控制、自 动控制的重要手段之一。作为流体传动的一个重 要分支，气动技术成为独立的技术门类不过 50 多年的时间，却己经充分显示出它在自动化领域 中强大的生命力，成为上个世纪及本世纪应用最 广，发展最快，也是最容易被接受及重视的技术 之一。
各种类型传动与控制比较
机械手发展
大约开始于1776年，Johnwilkimson发明能产生1个大气压 左右压力的空气压缩机。 1880年，人们第一次利用气缸做成气动刹车装置，将它成 功地用到火车的制动上。 20世纪30年代初，气动技术成功地应用于自动门的开闭及 各种机械的辅助动作上。 50年代初，大多数气压元件从液压元件改造或演变过来，体 积很大。 60年代，开始构成工业控制系统，自成体系，不再与风动技 术相提并论。 70年代，由于气动技术与电子技术的结合应用，在自动化控 制领域得到广泛的推广。
执行气缸
执行机构包括 X 轴无杆气缸，Y 轴无杆气缸，Z 轴双 作用气缸，真空发生器和真空吸盘等部件。气动控制 回路主要由 X 轴无杆气缸回路，Y 轴无杆气缸回路Z 轴双作用气缸回路和真空吸盘回路组成。
机械手发展
80年代进入气动集成化、微型化的时代。 90年代至今，气动技术突破了传统的死区，经历着飞跃性的 发展，人们克服了阀的物理尺寸局限，真空技术日趋完美， 高精度模块化气动机械手问世，智能气动这一概念产生，气 动伺服定位技术使气缸高速下实现任意点自动定位，智能阀 岛十分理想地解决了整个自动生产线的分散与集中控制问题 。
气动机械手现状及发展前景
组员：陈石 何翔宇 李宇齐 彭上 赵宇轩
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概述
气动机械手是随着现代气动技术、气动伺服 控制技术和以计算机技术为核心的控制技术 的飞速进步而发展起来的，它代表着现代气 动技术发展的成就和方向。气动机械手是典 型的机、电、气一体化的产物，以其价廉、 简单、维护方便、抗污染能力强等优点，在 工业自动化领域中得到愈来愈广泛的应用。
机械手气动原理图
气动回路的构成
气动回路主要是由气源、各种控制阀以及执行气缸等组成。
气源 各种控制阀 执行气缸
返回原理图
气源
系统气源由高压空气泵站供应，输入的稳定压 力设为 0.25MPa，输入之前已经经过降温、净 化、减压、稳压等处理，为了进一步保证空气 质量，气源经过一过滤减压阀(SMC 公司 AW 型)进行减压及过滤，压缩空气从过滤减压阀 连通到各种控制阀并进入各气缸的两腔。
几种气动机械手实体图
简易型 意 如 图
机械手采用结构方式最为简单的直角坐标式，具有三个自由度， 即 X、Y、Z 轴方向自由度，机械手 Z 轴气缸活塞杆末端设置真 空吸盘。机械手总体结构示意如图。
简易型精确定位气动机械手动作流程
气动机械手基本动作流程如下图所示