唐山工业职业技术学院；毕业设计说明书；设计题目：PLC三自由度机械手；学生姓名：刘向磊班级09机电11专业：机电一体化；（完成日期）日；摘要；本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，；本文对机械手进行总体方案设计，综合生产实际及理论；设计了利用可编程序控制器机械手的驱动方案、控制方；本文结合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过
唐山工业职业技术学院
毕业设计说明书
设计题目：
PLC三自由度机械手
学生姓名：
机电一体化技术
设计指导教师___ 赵明辉
__________
_ 设计辅导教师____赵明辉____
（完成日期）
本文简要介绍了机械手的概念，机械手的组成和分类，国内外的发展状况及发展前景。
本文对机械手进行总体方案设计，综合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过程，坐标型式和自由度数，并列出了机械手的技术参数。
设计了利用可编程序控制器机械手的驱动方案、控制方案，在进行控制方案的选取时进行了不同方案的优缺点的对比，最后确定了具体的控制方案。在进行机械手控制器件的选取时，对控制器件进行了详细的分析，具体选取了步进电机参数。最后介绍了对机械手进行控制，同时叙述了可编程序控制器选取原则及工作过程并绘制了可编程序控制器的外部接线图。在用可编程序控制器控制时分为手动和自动两种工作方式，并绘制了自动工作方式的顺序功能图。(以上文字删掉) 摘要修改如下:
本文结合生产实际及理论确定了机械手的结构及动作过程，坐标型式和自由度数，并列出了机械手的技术参数。设计了利用可编程序控制器机械手的驱动方案、控制方案，进行了不同方案优缺点的对比。并绘制了可编程序控制器的外部接线图及自动工作方式的顺序功能图。
1. 你的气动部分部件的设计太多了,不需要设
计气缸等.主题是PLC控制程序 2. 缺少程序,只有功能图且不完善,比如夹紧装置的检测,到位光电检等都没有说明\没有
体现在程序功能图中. 3. 各步协调动作程序是必须有的.这是主体. 4. 要搞清什么叫自由度、XYZ轴、左右上下前后旋转运动、答辩时会问
摘要 .......................................... 错误！未定义书签。 一、引言
念.......................................... 类..............................................
成．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
类．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
１．３国内外发展况．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 二
、三自由度
结构及动作
程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
２.１机械手
的构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ２.２机械手的动作程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
２.３机械手的驱动方案计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
２.４机械手的控制方案计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
２.５机械手的坐标型式与自度．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
２.６机械手的
技术参数表．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 三、控制器件型．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
３.１步进电机及其驱动器择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
机及其驱动
器择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
四、手部结构的选择，手臂伸缩，升降、回转气缸的设计与校核
构．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
４.２升降缸的尺寸与校核和伸缩缸的状过结 过设设由列选选选选
择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ４.2.3 伸缩缸的选择
４.3 回转气缸的尺寸设计与校核
结．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 致
谢．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 参附
录．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
献．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
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制的控器工制的作
计．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 择．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 程．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．
随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快，人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬技术的迅猛发展，和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点，
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　关键词:机械手,输送工件,搬运,三自由度 -1- ...11 2.4 机械手材料的选择 ......- PLC地址 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 Y7 X31 X30 X27 X26 X25 X24... 　三自由度机械手又称 3D 机械人, 能够实现三个 自由度方向(水平、垂直和旋转)的抓取或放置物品,具有操作范围大,灵活性好,应用广泛 的特点。 可编程控制器(PLC)... 　11 5.4 自动操作程序 ......1.2 主要内容 1.正确选用机械手和 PLC 类 5.模拟调试 2.绘制 I/O ...,当上升到达最高 位,X2 接通,状态转移到 S23。... 　关键词:PLC三自由度机械手 1/2 相关文档推荐 基于PLC的三自由度的机械手......《现代电子技术》2009 年第 11 期总第 298 期 喻伟闯,罗晓曙,陈赤,杨春慧 ... 　机械手毕业设计1_工程科技_专业资料。PLC 控制机械手...一般专用机械 手有 2～3 个自由度。 1.2 气动...SB11 SQ5 X15 X16 X17 原点指示 EL Y5 表二 ... 　基于 PLC 的安瓿瓶气动开启机械手的设计 1/4 云...基于 PCI 控制的关节式搬运机械手的研制 11……...基于 S7-200 PLC 的三自由度机械手控制系统设计 ... 　PLC 和触摸屏在多自由度气动机械手系统中的应用 3...基于 PLC 三轴伺服控制系统的果蔬采摘机械手设计 1...基于 PLC 控制的散烟分拣系统 11……基于 PLC 的... 　基于PLC的机械手控制系统设计--答辩已过_工学_高等...11 3.3.1 行程开关的选型………...……….……...基于PLC的三自由度机械手... 5页 2下载券
基于... 　...11 第 4 章 系统调试 ......1 基于 PLC 的机械手设计 随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术...优良的定位精 度也是新一代气动机械手的一个重要...刘向磊 书画家_图片搜索
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刘向磊 书画家
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分享给好友：已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要；1.1机械手概述；机械手也被称为自动手能模仿人和手臂的某些动作功能；1．2.1机械手的分类；机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成；1.2.2；机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电；除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的；1.3国内外发展状况；机械手首先是从美国开始研制的；196
已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。随着工业自动化程度的提高，机械手的应用领域越来越广。机械手能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具。机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度、提高生产效率。
1.1机械手概述
机械手也被称为自动手能模仿人和手臂的某些动作功能,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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。
1．2.1机械手的分类
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，使手部完成各种动作（摆动）、移动或复活运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，须有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般机械手有2～3个自由度。
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。机械手一般分为三类：第一类是不需要人工操作的通用机械手。它是一种独立的不属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，已完成各项规定的操作。它的特点是具备普通机械的性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工才做的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电信号操作机来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范筹。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用以解决机床上下料和工件运送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动；
除少数以外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。在国外，目前主要是搞第一类通用机械手，国外称为机器人。
1.3国内外发展状况
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。
1962年，美国联合国合控制公司在上述方案的基础上又试制成一台数控示教再现形机械手。商名为Unimate（即万能自动）。运动系统坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置，不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司，专门生产工业机械手。
1962年美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型.虽然这两种机械手出现在六十年代初,但都是但都国外工业机械手发展的基础.
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于±1毫米。联邦德国机械制造业是从1970年开始应用机械手，主要用于起重运输、焊接和设备的工业中等作业。
联邦德国KnKa公司还生产电焊机械手，采用关节式结构和程序控制，日本是工业机械手发展最快、应用最多的国家。自1969年从美国引进两种机械手后大力从事机械手的研究。前苏联自六十年代开始发展应用机械手，至1977年底，其中一半是国产，一半是进口。
目前，工业机械手大部分还属于第一代，主要依靠工人进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它没有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉、能力，甚至听、想的能力，研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环。
一般概况国内机械行业应用的机械手绝大部分为专用机械手，附属于某一设备，其工作程序是固定的。通用机械手也有发展，目前应用的都是开关式点位控制型，伺服型已试制出数台在调试中，连续轨迹控制型还没有，控制方式一有触电固定程序控制占绝大多数，专用机械手多采用这种控制。
二、三轴联动简易机械手的结构及动作
2.1机械手的结构
机械手结构如下
画后有后面的图片就够了.建议自己面的图片,否则打印后下载迹象明显
其运动控制方式为：三自由度机械手为圆柱坐标型。图1为机械手结构示意图，（1）气孔机械手（有光电传感器确定其实0点）；（2）机械手手臂的左右运动（左右方向）由步进电机驱动丝杠组件完成，上下运动（垂直方向）由升降步进电机控制；（3）逆时针和顺时针旋转运动可由回旋 360度的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转（其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成）；（4）旋转基座主要支撑以上3部分；（5）机械手的夹紧装置采用关节结构，气孔机械手的张合由气压控制驱动，并由电磁阀控制（充气时机械手抓紧，放气时机械手松开）。
机械手可以根据设定的程序的动作将工件从A搬运到B处。SQ1, SQ2 ，SQ5，SQ6为水平和垂直方向上的限位开关，SQ3，SQ4为原点位置和终点位置的光接近开关。如图2.1所示。
2.2机械手的动作过程
其工作过程为：当货物到达时，机械手系统开始动作步进电机驱动纵轴上升，另一个步进电机驱动横轴开始向前走；转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处；步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后气阀放气，使机械手松开货物；系统回位准备下一次动作。
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