plc送料机械手系统设计院
设计地点 摘 要 众所周知，在传送物料的轨道、分拣物品、立体货舱构成的物料传送系统中，机械手扮演至关重要的角色，它是一门笼盖了多门科学技术范畴的一门综合性机电一体化产品。此次，我设计了一种基于PLC的圆柱坐标系送料料机器手。机械手含有四个自由度，其中三自由度负责手部到达空间任意位置，一个手爪自由度负责夹持部件。这种圆柱坐标系可以实现机械手臂伸缩、手臂立柱的起落高度、腕部回转角、机械手底盘回旋角的四自由度控制。该机械手基本由三个部分构成，包含执行机构、驱动系统和控制系统。执行机构包括手部、臂部、腕部三部分，使用交流伺服电机进行驱动，采用PLC进行控制。此机械手能够抓取5Kg以内的工件，并将它放到目的位置。并且完成了总体机械结构的设计、交流伺服电机的选型、控制电路硬件电路设计、基于西门子S7 -200PLC对机械手的控制系统的设计。同时通过对机械手工作过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路、机械手的控制程序，直至完成了设计的预期目标。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 国内外机械手的研究现状 1
1.2 机械手的发展趋势 2
第二章 机械手总体设计 4
2.1机械手设计要求 4
2.2机械手总体设计思路 6
2.3机械手分类 6
2.4机械手组成 6
2.5机械手设计方案的确定 7
第三章 机械手结构设计 10
3.1机械手总体结构设计 10
3.2机械手零部件设计 10
3.2.1手部结构的设计 10
3.2.2基座结构的设计 12
3.2.3 手臂的设计 13
3.2.4传动机构的选型 15
第四章 控制系统的设计 17
4.1控制系统方案设计 17
4.2PLC的概念和选型 17
4.2.1PLC的概念 17
4.2.2PLC的工作原理 18
4.2.3PLC的选型 18
4.3控制系统硬件设计 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.4控制系统程序设计 20
4.4.1程序功能简介 20
4.4.2PLC程序梯形图 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
绪论
众所周知，随着科技的发展，市场的成熟，机械手的广泛应用已渐趋可能。在未来的各行各业中，它将被大量的使用。当然越来越好的机械手将被制造生产出来。它可以搬运物品、分拣物品、来代代替人的单调劳动，从而实现现代生产的机械化和自动化。豪不犹豫的讲，机械手是人类是走向先进制造的一个标志性产物，同时也是人类走向现代化、高科技进步的一个象征。每次提起机器人，脑海里最先想起的那就是长得像人的，不需要人操心的就能自动的按照人的意愿去完成一些日常的任务的机电一体化产物。就我熟识的机器人比如家庭使用的扫地机器人，工业上使用的物料搬运机器人，工场里的焊接机器人等等。美国大片里面出现过好多机器人，想必大家都看过。不过，我要完成这次毕业设计内容是一个基于PLC的送料机械手，所以下面就要对我国的工业送料机械手的研究现状或发展趋势进行下具体的说明。
1.1 国内外机械手的研究现状
最早，机器人技术在美国得到不错的发展，但是机器人技术却还没有获得普及。因为这些研究机器人的高校和研究机构，研究出来的一些空白研究成果，并没有付诸实际生产能力与可能性。所以也没有得到足够的资金来支持后续对机械手的进一步研究，这直接导致了机械手发展的停滞和落后。同时美国工业生产技术部对机器人的带来的好处与实用的功能一直采取观望与怀疑的态度。这一系列的原因使机器人技术在美国并不是很发达。大概1975前后，机器IE人技术的发展为美国实现机器人技术的提供重要的保障，并开始采取措施加强对机器人技术的发展技术。
日本虽说被称为“机器人王国”，然而，其实日本研究机器人技术的时间并是很不长，可以说很短暂！最开始的时候，日本对机器人的研究，在技术上大都向西方国家学习。美国人在与机器人技术的完全消化和改革后，机器人技术在美国的实践中得到快速应用。大约在1960年代后期，美国的一台机器人，由日本引进国内。次年，日本在吸收美国的技术后，将其在美国引进的一个机器人，为其增加了视觉传感器，至此一个类似的人类的智能机器人诞生了。可能是由于这一举动，改变了外界对于日本的顶级看机器人能否给日本带来未来的看法。同时日本十分重视机器人技术的发展，日本政府非常鼓励日本机器人的发展，为其发展提供了许多至关重要的帮忙和支持。随着第一个机器人走出实验室，并成功得到应用后，日本的机器人已经大量的应用和推广。据统计，大概在1970左右的产业生产中，机器人技术得到了空前发展。在机器人空前发展的今天，日本的一些机器人的开发和利用仍然要领先于美国，所以日本至今仍被称为机器人的“王国”。
相对于机器人技术蓬勃发展的日本和美国，机器人技术在我国起步较晚，成长过程相对迟缓。在1970年初，我国的机器人技术方才正式起步。我国研究机器人技术的大学和国家级的研究所大大小小有几十个之多。到了八十年代，国家终于对我国机器人技术的发展给与了足够的重视，开始鼓励机器人技术的研究，大力发展机器人技术。从那时开始，我国机器人技术的发展速率变得异常敏捷。在1990年代，国内市场的激烈竞争促使国内诸多制造企业要实现机器人技术，来实现生产的自动化。到目前为止，机器人技术已被广泛地应用于我国各行各业，并越来越智能化、模块化。虽然今天在我国还没有一套完整的机器人系统，但在各高校、科研机构的帮助下，也取得了一定的成绩，相信我国的机器人技术会发展的越来越好，走在世界机器人研究领域的前列。
1.2 机械手的发展趋势
1.重复精度高
精度是指的机器人、机械手达到指定的点的准确水平。它与驱动和反馈装置的分辨率有关。达到相同位的机械手，重复精度比精度更重要，若是一个机器人定位不足精确，通常会显示一个稳定的误差，这个误差是可以估计的。因此可以通过编程，使一个个误差得到修正。伴着机械手技术的发展以及产业生产的诸多要求，对机械手的重复精度的要求已经越来越高。
2.模块化
一些先进的机器人公司已经在驱动、控制、执行三个部分用模块化集成，并称之为模块化组装机械手的现代传输技术。因为采用模块化的机械手驱动部件采取滚珠轴承的特殊设计，故使机械手具有高刚度、高强度和高精度的制导精度。
3.多传感系统
人具有嗅觉、听觉、味觉、触觉、视觉，通过这些而可以了解、感知整个周围的环境。那么机器人改怎样来执行人类赋予它的任务呢？当然就只能是传感器啦。所以传感器技术在机器人领域得到了广泛的应用，因为传感器赋予了机器人类似于人类五官的机能，使机器人具有了智能性、适应性、实用性以及可操作性。但是在同一个机器人中，如果使用多种传传感器系统的话，就可以有效地提高机器人的这几种特性。因此怎样让多传感器与机器人进行有效的融合从而提高机器人的工作效率以及工作的精准性是当下研究的趋势。
目 录
第一章 绪论 1
1.1 国内外机械手的研究现状 1
1.2 机械手的发展趋势 2
第二章 机械手总体设计 4
2.1机械手设计要求 4
2.2机械手总体设计思路 6
2.3机械手分类 6
2.4机械手组成 6
2.5机械手设计方案的确定 7
第三章 机械手结构设计 10
3.1机械手总体结构设计 10
3.2机械手零部件设计 10
3.2.1手部结构的设计 10
3.2.2基座结构的设计 12
3.2.3 手臂的设计 13
3.2.4传动机构的选型 15
第四章 控制系统的设计 17
4.1控制系统方案设计 17
4.2PLC的概念和选型 17
4.2.1PLC的概念 17
4.2.2PLC的工作原理 18
4.2.3PLC的选型 18
4.3控制系统硬件设计 18
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ￥351916072￥
4.4控制系统程序设计 20
4.4.1程序功能简介 20
4.4.2PLC程序梯形图 21
结束语 23
致 谢 24
参考文献 25
绪论
众所周知，随着科技的发展，市场的成熟，机械手的广泛应用已渐趋可能。在未来的各行各业中，它将被大量的使用。当然越来越好的机械手将被制造生产出来。它可以搬运物品、分拣物品、来代代替人的单调劳动，从而实现现代生产的机械化和自动化。豪不犹豫的讲，机械手是人类是走向先进制造的一个标志性产物，同时也是人类走向现代化、高科技进步的一个象征。每次提起机器人，脑海里最先想起的那就是长得像人的，不需要人操心的就能自动的按照人的意愿去完成一些日常的任务的机电一体化产物。就我熟识的机器人比如家庭使用的扫地机器人，工业上使用的物料搬运机器人，工场里的焊接机器人等等。美国大片里面出现过好多机器人，想必大家都看过。不过，我要完成这次毕业设计内容是一个基于PLC的送料机械手，所以下面就要对我国的工业送料机械手的研究现状或发展趋势进行下具体的说明。
1.1 国内外机械手的研究现状
最早，机器人技术在美国得到不错的发展，但是机器人技术却还没有获得普及。因为这些研究机器人的高校和研究机构，研究出来的一些空白研究成果，并没有付诸实际生产能力与可能性。所以也没有得到足够的资金来支持后续对机械手的进一步研究，这直接导致了机械手发展的停滞和落后。同时美国工业生产技术部对机器人的带来的好处与实用的功能一直采取观望与怀疑的态度。这一系列的原因使机器人技术在美国并不是很发达。大概1975前后，机器IE人技术的发展为美国实现机器人技术的提供重要的保障，并开始采取措施加强对机器人技术的发展技术。
日本虽说被称为“机器人王国”，然而，其实日本研究机器人技术的时间并是很不长，可以说很短暂！最开始的时候，日本对机器人的研究，在技术上大都向西方国家学习。美国人在与机器人技术的完全消化和改革后，机器人技术在美国的实践中得到快速应用。大约在1960年代后期，美国的一台机器人，由日本引进国内。次年，日本在吸收美国的技术后，将其在美国引进的一个机器人，为其增加了视觉传感器，至此一个类似的人类的智能机器人诞生了。可能是由于这一举动，改变了外界对于日本的顶级看机器人能否给日本带来未来的看法。同时日本十分重视机器人技术的发展，日本政府非常鼓励日本机器人的发展，为其发展提供了许多至关重要的帮忙和支持。随着第一个机器人走出实验室，并成功得到应用后，日本的机器人已经大量的应用和推广。据统计，大概在1970左右的产业生产中，机器人技术得到了空前发展。在机器人空前发展的今天，日本的一些机器人的开发和利用仍然要领先于美国，所以日本至今仍被称为机器人的“王国”。
相对于机器人技术蓬勃发展的日本和美国，机器人技术在我国起步较晚，成长过程相对迟缓。在1970年初，我国的机器人技术方才正式起步。我国研究机器人技术的大学和国家级的研究所大大小小有几十个之多。到了八十年代，国家终于对我国机器人技术的发展给与了足够的重视，开始鼓励机器人技术的研究，大力发展机器人技术。从那时开始，我国机器人技术的发展速率变得异常敏捷。在1990年代，国内市场的激烈竞争促使国内诸多制造企业要实现机器人技术，来实现生产的自动化。到目前为止，机器人技术已被广泛地应用于我国各行各业，并越来越智能化、模块化。虽然今天在我国还没有一套完整的机器人系统，但在各高校、科研机构的帮助下，也取得了一定的成绩，相信我国的机器人技术会发展的越来越好，走在世界机器人研究领域的前列。
1.2 机械手的发展趋势
1.重复精度高
精度是指的机器人、机械手达到指定的点的准确水平。它与驱动和反馈装置的分辨率有关。达到相同位的机械手，重复精度比精度更重要，若是一个机器人定位不足精确，通常会显示一个稳定的误差，这个误差是可以估计的。因此可以通过编程，使一个个误差得到修正。伴着机械手技术的发展以及产业生产的诸多要求，对机械手的重复精度的要求已经越来越高。
2.模块化
一些先进的机器人公司已经在驱动、控制、执行三个部分用模块化集成，并称之为模块化组装机械手的现代传输技术。因为采用模块化的机械手驱动部件采取滚珠轴承的特殊设计，故使机械手具有高刚度、高强度和高精度的制导精度。
3.多传感系统
人具有嗅觉、听觉、味觉、触觉、视觉，通过这些而可以了解、感知整个周围的环境。那么机器人改怎样来执行人类赋予它的任务呢？当然就只能是传感器啦。所以传感器技术在机器人领域得到了广泛的应用，因为传感器赋予了机器人类似于人类五官的机能，使机器人具有了智能性、适应性、实用性以及可操作性。但是在同一个机器人中，如果使用多种传传感器系统的话，就可以有效地提高机器人的这几种特性。因此怎样让多传感器与机器人进行有效的融合从而提高机器人的工作效率以及工作的精准性是当下研究的趋势。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/jdgc/1028.html
