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基于 LabVIEW 的四自由度机械臂运动控制系统设计

基于 LabVIEW 的四自由度机械臂运动控制系统设计
基于 LabVIEW 的四自由度机械臂运动控制系统设计

机械手运动控制系统设计

机械手运动控制系统设计 基于S7200PLC村机械于的运动进行一系列控制,这些运动包括手臂上下、左右直线运动,手腕旋转运动,手爪夹紧动作和机械手整体旋转运动等。所采用的动力机构是步进电机,能够做到精确控制。在多个行程开关传感器的保护下,保证了这些运动万无一失。 工业机械手(以下简称机械手)是近代自动控制领域中出现的一项新技术,并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分,越来越多地被研究和应用。本设汁的控制系统采用小型可编程控制器S7200PLC,具有编程简单、修改容易、可靠性高等优点。 1机械手的选择根据古典力学的观点,物体在三维空间内的静止位置是由三个坐标或围绕三轴旋转的角度来决定的。因此,物体的位置和方向(即关节的角度)能从理论上求得。在实际生产生活中,机械手的自由度不是盲目模仿人手的动作来确定的,而是根据实际需要的动作,设计出最少自由度的机械手来满足作业要求。所以一般专用机械手(不包括握紧动作)通常只具有2~3个自由度。而通用机械手则一般取4~5个自由度。本设计采用的机械手共有5个自由度。 这五个自由度为机械手能够做出手臂伸缩、手臂上下摆动、手臂左右摆动、手腕回转、手指抓紧,该机械手示意图如图1所示。 工业机械手要求精度非常高,所以本设计采用的是步进电机,步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。当步进驱动器接收到一个脉冲信号,它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度,称为步距角,它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数宋控制角位移量,从而达到准确定位的目的;同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度,从而达到调速的目的。 不过步进电机需要在驱动器的作用下才能正常工作,所以还要选择驱动器,本设计选择的是价格便宜而又方便使用的中美合资SH系列步进电动机驱动器,主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等,实物图和接线原理图分别如图2和图3所示。

基于单片机的机械臂控制系统设计与制作

基于单片机的机械臂控制系统设计与制作 电子信息科学与技术专业 学号: 姓名: 班级:电科081 日期:2011.10.26

目录课程设计题目及要求 第一章绪论 1.1 设计题目及要求 1.2 设计内容 第二章硬件设计 2.1 硬件结构图 2.2 各模块工作原理及设计 2.2.1 控制模块 2.2.2 显示模块 2.2.3 按键模块 2.2.4 舵机模块 2.3 软件程序设计 第三章硬件制作以及程序的下载调试 3.1 电路板的制作 3.2 元器件的焊接 3.3 程序的下载与调试 第四章总结 4.1 课程设计体会 4.2 奇瑞参观感受

课程设计题目及要求 题目:基于单片机的机械臂控制系统设计与制作 实习内容: 1,完成基于单片机的机械臂控制系统原理图和PCB的绘制,在基本要求的基础上自己可以作一定的扩展; 2,利用热转印纸、三氯化铁腐蚀液等完成PCB板的制作; 3,完成相应电路的焊接和调试; 4,完成相应软件程序的编写; 5,完成软、硬件的联调; 6,交付实习报告。 实习要求: 1,两人一组,自由搭配,但要遵循能力强弱搭配、男女搭配、考研和不考研的搭配; 2,充分发挥主观能动性,遇到问题尽量自己解决,在基本要求基础上可自由发挥; 3,第一次制作电路,电路不可追求复杂; 4,注意安全!熨斗、烙铁。

第一章绪论 单片机自20世纪70年代问世以来,以其极高的性价比,受到人们的重视和关注,应用广泛,发展迅速。单片机集体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求低、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易等众多优点,以广泛用于工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面,无论在民间、商业、及军事领域单片机都发挥着十分重要的作用二十一世纪,随着机械化、自动化水平的不断提高,不仅减轻了劳动强度、提高生产率,而且把人类活动从危险、恶劣环境中替换出来。而其中机器人技术,显示出极大的优越性;在宇宙探索、海洋开发以及军事应用上具有重要的实用价值。大力发展机器人技术,一方面能让社会从劳动苦力型转换到福利休闲型,另一方面能极大的提高民众的幸福感。在新时期的世界各国,随着应用日益广泛,机器人技术将不断发展并走向成熟。 本次课程设以单片机作为控制器实现对机械手臂的简单控制。在单片机最小系统的基础上扩展按键接口和舵机接口以及LED显示器,构成最简单的机械臂控制系统。

(完整版)基于plc的机械手控制系统设计

前言 随着我国工业生产的飞跃发展,自动化程度的迅速提高,实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化,已愈来愈引起人们的重视。 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。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。 机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能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大等特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用,生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。 本文将通过西门子PLC控制机械手,PLC是可编程控制器(Programmable Logic Controller)的简称,是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展,PLC的功能也越来越强大,更多地具有计算机的功能。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC,在步进电机驱动下,完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制,并对非正常情况实行自动报警和自动保护,实现企业的机电一体化,提高企业的生产效率。

读书笔记-四自由度机械手结构设计及其plc

读书笔记一:《浅析机械手的应用与发展趋势》 ——机械手的现状和发展趋势 主编:郭洪武 一、文章摘要 机械手是:指能模仿人手和手臂的某些动作功能,用以固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。机械手是最早出现的工业机器人,也是最早出现的现代机器人。它能代替人繁重劳动,可实现生产的机械化及自动化,改善劳动环境以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子部门。目前,机械手的种类按驱动方式分为:液压式、气动式、电动式、机械式机械手;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。 机械手的历史及现状:工业用机械手的第一次发展迅猛发展是在第二次世界大战,最早应用在美国橡树岭国家实验室的搬运核原料的遥控机械手操作手研究,是一种主从型的控制系统。1958年美国联合控制公司研制第一台示教型机械手,并在1962年,研制出一种更新兴的机械手,运动系统仿造坦克炮塔,臂可以回转、俯仰、伸缩,用液压驱动。1962年美国机械铸造公司成功研制一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运,可做点位和轨迹控制。国外的机械手在此基础上,得到一定程度上的发展。从60年代后期起,喷漆、弧焊工业机器人相继在生产中开始应用。1978年美国Unimation-Vin.am型工业机械手,装有小型电子计算机控制,用于装配作业。联邦德国机械人制造业是从1970年开始应用机械手,主要是用于起重运输、焊接和设备的上下料等工作。日本是工业机械人发展最快和应用最多的国家,于1969年从美国引进后,开始大力发展机械手的研制,目前已成为世界上工业机械手应用最多的国家之一。 机械手在我国的发展:我国工业机械手研究与开发起步较晚,比欧美要晚30年左右,起步于上世纪70年代,1972年我国第一台机械手在上海研制成功,从第七个五年计划开始,我国政府加大了对工业机器人的重视程度,并投入大量的资金。研制有以下机器人:点焊机器人、氩弧焊机器人、装卸载机器人等。值得注意的是中国科学沈阳自动化研究所和北京科技大学机器人研究所开发的机器人的控制器。与此同时,一系列的机器人关键部件也被研究开发出来了,如机器人专用轴承,减震齿轮,直流伺服电机,编码器等等。 机械手的应用和发展趋势,随着自动化和机械化的发展,人们对机械手的要求也越来越高,主要体现在:(1)重复高精度。重复精度是指动作重复多次,机械手到达同样位置的精确程度。对于某些机械手来说,重复精度甚于精度。(2)模块化。模块化拼装的气动机械手比组合导向驱动装置的更具有灵活的安装体系。它集成电接口、带电缆及

PLC机械手操作控制系统

摘要 在现代工业中 , 生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等。已经随处可见。同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有 毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这写恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工 业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动 化实践相结合的产物。并以为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械 手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和身效益的有效手段之一。尤 其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。在我国, 近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。 机械手是在自动化生产过程中发展起来的一种新装置。广泛应用于工业生产和其他领域。PLC已在工业生产过程中得到广泛应用,应用 PLC控制机械手能实现各种规定工序动作,对生产过程有着十分重要的意义。论文以介绍 PLC在机械手搬运控制中的应用,设计了一套可行的机械手控制系统,并给出了详细的 PLC程序。设计完成的机械手可以在空间抓放、搬运物体等,动作灵活多样。 整个搬运机构能完成四个自由度动作,手臂伸缩、手臂旋转、手爪上下、手爪紧松。关键词:可编程控制器 ,PLC, 机械手操作控制系统 .

目录 第一章概述 (1) 1.1 PLC 控制系统 (1) 1.1.1PLC 的产生 (1) 1.1.2PLC 的特点及应用 (2) 1.2选题背景 (3) 1.2.1机械手简介 (3) 第二章PLC 控制系统设计 (6) 2.1总体设计 (6) 2.1.1制定控制方案 (6) 2.1.2系统配置 (6) 2.1.3控制要求 (9) 2.1.4控制面板 (12) 2.1.5 外部接线图 (13) 2.2.2手动方式状态 (16) 2.2.3回原点状态转移图: (19) 2.2.4自动方式状态 (19) 第三章控制系统内部软组件 (21) 3.1 内部软组件的概述 (21) 3.1.1输入继电器 (21) 3.1.2输出继电器 (21) 3.1.3辅助继电器 (22) 3.1.4状态组件 (23) 3.1.5定时器 (23) 错误!未定义书签。致谢 ........................................................................................................... 参考文献 (24)

四自由度机械手控制系统设计

前言 可编程控制器是20世纪70年代以来,在集成电路,计算机技术基础上发展起来的一种新型工业控制设备。由于具有功能强、可靠性高、配置灵活、使用方便以及体积小、重量轻等优点,国外已广泛应用于自动化控制的各个领域,并已成为现实工业生产自动化的支柱产品。近年来,国内在PLC技术与产品开发应用方面发展很快,除有许多从国外引进的设备,自动化生产线外,国内的机床设备已越来越多采用PLC控制系统采用控制系统取代传统的继电—接触器控制系统小;价格上能与继电—接触器控制系统竞争;易于在现场变更程序;便于使用、维护、维修;能直接推动电磁阀,接触器与之相当的执行机构;能向中央执行机构;能向中央数据处理系统直接传播数据等。 本课题是基于PLC控制四自由度机械手运行。 工业机械手是一种模仿人体上肢部分功能,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,它可以代替手的繁重劳动,改善劳动条件,提高劳动生产率和自动化水平。有着广阔的发展前途。本课题通PLC自动控制对机械手实现机械手规定动作并实现回原点、手动方式和自动方式三种工作方式的选择,并对系统进行运行效率分析。

摘要 随着工业机械手的进一步发展,其发展将更趋向于人性化、智能化并将在更加广泛的领域得到应用。机械手是一种模仿人体上肢运动的机器,它能按照预定要求输送工种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。因而具有强大的生命力,受到人们的广泛重视和欢迎。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,提高劳动生产率和自动化水平。通过对机械制造与自动化大学专科三年的所学知识进行整合,对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析,确定机械手的工作原理和运动机理。设计了一种四自由度机械手,采用可编程序控制器(PLC)设计其控制系统,以提高其工作的稳定性能。 关键词:机械手梯形图 PLC 电磁阀 Abstract With the further development of industrial robots, and its development tends to be more humane, intelligent and in a wider range of applications. Manipulator is a kind of imitation of the upper body movement machine, it can be scheduled according to request type or holds the automation tool operation of technical equipment, industrial automation, promote the production of industrial production of the further development plays an important role .Manipulator noted extensively and welcome by people for it has powerful vitality. Industrial robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce labor intensity, and improve labor productivity and automation level.Mechanical manufacturing and automation through the junior college for three years to integrate the knowledge of industrial manipulator mechanical structure and function of various parts of exposition and analysis to determine the robot motion principle and mechanism.Design a four-DOF manipulator to enhance the stability of their work for using the programmable logic controller to control system. Keywords: Manipulator Ladder diagram PLC Solenoid valve

四自由度搬运机械手的设计毕业论文

四自由度搬运机械手的设计毕业论文 1引言 1.1机械手研究的背景及其意义 机械手是当今世界的科技革命发展飞速变革的必然产物,它的出现标志着现今的工业、制造业水平发展到了前所未有高水平阶段。最初出现的机械手只是应用在航空航天和海洋勘探等高端科技领域,随着近几十年来计算机在科技领域全面应用,科技革命的变革也加速了科学技术的蓬勃发展。在此背景下机械手技术也在飞速发展,并且在其应用领域也不断地深入、飞速地拓宽,特别是近些年来机械手在现代制造业领域更是得到了非常广泛的应用。由于机械手是通过预先编写好的程序来控制其动作次序和轨迹,所以机械手可以代替人力去完成那些单调的、重复的、特别是对于人类来说毫无意义的工作,除此之外机械手还能够在恶劣的环境中完成那些人类不想完成的或不能完成的工作,特别是在一些危险的工作环境或者是对精度要求较高的工作条件之下,机械手相比较人力有得天独厚的优势——机械手在某些邻域能够完全替代人力,将人类从脏、乱、差的工作环境中解放出来,这是人类社会几千年来的又一次变革和人类生活方式的又一次蜕变。特别是近几十年来工业、制造业领域在机械手的广泛应用下发生了伟大的变革,在此背景下整个社会的生产力水平、产品生产质量和生产效率大大提高,与此同时在工业生产中现代工人的劳动强度也大大降低。 机械手技术虽然发展迅猛,但现在市场上的机械手大多还处在高端应用领域,价格也相对昂贵,不能满足低成本、低层次应用领域的需求。所以本课题希望设计出一种成本低、应用层次相对较低的机械手,填补这一领域市场的空白,这对

于工业、制造业领域以及人类社会的发展都具有及其重要的意义和价值。在机械手技术领域中,机械手在模型设计上,四自由度机械手是机械手产品中的典型设计模型,在技术上,四自由度机械手技术门槛相对较低——四自由度便于设计和实现,在应用层面上,四自由度机械手对于一般的重复性工作条件完全满足,在成本上,四自由度机械手在满足一些复杂动作的工作条件下便于实现低成本,也就说其性价比相对较高,所以本论文以《四自由度搬运机械手》为课题进行研究旨在设计出一个比较实用的、成本低的、具有一定的实际应用价值的机械手。1.2机械手的研究现状和发展前景 机械手是现代工业革命变革、现代工业水平高度提高催生的一种新技术产品,从较高应用层次来说,机械手是集机械设计、计算机程序控制等多领域知识和多种设计方法于一身的一种新型自动化装备,特别是近年来互联网、大数据的出现和应运机械手已开始从自动化向智能化领域迈进。机械手虽然在近几十年来才出现,其发展历史并不算太长,机械手最早起源于美国,接着又在德国、日本等工业发达国得到了飞速发展,然而我国近十年来虽然工业发展迅猛,可机械手在工业领域的应用才刚刚起步,机械手设计的技术水平同国外仍有很大差距,特别实是在机械手的高端应用领域,主要体现在机械手的可靠性和精度指标上面。 近年来机械手在工业、制造业领域的应用突飞猛进,这对于工业文明的进步产生了“雪崩式效应”,越来越多的无人化工厂随着机械手的发展如春笋般涌现。随着进入21世纪以来,互联网技术飞速发展,工业、制造业领域正发生着一场伟大的变革,从美国的“工业互联网”到德国的“工业 4.0”,再到“中国制造2025”,世界工厂已经开始由“无人化工厂”向“智能化工厂”转变,在此历

机械手控制系统设计(完整版).doc

机械手控制系统设计 摘要 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,增加了工人的劳动强度,甚至于危及生命。自从机械手问世以来,相应的各种难题迎刃而解。 本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图,对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC(可编程控制器)用户程序的设计。设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。该系列PLC具有功能强大,编程方便,故障率低,性价比高等多种优点。机械手的开关量信号直接输入PLC,使用CPU 226来完成全部的控制功能,包括:手动/自动控制切换,循环次数设定,状态指示,手动完全操控等功能。机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。通过模拟调试,有序的控制物料从生产流水线上安全搬离,提高搬运工作的准确性、安全性,实现一套完整的柔性生产线,使制造过程变的更有效率。 通过本次毕业设计,对PLC控制系统的设计建立基本的思想:能提出自己的应用心得;可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识,进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力,进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力,从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。 关键词:机械手;PLC(可编程控制器);CPU;梯形图

II The Design of Manipulator Control System ABSTRACT In industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved. The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient. The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training. Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram

六自由度机械手设计

机械设计课程设计说明书 六自由度机械手 TOPWORK 上海交通大学机械与动力工程学院专业机械工程与自动化 设计者: 李晶(5030209252) 李然(5030209316) 潘楷 (5030209345) 彭敏勤 (5030209347) 童幸 (5030209349) 指导老师:高雪官 2006616

、八— 刖言 在工资水平较低的中国,制造业尽管仍属于劳动力密集型,机械手的使用已经越来越普及。那些电子和汽车业 的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自 动化生产。但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、 华东沿海地区的中国本土制造厂也开始对机械手表现出越 来越浓厚的兴趣,因为他们要面对工人流失率高,以及交 货周期缩短带来的挑战。 机械手可以确保运转周期的一贯性,提高品质。另 外,让机械手取代普通工人从模具中取出零件不仅稳定, 而且也更加安全。同时,不断发展的模具技术也为机械手 提供了更多的市场机会。 可见随着科技的进步,市场的发展,机械手的广泛应用已渐趋可能,在未来的制造业中,越来越多的机械手将 被应用,越来越好的机械手将被创造,毫不夸张地说,机 械手是人类是走向先进制造的一个标志,是人类走向现代化、高科技进步的一个象征。因此如何设计出一个功能强大,结构稳定的机械手变成了迫在眉睫的问题。

目录 一.设计要求和功能分析 4 - ?- ■基座旋转机构轴的设计及强度校核 5 三.液压泵俯仰机构零件设计和强度校核 8 四.左右摇摆机构零件设计和强度校核 11五.连腕部俯仰机构零件设计和强度校核 14六.旋转和夹紧机构零件设计和强度校核 19七.机构各自由度的连接过程 25八.设计特色 28九.心得体会 28十.参考文献30 一. 任务分工31 十二.附录(零件及装配图)31

机械臂控制系统的设计

机械臂控制系统的设计 1 引言 近年来,随着制造业在我国的高速发展,工业机器人技术也得到了迅速的发展。根据负载的大小可以将机械臂分为大型、中型、小型三类。大型机械臂主要用于搬运、码垛、装配等负载较重的场合;中小型机械臂主要用于焊接、喷漆、检测等负载较小的场合。随着国外工业机器人技术的不断发展,尤其是一些中小型机器人,它们具有体积小、质量轻、精度高、控制可靠的特点,甚至研发出更为轻巧的控制箱,可以在工作区域随时移动,这样大大方便了工作人员的操作。在工业机器人的应用中最常见的是六自由度的机械臂。它是由6个独立的旋转关节串联形成的一种工业机器人,每个关节都有各自独立的控制系统。 2机械臂硬件系统设计 2.1 机械臂构型的选择 要使机器臂的抓持器能够以准确的位置和姿态移动到给定点,这就要求机器人具有一定数量的自由度。机器臂的自由度是设计的关键参数,其数目应该与所要完成的任务相匹配。为了使安装在双轮自平衡机器人上的机械臂能够具有完善的功能,能够完成复杂的任务,将其自由度数目定为6个,这样抓持器就可以达到空间中的任意位姿,并且不会出现冗余问题。在确定自由度后,就可以合理的布置各关节来分配这些自由度了。 由于计算数值解远比封闭解费时,数值解很难用于实时控制,这样,后3个关节就确定了末端执行器的姿态,而前3个关节确定腕关节原点的位置。采用这种方法设计的机械臂可以认为是由定位结构及其后面串联的定向结构或手腕组成的。这样设计出来的机器人都具有封闭解。另外,定位结构都采用简单结构连杆转角为0或90°的形式,连杆长度可以不同,但是连杆偏距都为0,这样的结构会使推倒逆解时计算简单。 定位机构是涉及形式主要有以下几种:SCARA型机械臂,直角坐标型机械臂,圆柱坐标型机械臂,极坐标型机械臂,关节坐标型机械臂等。 SCARA机械臂是平面关节型,不能满足本文对机械臂周边3维空间任意抓取的要求;直角坐标型机械臂投影面积较大,工作空间小;极坐标方式需要线性移

机械手及控制系统设计

河北工程大学 课程设计指导说明书 课程题目: 机械手及控制系统设计 专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向 班级: 机制11班 姓名: 唐科 学号 110070118 指导老师: 杨玉敏 目录 第一章绪论 1、1 题目要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、2 题目概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、3 气动机械手。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、4 气动机械手的发展趋势。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、5 课题的现实意义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章气动机械手的操作要求及功能 2、1 机械手移动动作示意图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2、2 机械手操作面板图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2、3 机械手的输入\输出信号定义图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 2、4 机械手顺序动作的要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 第三章机械部分设计 3、1 气动搬运机械手的结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3、2 机械手的主要部件及运动。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3、3 驱动机构的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、4 机械手的技术参数列表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、5 气动回路的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、6 末端执行器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 3、7 升降手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 3、8 平移手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 第四章机械手控制设计

四自由度机械手

四自由度机械手 本科毕业设计说明书(论文) 摘要 在中国工业韧带发展中,很多高生产率高精度的机械加工设备从国外引进,比如数控车床和铣床等,还有把几种机床的功能集中在一起的加工中心等。总之这类CNC机床大大的提高了工作速度,产品的加工精度,降低了工作的劳动强度,所以大受欢迎。但是这类设备引进费用也是相当的昂贵,所以国内很多企业的技术人员在原先的旧机床上进行改进,来达到提高生产率和降低工人的劳动强度,实现工业自动化,这类改进同样也大受欢迎。 本文所设计的机械手主要用于搬运工件,工件总重不大于10Kg,长150cm,宽150cm,高150cm的立方体。为了增加本机械手的通用性,在结构尽可能紧凑的情况下,最大限度的是机械手具有较大的抓取范围。 本文主要介绍了搬运机械手的概念、组成和分类,接受的自由度和坐标形式、运动及国内外的发展状况。对于搬运接受进行总体方案设计,首先机械手的驱动装置为液压缸,然后确定了机械手的坐标像是为圆柱坐标型,自由度数为4,接着确定了机械手的驱动装置为液压缸,然后确定了机械手的主要技术参数。同时,设计了机械手的手部结构形式为气缸杠杆式手爪、臂部结构形式采用液压缸导向连接的双横臂结构,底座采用电机带动竖臂的旋转。机身结构形式为升降缸用液压缸的结构形式,计算出夹紧工件所需的驱动力、手爪转动时所需的驱动力矩、手臂的伸缩所需的驱动力手臂的俯仰所需的驱动力、手臂的升降所需的驱动力,和手臂回转所需的驱动力矩。继而设计了装箱机械手的各部分液压缸的尺寸和结构及各部分之间连接与支承部件的结构与尺寸。 关键词:搬运机械手; 液压驱动;液压缸;自动化

I 本科毕业设计说明书(论文) Abstract In China industrial ligament development, a lot of high productivity high precision machining equipments imported from abroad, such as CNC lathes and milling machines, and have several function of machine together in processing center, etc.. In this kind of CNC machine greatly improves the speed of work, product processing precision, reduces the labor intensity of work, so popular. But this kind of equipment is also very expensive, so many domestic enterprises technical personnel in the original old machine is improved, to improve productivity and reduce labor intensity of workers, industrial automation, this kind of improvement is also very popular. The manipulator is designed in this paper is mainly used for handling the workpiece, the workpiece weight is less than 10Kg, length 150cm, width 150cm, high 150cm cube. In order to increase the versatility of manipulator in structure, as far as possible compact case, maximum limit is the manipulator has a large capture range. This paper mainly introduces the concept, composition and classification of the manipulator, freedom and coordinates, movement and development at home and abroad to accept. For the handling of acceptance for the overall program design, first drive manipulator for hydraulic cylinder, and then determine the coordinate manipulator like cylindrical coordinate, the number of degrees of freedom is 4, then the drive

机械手的控制方式及控制系统设计

机械手的控制方式及控制系统设计 机械手在工业科技中的应用时间较长,随着工业生产的不断发展进步,机械手的控制技术也得到了较为快速的发展。人们在很早以前就希望能够借助其他的工具替代人类自身的手去从事重复性的工作,或者具有一定危险性的工作,从而提高工业的生产效率,同时也能规避人们在生产实际生产中碰到的危险情况。此外,在一些特殊的场合中,必须要依靠机械手才能加以完成。未来机械手在工业生产中将发挥更大的作用,本文主要对机械手的控制方式及控制系统设计方法进行了较为详细的分析。 2 机械手原理概述 机械手具有很多的优点,比如机械手比人的手具有更大的力气,能够干很多人手所无法干的事情,这样也能提高工业生产中的效率,同时采用机械手进行工业生产时的成本相对而言也会得到一定程度上的降低。机械手通常由三部分组成,即机械部分,传感部分和控制部分。其中,手部安装在手臂的前端,用来抓持物件,这是执行机构的主体,可根据被抓持物件的形状、重量、材料以及作业要求不同而具有多种结构形式。控制部分包括控制系统和人机交互系统。对于机器人基本部件的控制系统,控制系统的任务是控制机械手的实际运动方式。 机械手的控制系统有开环和闭环两种控制方式,如果工业机械手没有信息反馈功能,那么它就是一个开环控制系统。如果有信息反馈功能,它是一个闭环控制系统。对于机器人基本组成的人机交互系统,人机交互系统是允许操作员参与机器人控制并与机器人通信的装置。总之,人机交互系统可以分为两类:指令给定装置和信息显示装置,机械手的控制主要是通过软件程序加以实现。随着科学技术的发展,机械手相关的技术也得到了快速的发展,先进的控制方式和先进的控制技术在机械手的控制领域中也具有一定的采用。现在机械手不仅广

基于PLC的机械手臂控制系统设计

基于PLC机械手控制系统设计 摘要 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。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。 本文主要论述了基于PLC设计的机械手控制系统。首先,对可能用到的可编程控制器进行了相关的介绍,再选择设计所用到的PLC型号。然后,通过对机械手的控制方式及各功能的实现方式进行研究,确定各功能的实现方案和设计控制系统所用到的器材。最后,对PLC控制系统的软件程序和硬件结构进行设计。 关键词:工业自动化;可编程控制器;机械手;远程控制;传感反馈

Abstract With the development of modern industrial technology, industrial automation technology is more and more high, the production conditions also tended to bad situation, the front-line workers skills also put forward higher requirements, and the operation safety of workers has also been a corresponding threat. The workers work environment and work content also requires ideal for some simple, reciprocating work by robot remote control or automatic completion is very important This can avoid some people can not contact with the human body damage, such as metallurgy, chemical, pharmaceutical, aerospace, etc.. In the mechanical manufacturing industry, the application of mechanical hand more, the development of faster. At present, it is mainly used in machine tools, forging press under the material and welding, painting and other operations, it can be in accordance with pre established operating procedures to complete the prescribed operation, and some also have with sensor feedback ability, can cope with external changes. Application of the manipulator, to improve the material transfer, workpiece loading and unloading, tool replacement and machine assembly automation, which can improve labor productivity, reduce production costs, accelerate the pace of industrial production mechanization and automation. This paper mainly discusses the design of manipulator control system based on PLC. First, the possible use of the programmable controller is related to the introduction, and then choose the design of the PLC model. Then, through the control mode of the manipulator and the realization way of each function, the realization scheme of each function and the equipment used in the design control system are determined. Finally, the software program and hardware structure of PLC control system are designed. Keywords: industrial; automation programmable controller ; manipulator; Remote control;sensor feedback

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