机械手控制系统设计论文

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1、机械手控制系统设计毕业论文目录1绪论11.1选题背景及意义11.1.1机械手简介11.1.2机械手发展概况及研究现状21.2PLC的控制系统41.2.1PLC的概述41.2.2PLC的优点51.2.3PLC的应用领域61.3毕业设计（论文）内容72机械手的系统组成82.1工艺过程及控制要求82.1.1工艺过程82.1.2控制要求92.2机械手组成102.3本章小结113方案论证和选择123.1机械手控制方式123.1.1利用单片机实现对机械手的控制123.1.2利用传统继电器实现对机械手的控制123.1.3利用PLC实现对机械手的控制13

2、3.2可编程控制器的主要特点133.3驱动系统方案的选择143.4本章小结164系统的硬件设计174.1系统硬件介绍174.1.1限位开关174.1.2电磁阀194.2CPU选型及I/O分配21ii4.2.1PLC主机选型214.2.2液压系统224.2.3机械手搬运系统输入和输出点分配表234.3电气接线图244.4其它地址分配264.5本章小结265系统的软件设计275.1系统工作过程275.2主程序（组织块）295.3子程序（逻辑功能块）305.4本章小结346总结35谢辞36结束语37参考文献38附录1ii1绪论工业机械手是近几十

3、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，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。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性和适应性,机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域中有着广阔的发展前景。用机械手可以代替人从事单调﹑重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化,也可代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，从而保证人身安全。1.1选题背景

4、及意义1.1.1机械手简介所谓搬运机械手，就是将机械手安装在移动平台之上。这种结构使机械手拥有几乎很大的操作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，这使它优于传统的机械手，因此在危险作业、制造业、服务业等行业具有广阔的应用前景。但由于结构复杂、强耦合、非线性、非完整性等问题的存在，都使得对搬运机械手的研究具有相当的挑战性。近年来，对搬运机械手的控制策略、运动规划等方面的研究已越来越受到国内外的重视，并已经取得了一些很有价值的研究成果。我国在这方面起步较晚，研究多集中在理论方面。因此，设计制造一个实际的搬运机械手平台，无论在理论上

5、还是实践上都是非常有意义的[1]。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。机械手延伸和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、单调重复的劳动，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[2]。39在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械

6、手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构，所以根据不同的作业要求选择不同类型的加紧机构，即可组成不同用途的机械手,既便于设计制造，又便于更换工件，扩大应用范围，同时也可提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用[3]。在国外机械制造业中工业机械手应用较多，发展较快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业

7、，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作[4]。此外，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手,使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作出相应的变更。如位置发生稍许偏差时，则能自行检测并进行改正。现在重点是研究视觉功能和触觉功能，目前已经取得一定成绩。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪（即距离传感器）以及微型计算机，工作过程是电视照相机将物体形象变成视频信号，然后送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作[5]。在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下：1）可以提高

8、生产过程的自动化程度，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[6]。2