实验 机械手动作的模拟实验
机械手运动算法及应用实验
机械手运动算法及应用实验
机械手是一种常用的工业机器人，广泛应用于制造业、航空航天等领域。
机械手在工作时需要进行各种动作，如抓取、放置、旋转等，这
些动作需要依靠机械手的运动算法来实现。
机械手的运动算法主要包括轨迹规划算法、运动控制算法等。
其中轨
迹规划算法主要是指根据机械手的运动要求和物体的位置、形状等信息，规划出机械手的运动轨迹。
常见的轨迹规划算法包括直线插值法、圆弧插值法、样条插值法等。
运动控制算法主要是指控制机械手按照规划好的轨迹进行运动的算法。
常见的运动控制算法包括PID控制、滑模控制、自适应控制等。
这些
算法通过检测机械手的位置、速度等信息，调整机械手的运动状态，
使其按照预定轨迹运动。
在机械手应用实验中，可以利用这些运动算法，实现机械手的抓取、
放置、旋转等各种运动。
例如，在一台自动装配设备中，机械手需要
按照预定的轨迹，将零件从料架上抓取下来，然后放置到相应的位置上。
在这个过程中，机械手需要实现抓取、移动和放置等多个动作，
这些动作均需要依靠合适的运动算法来实现。
此外，在机械手应用实验中还可以利用模拟软件模拟机械手的运动过程，进一步优化运动算法。
通过模拟，可以调整机械手的运动参数，测试各种运动算法的效果，并选择最优算法实现机械手的实际运动。
这种方法不仅可以减少实验成本，还可以大大提高实验的效率。
总之，机械手的运动算法是实现它各种动作的基础，其应用范围非常广泛，涉及多个领域。
相信随着技术的不断进步，机械手的运动算法将会不断地被优化和改进，为人们的生产和生活提供更好的服务。
机械手的模拟控制
PLC课程设计机械手的模拟控制组员：高真齐侯毛威学号：13150204271315020423指导教师：徐承韬2016年5月27日引言在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。
也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。
工业机械手机器人的一个重要分支。
可编程逻辑控制器，即PLC，是一种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。
而本次设计，就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。
关键词：机械手PLC 可编程逻辑控制器目录PLC课程设计 (1)引言 (2)一：设计任务书 (5)1.1 控制要求 (5)1.2设计要求 (5)二：硬件电路设计和描述 (6)2.1. I/O分配 (6)2.2 PLC外围接线图 (7)三：软件设计流程及描述 (8)3.1 流程图 (8)3.2 功能图 (9)3.3 工作方式 (9)四：PLC控制程序 (10)4.1 梯形图 (10)4.2 梯形图说明 (14)4.3 I/O 分配表 (15)五．设计心得 (16)参考文献 (18)一：设计任务书1.1 控制要求按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。
上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。
上升到位后，传送带B 开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环1.2设计要求1) 根据控制要求，进行机械手的模拟控制硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
0机械手的模拟控制
实验三机械手的模拟控制
一、实验目的
掌握应用PLC技术设计工艺生产控制系统的思想和方法，掌握PLC的编程技巧和程序调试方法，训练解决工程实际控制问题的能力。
用PLC构成机械手控制系统。
二、实验设备
西门子可编程控制器模拟实验箱
三、实验内容
1．控制要求
按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。
上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。
上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才完成一次循环.
图1-1 机械手控制示意图
2．画出I/O接线图
3．编写梯形图，输入程序。
4．调试并运行程序。
四、机械手控制顺序功能图
五、机械手控制梯形图。
实训4 QS机械手的模拟控制
实训四机械手的模拟控制一、实验目的用PLC构成机械手控制系统二、实验内容1. 控制要求按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。
上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。
上升到位后，传送带B开始运转，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环2. I/O分配输入输出启动按钮：X0 左转限位SQ3：X3 上升YV1：Y1 加紧YV5：Y5停止按钮：X5 右转限位SQ4：X4 下降YV2：Y2 传送带A：Y6上升限位SQ1：X1 光电开关PS：X6 左转YV3：Y3 传送带B：Y7下降限位SQ2：X2 右转YV4：Y43.用梯形图设计程序。
4.调试并运行程序5.将调试运行正常的梯形图写入实验报告。
（实验报告包括：1、实验目的2、控制要求3、I/O口分配4、梯形图5、实验结果）实训四机械手的模拟控制一、实验目的用PLC构成机械手控制系统二、实验内容1. 控制要求按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。
上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。
上升到位后，传送带B开始运转，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环2.I/O分配输入输出启动按钮：X0 左转限位SQ3：X3 上升YV1：Y1 加紧YV5：Y5停止按钮：X5 右转限位SQ4：X4 下降YV2：Y2 传送带A：Y6上升限位SQ1：X1 光电开关PS：X6 左转YV3：Y3 传送带B：Y7下降限位SQ2：X2 右转YV4：Y43.用梯形图设计程序。
4.调试并运行程序5.将调试运行正常的梯形图写入实验报告。
（实验报告包括：1、实验目的2、控制要求3、I/O口分配4、梯形图5、实验结果）。
机械手的实验报告
机械手的实验报告机械手的实验报告引言：机械手作为一种重要的自动化设备，广泛应用于工业生产、医疗手术、科学研究等领域。
本次实验旨在探究机械手的基本原理和应用，并通过实际操作，加深对机械手的理解。
一、机械手的基本原理1. 结构组成：机械手主要由机械臂、末端执行器和控制系统组成。
机械臂通常采用多关节连杆结构，通过电机驱动实现运动。
末端执行器根据不同需求，可以是夹爪、吸盘等工具。
控制系统负责接收指令并控制机械手的运动。
2. 运动方式：机械手的运动方式主要包括旋转、平移和伸缩。
旋转是指机械臂在水平或垂直方向上的转动；平移是指机械臂在空间中的移动；伸缩是指机械臂的长度变化。
3. 控制原理：机械手的控制原理通常采用开环或闭环控制。
开环控制是指根据预设的运动参数，直接控制电机的转速和方向；闭环控制则通过传感器实时监测机械手的位置和状态，反馈给控制系统，以实现更精确的控制。
二、机械手的应用领域1. 工业生产：机械手在工业生产中扮演着重要的角色。
它可以完成重复性高、精度要求高的操作任务，如装配、搬运、焊接等。
机械手的应用可以提高生产效率，降低劳动强度，保证产品质量。
2. 医疗手术：机械手在医疗领域的应用也越来越广泛。
它可以辅助医生进行精确的手术操作，如微创手术、神经外科手术等。
机械手的稳定性和高精度可以大大提高手术成功率，并减少对患者的伤害。
3. 科学研究：机械手在科学研究中的应用也非常重要。
它可以帮助科学家进行实验操作，如化学试剂的加注、药物筛选等。
机械手的快速、准确和可重复性使得科学研究更加高效和可靠。
三、实验操作及结果在本次实验中，我们使用了一台六轴机械手进行操作。
首先，我们通过控制系统设置机械手的运动轨迹和速度。
然后，根据实验要求，机械手完成了一系列的动作，如夹取物体、放置物体等。
实验结果显示，机械手能够准确地按照预设的轨迹和速度进行运动，并成功完成了各项操作任务。
机械手的夹取力度和放置位置也能够满足要求。
浙师大机电PLC实验四-机械手的模拟控制2
机电传动控制技术实验报告班级姓名学号同组人员二零一六年十二月实验四机械手的模拟控制一、实验目的用PLC构成机械手控制系统二、实验设备1、PLC实验箱一台；2、PLC编程环境与编辑软件一套。
三、实验要求1、控制要求按启动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体，2S后开始上升，而机械手保持夹紧。
上升到位左转，左转到位后下降，下降到位机械手松开，2S后机械手上升，上升到位后。
传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止，……循环。
2 、I/O分配（连线）3、输入程序代码（梯形图或助记符）四、实验步骤1、把PLC自身的接线端子O/0、O/1、O/2、O/3、O/4，O/5、O/6、O/7分别与机械手模拟控制实验上的1、2、3、4、5、6、A、B接线柱相连，I/0、I/1分别与M1（起动）、M2（停止）相连。
2、把PLC主控制器旁24V的COM端接到此模拟实验的COM端上，旁边的＋5V端接到此模拟实验的＋5V端，PLC输出端所用到的COM口相互并联后再接到5V的GND端。
3、输入程序检查无误后运行程序。
（程序见配套光盘机械手文件）4、程序说明：机械手把工件从A点移到B点。
实际机械手设备上装有上、下限位和左、右限位开关。
机械手起先处于原点，当按下起动按钮后：①机械手下降（1灯亮），工作钳处于放松状态（5灯亮），工件A亮表示有工件需要移到B点；②下降2秒后，工作钳碰到下限位开关并刚好到达工件A位置，工作钳夹紧（1、5灯不亮、2灯亮），延时1.5秒；③机械手上升（A灯不亮、3灯亮）；④上升2秒后，碰到上限位开关，停止上升并开始往右移（3灯不亮、4灯亮）；⑤机械手右移2秒后刚好碰到右限位开关停止右移并开始下降（4灯不亮、1灯）；⑥下降2秒后碰到下限位开关并刚好在工件B位置，工作钳放松（1、2灯不亮，5、B灯亮）；延时1.5秒；⑦机械手上升2秒（3灯亮）；⑧碰到上限位开关后往左移2秒（3灯不亮、6灯亮），到达原位碰到左限开关（6、B灯不亮），一个工作周期完成。
西华大学机器人创新设计实验报告(工业机械手模拟仿真)(新)
实验报告（理工类）课程名称: 机器人创新实验课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系年级/专业/班: 2010级机制3班学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜开课学院: 机械工程与自动化学院实验中心名称: 机械工程基础实验中心一、设计题目工业机器人设计及仿真分析二、成员分工：（5分）三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分）1、功能分析工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
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特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态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，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务：（1）、完成工业生产上主要焊接任务；（2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作；（3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务；（5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）2、总体方案设计按机械手手臂的不同形式及组合情况其活动范围也是不同的，基本上可以分为四种运动形式：直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式、关节坐标式。
PLC机械手动作的模拟修订稿
P L C机械手动作的模拟公司标准化编码 [QQX96QT-XQQB89Q8-NQQJ6Q8-MQM9N]目录一、摘要 (1)二、控制要求 (2)三、控制原理介绍及图示………………………………………………………………………………………………..……31、机械手动作的模拟实验面板图 (3)2、输入/输出接线列表 (3)3、控制过程 (3)四、控制方案…………………………………………………………………………………………………… (5)1、工作过程分析 (5)2、梯形图 (6)五、运行调试 (9)六、小结 (10)七、参考文献 (11)一、摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及。
机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。
运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。
PLC实验报告：实验五机械手控制实验
实验名称机械手控制实验指导老师 ____________ 成绩__________专业机自班级_____________ 姓名_______________ 学号____________一、实验目的：1、熟悉顺序编程法应用2、了解机械手运作原理。
二、实验内容：机械手原位状态为机械手位移左上方，即SQ2和SQ4为闭合，其它行程开关均为断开。
所有控制电磁铁均为无电状态，即YV1-YV5均为灭的状态。
机械手在原位状态下，按下启动按钮YV1灯亮，表示机械手正在下降，SQ2断开，SQ1闭合表示机械手下降到位；此时YV1灯灭，YV2闪烁（亮0.5秒，灭0.5秒）三次后点亮，表示机械手的抓取并抓紧，然后YV3灯亮表示机械手上升，SQ1断开，SQ2闭合表示上升到位，此时YV3 灯灭，YV4灯亮，表示机械手向右边运动，SQ4断开，SQ3闭合表示机械手右移到位，此时YV4 灯灭，YV1灯又亮起来，表示机械手在B位置下降，若SQ2断开，SQ1闭合则表示机械手在 B位置下降到位，此时YV1灯灭，YV2灯闪烁三次后灭，表示机械手到位后松开。
然后YV3灯亮，表示机械手松开后上升，若SQ1断开，SQ2闭合表示上升到位，此时YV5灯亮表示，表示机械手正在向左复位运动，若SQ3断开，SQ4闭合表示机械手回复到位，此时若机械手为连续运行则重复上述动作，若机械手为单周期运行模式则自动停止。
机械手在自动连续运行状态下，按下停止按钮，则系统在运行完一个周期后才能停止。
三、实验连线图：CPU224模块四、输入/输出地址分配及功能说明五、实验程序5Q1—町!ilHlmt *上行勿世j 辭.心2下也制Lgl 复便灯HUQM牺 启色聽：11.0SQ1—I H —scri)9I ---------@4liS*r TI.砒in冋站m―SCFE)WJ115E^上行刊忙行矿SMD.0SO 4国T)UM11El-Sh'.'102静2?seeSMOH 14'T*0140 T+I |-- ----------- [iri Ti7■ 10：MLQ~~()_ Ifj呷II4T PT100吋5?勺址tn?l't...MW加—^5CfiE)SI 0IN TDF Pi IOO RKBf号iCsJftt .104、「昕DTI5HM 41r^ariEiTr m- MO H51.1—1 1-~1 ~~11-------- 5 CR TjMCO50.0j-------- a时号■few l^s 1 ir 4Mtt 431砸IfclL |崔样1h巧」e uu L冋站Mr1卜j:±OI&T C-C03m 451」MQ5—1 HqM1.D—1 1—Ml.2 —1 1—Ml.J —1 1—Ml 4 —I M产）六、实验结论左打剁位li矿lu :左打担亍订"uu .n 5 下行扌a^rr*m1 I—1。
机械抓手实验报告
机械抓手实验报告机械抓手实验报告摘要：本实验旨在研究和探索机械抓手的原理和应用。
通过设计和搭建一个简单的机械抓手模型，我们对机械抓手的工作原理、控制方法以及在工业自动化中的应用进行了深入了解。
实验结果表明，机械抓手具有较高的抓取精度和稳定性，可以广泛应用于装配线、仓储物流等领域。
引言：机械抓手是一种常见的工业自动化设备，它可以模拟人手的动作，完成物体的抓取和放置任务。
机械抓手广泛应用于工业生产中，能够提高生产效率和减少人力成本。
本实验旨在通过自行设计和搭建机械抓手模型，探索其原理和应用。
材料与方法：1. 设计：根据机械抓手的工作原理，我们设计了一个基于电机和传动装置的机械抓手模型。
模型由底座、臂架、抓取装置等组成。
2. 搭建：根据设计图纸，我们使用3D打印技术制作了模型的部件，并进行了组装。
同时，我们选择了适当的电机和传动装置，确保机械抓手的正常运行。
3. 控制：我们使用Arduino单片机作为控制器，编写了相应的程序，实现机械抓手的抓取和放置动作。
通过控制电机和传动装置的运行，实现抓手的开合和旋转。
结果与讨论：在实验过程中，我们成功搭建了机械抓手模型，并通过编写程序实现了抓取和放置动作。
通过多次实验和调试，我们发现机械抓手具有以下特点：1. 抓取精度高：机械抓手的设计和控制使得它能够准确地抓取不同形状和尺寸的物体。
通过调整抓手的开合程度和旋转角度，可以适应不同的抓取需求。
2. 稳定性好：机械抓手在抓取和放置过程中稳定性较高，不易出现抓取失误或物体脱落的情况。
这得益于电机和传动装置的精确控制，使得抓手的动作平稳可靠。
3. 应用广泛：机械抓手在工业自动化中有着广泛的应用。
它可以用于装配线上的零件抓取和组装，也可以用于仓储物流中的货物搬运和堆垛。
机械抓手的高效率和稳定性，可以大大提高生产效率和降低劳动强度。
结论：通过本次实验，我们深入了解了机械抓手的工作原理和应用。
机械抓手具有较高的抓取精度和稳定性，在工业自动化领域有着广泛的应用前景。
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实验 机械手动作的模拟实验
一、实验目的
了解并掌握步进指令在顺序控制中的应用及其编程方法。
二、实验原理
步进指令又称步进顺控指令，它主要用于对较复杂的顺序控制程序进行编程。
步进指令有两条：STL指令和RET指令。STL为步进开始指令，其意义为激活某个
状态，在梯形图上体现为从主母线上引出的状态接点。STL指令有建立子母线的
功能，以使该状态的所有操作均在子母线上进行。步进接点没有常闭触点，只有
常开触点。步进接点在使用时，需要使用SET指令将其置位。RET为步进结束指
令，其使步进顺控程序执行完毕时，非状态程序的操作在主母线上完成，防止出
现逻辑错误。状态转移程序的结尾必须使用RET指令。
三、机械手动作的模拟实验面板图
图4-6 机械手动作的模拟实验面板图
此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电
磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。
四、控制要求
图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执
行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有
的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，
仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由
单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松
动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个
动作，即为：
五、实验内容
1．分配确定状态元件以及编程元件的地址，写出状态转移图。
2．根据状态转移图编写相应的梯形图或者指令表，并输入到PLC中，程序运
行并调试。
六、思考题
1．说明状态编程思想的特点和适用场合。
2．三菱FX系列PLC有多少状态器S？它们的使用是否有要求？
七、实验报告要求：
1． 实验目的：本次实验主要达到的要求和目的。
2． 实验设备：本次实验的主要设备。
3． 实验程序：写出实验程序，对程序做必要的说明。
4． 实验结果：写出运行结果，并分析是否与控制要求一致，做思考题。
5． 心得体会：本次实验中遇到的问题、解决方法以及收获。