文档介绍：机械手课程设计
目录
前言 1
第一章绪论 2
课题背景与现实意义 3
PLC概况及在机械手中的应用 3
本文的主要工作 5
第二章搬运机械手总体设计方案 5
搬运机械手结构及其动作 6
机械手的控制过程 6
机械手的控制要求 7
第三章 搬运机械手硬件系统设 8
机械手的结构 8
电气控制的设计 9
操作面板及动作说明 9
I/O分配 10
第四章搬运机械手的软件系统设计 11
第五章结论 14
谢    辞 14
参考文献 16
机械手控制程序
前言
机械手:mechanical hand,也被称为自动手,auto hand能模仿人手和臂的某些动作功能,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,广泛应用于机械制造冶金部门。
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,根据被抓持物件的形状、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,使手部完成各种转动(摆动)、移动或复合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,需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数越多、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。
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。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力,改善热、累等劳动条件。
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。
第一章绪论
可编程序控制器(PLC)已在工业生产过程的自动控制中得到了广泛应用。它是以微处理器为核心,综合计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置,它具有结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高、灵活通用和使用简单等一系列有点;气动技术也是实现工业自动化的重要手段,并已广泛应用于各个部门,在机械产品自动化、工业自动化及企业技术改造方面占有重要的地位。气压传动的介质来自于空气,环境污染小,工程已于实现。机械手在工业自动化生产得到了很好的利用,它可以减少人的充分操作,并且它还可以完成人无法完成的操作,从而大大地提高了工业的生产效率。机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代控制领域中出现的一项新技术,它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识:它能部分地代替人工操作;能按照生产工艺的要求,能遵循一定的程序、时间、位置能完成工件的传送和装卸;能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的工作条件,显著地提高劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
课题背景与现实意义
随着人类的发展、文明的进步,工业正不断发展着,需要人们完成的工作量也不断增大(尤其是那种重复性大的工作,像传运货物),涉及到危险性的工作也日趋增多,这就迫使人们研究开发一种新装置,能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作的一种装置,而机械手正是这样一种装置: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。
PLC概况及在机械手中的应用
1. 可编程序控制器的应用和发展概况
可编程序控制器(programmable controller),现在一般简称为PLC(programmable logic controller),它是以微处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用,成为了现代工业控制三大支柱之一。
在可编程序控制器问世以前,工业控制领域中是继电器控制占主导地位。传统的继电器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点,在工业生产中应用甚广。但是控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少,特别是由于它靠硬件连线构成系统,接线繁杂,