机械5

摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型物料分拣机械手的设计方案，对其他经济型PLC控制系统的设计也有一定的借鉴价值。 关键词:机械手，气动控制，可编程控制器（PLC），自动化控制，物料分拣。 目录 目录I 摘要IV Abstract V 第一章前言1 1.1研究的目的及意义1 1.2机械手在国内外现状和发展趋势1 1.3主要研究的内容2 1.4解决的关键问题3 第二章执行系统的分析与选择4 2.1执行机构坐标形式的选择4 2.2执行机构的组成6 2.3执行机构各部分的分析与选择6 2.3.1手部的选择6 2.3.2手臂结构的选择8 2.3.3机座结构的选择9 2.4执行机构的工作原理10 2.5执行机构简图10 第三章驱动系统的分析与选择12 3.1驱动系统的分析与选择12 3.2机械手驱动系统的控制设计13 3.3气动元件选取及工作原理14 3.3.1气源装置14 3.3.2执行元件15 3.3.3控制元件16 3.3.4辅助元件17 3.3.5真空发生器18 3.3.6吸盘18 3.4气动回路的工作原理18 第四章控制系统的分析设计22 4.1控制系统的组成结构22 4.2控制系统的性能要求22 4.3传感器的选择23 4.3.1位置检测装置23 4.3.2滑觉传感器23 4.3.3视觉传感器24 4.4控制系统PLC的选型及控制原理25 4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则25 4.4.2 PLC种类及型号选择30 4.4.3 I/O点数分配30 4.4.4 PLC外部接线图32 4.4.5机械手控制原理32 4.5 PLC程序设计34 4.5.1总体程序框图34 4.5.2初始化及报警程序36 4.5.3手动控制程序37 4.5.4自动控制程序39 第五章总结与展望42 参考文献43 致谢44 附录45