文档介绍：电气自动化技术专业毕业设计
设计课题：机械手操作控制装置系统技术
学生姓名：
学 号： 0220070128
指导教师：
专 业： 电气 自 动化技术
年 级： 2007级
2010 年 6 月 15 H人末端操作器是多种多样的，大致科 分为：（1）夹钳式取料手（2）吸附式取料手（3）专用操作器及转换器（4）仿 生多指灵巧手。本文设计的是物料搬运机器人，并不需要复杂的多指人工指。手 指是直接与工件接触的部件。手指松开和夹紧工件是通过手指的张开与闭合来实 现的。该设计采用两个手指，：
（中心线对称）
1. 2机械手的系统控制要求
1） 在传输带A端有光电开关。当光电开关检测到物品时为ON状态；
2） 机械手在原位时，按下启动按钮，系统启动，传送带A运转。当光电开关检 测到物品后，传送带A停止；
3） 传送带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带
B （连续运转）上；
4） 按下停止按钮，应等到整个循环完成后回到机械手原位，才会停止工作；
该机器人一共具有左伸右缩、左右移动、上下移动、紧松动作以及两条输送 带的运行，故一共需要六个动力源。
机器人常用的驱动方式有液压驱动、气压驱动和电机驱动三种类型。
液压驱动：
a）控制性能：利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级
调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制；
气动驱动：
a）控制性能：气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实
现高速、高精度的连续轨迹控制；
电机驱动：
a） 输出功率：较大；
b） 控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速、高精度的 连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂；
c） 响应速度：很高；
机器人驱动系统各有优缺点，通常对机器人的驱动系统要求有：
驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效率也要高；
反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁
地起、制动，正、反转切换；
驱动尽可能的灵活，位移偏差和速度偏差要小；
安全可靠；
操作和维修方便；
对环境无污染，噪声要小；
经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。
基于上述驱动系统的特点和机器人驱动系统的设计要求，本文选用三相异步
电机驱动的方式对机器人进行驱动。
负载转矩T2=50N • 1M
ni=60fi4-p=60 X 504-3=1000r/min
m：同步转速
频率
p：极对数
根据 T2=P24-^«=P24- （2X3. 14X10004-60） =50N • 1M
L：输出转距
P=;输出功率
n :定子转速
所以，P2=5. 2KW
因此，根据这些条件，选择Y2-160M-6电机，其额定功率为7. 5KW,额定电流 为17A,额定电压为380V,额定转速为970r/min,。
由于该电机的额定电流比较大，从而导致电机的瞬间启动电流会很大，导致 电动机烧坏；所以在电动机启动时，应该采用降压启动。同时，在实际的运行中， 机械手还应该安装变速器使实际转速下降，大大降低机械手的移动速度，使其大 约在
0. 6m/s左右。
T2=P24-^=75004-24-3. 14159264-970X60=73. 8350N • M>50 N • M
能满足设计要求
Sn= (n-Nn) 4-ni= (1000-970) 4-1000=0. 03
S„：额定转差率
nb同步转速
Nn：额定转速 所以损耗为
SnPM=0. 03X75004- (1 -) =232. 0W
S„：额定转差率
Ps：电磁功率
同时，该电机的散热系数为3. 5。
所以，根据C-AP/A 温升公式
c：
△P :损耗
A：散热系数
电机的温升为232. 04-3. 5=66. 3。
温升是以B级考核的，即允许的温升为130-40=90^66. 3,故该电机符合实 际应用情况。
5继电器的选择
-，所以继电器的 -。同时，PLC所接的电压为AC220,因此，选择 TK-E5B-Co
该继电器参数为：额定电流为18-26A,且满足电压的需求，故该继电器能满 足设计需求。
1控制部分
西门子S7-200PLC具有：1)极高的可靠性；2)极丰富的指令集；3)易于掌 握；4)便捷的操作；5)实时特性；6)丰富的扩展模块；7)最主要的是，设 计的机械手中I/O有13入/12出。所以，该程