机械手臂的plc控制设计

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1、摘要本文旨在对机床送料机械手进行设计。在现有的技术层面上，通过对比国A外机械手臂的发展状况，并对技术优劣进行对比，选择技术易于达到的更优方案进行设计。本文涉及了机械臂的坐标、自由度、结构、驱动方案、控制方案设计，并制定了机械手的主要参数，对于其主要部件气缸又进行了进一步的计算和校核。同时还兼顾到气动系统的简单设计。最后，对于实现控制的PLC控制系统进行了简单的介绍和分析。关键词：机械手臂，结构设计，PLU简介1绪论31.1机械手的组成31.1.1执行机构31.1.2驱动系统41.1.3控制系统41.1.4位置检测系统41.2机械手

2、的分类41.3国内外发展状况51.3.1国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:51.3.2国内机器人发展61.4课题的提出及主要任务71.4.1课题的提出71.4.2课题的主要任务82气动机械手的设计方案82.1机械手的坐标型式与自由度82.2机械手的手部结构方案设计82.3机械手的手腕结构方案设计92.4机械手的手臂结构方案设计92.5机械手的驱动方案设计92.6机械手的控制方案设计92.7机械手的主要参数92.8机械手的技术参数列表103手臂伸缩、回转气缸的尺寸设计103.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核103.1.1驱动力：

3、103.1.2活塞杆113.2手腕回转气缸的尺寸设计114气动系统设计115PLC控制简介125.1可编程序控器的简介125.2PLC的结构，种类和分类125.2.1中央处理单元(CPU)135.2.2存储器135.2.3电源13@i仑14#M151绪论机械手主要巾执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。拧制系统控制驱动系统的运行:驱动系统驱动执行机构运作:执行机构的动作信号传递给位置检测装置:最后位置检测装置再将反馈信号传回控制系统，使其调整控制信号。1.1.1执行机构包拈抓手、手腕、手臂和立柱等部件，有的还增没行

4、走机构。抓手即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同，可分为夹持式和吸附式手在本课题中我们采用夹持式手部结构。夹持式手部由手指（或手爪）和传力机构所构成。手指是与物件直接接触的构件，常用的手指运动形式有叫转型和平移型。M转型手指结构简单，制造容易，故应用较广泛。平移型应用较少，其原因是结构比较复杂，但平移型手指夹持圆形零件时，工件直径变化不影响其轴心的位置，因此适宜夹持直径变化范围大的工件。手指结构取决于被抓収物件的表面形状、被抓部位（是外廓或是内孔）和物件的重量及尺、常川的指形有平面的、v形面的和曲面的:手指有外夹式和内撑式

5、;指数有双指式、多指式和双手双指式等。而传力机构则通过手指产生夹紧力来完成夹放物件的任务。传力机构型式较多时常用的有:滑槽杠杆式、连杆杠杆式、斜而杠杆式、齿轮齿条式、丝杠螺母弹簧式和重力式等。手腕是连接手部和手臂的部件，并可用來调整被抓取物件的方位（即姿势）。手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是带动手指去抓収物件，并按预定要求将其搬运到指定的位置.工业机械手的手臂通常由驱动手臂运动的部件（如油缸、气缸、齿轮齿条机构、连杆机构、螺旋机构和凸轮机构等）与驱动源（如液压、气压或电机等）相配合，以实现手臂的各种运动。立柱

6、是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回转运动和升降（或俯仰）运动均与立柱有密切的联系。机械手的立柱因工作耑要，有时也可作横向移动，即称为可移式立柱。当工业机械手需要完成较远距离的操作，或扩大使用范围时，可在机座上安滚轮式行走机构可分装滚轮、轨道等行走机构，以实现工业机械手的整机运动。滚轮式布为有轨的和无轨的两种。驱动滚轮运动则应另外增设机械传动装置。机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，故起支撑和连接的作川。1.1.2驱动系统驱动系统是驱动工业机械手执行机构运动的动力装置调节装置和辅

7、助装置组成。常用的驱动系统有液压传动、气压传动、机械传动。控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般由程序控制系统和电气定位（或机械挡块定位）系统组成。控制系统有电气控制和射流控制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间），同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要时可对机械手的动作进行监视，当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。控制系统控制系统是支配着工业机械手按规定的要求运动的系统。目前工业机械手的控制系统一般巾程序控制

8、系统和电气定位（或机械挡块定位）系统组成。拧制系统有电气拧制和射流拧制两种，它支配着机械手按规定的程序运动，并记忆人们给予机械手的指令信息（如动作顺序、运动轨迹、运动速度及吋间），同吋按其控制系统的信息对执行机构发出指令，必要吋可对机械手的动作进行