1、 密 级 分类号 编 号 成 绩 本科生毕业设计 (论文 ) 外 文 翻 译 原 文 标 题 Simple Manipulator And The Control Of It 译 文 标 题 简易机械手及控制 作者所在系 别 机械工程系 作者所在专业 xxxxx 作者所在班级 xxxxxxxx 作 者 姓 名 xxxx 作 者 学 号 xxxxxx 指导教师姓名 xxxxxx 指导教师职称 副教授 完 成 时 间 2012 年 02 月 北华航天工业学院教务处制 译文标题 简易机械手及控制 原文标题 Simple Manipulator And The Control Of It 作 者 机电
2、之家 译 名 JDZJ 国 籍 中国 原文出处 机电之家 中文译文： 简易机械手及控制 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、硬件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 ,其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、维修方便和系统安全可靠等特点 ,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。
3、 一 .四轴联动简易机械手的结构及动作过程 机械手结构如下图 1 所示 ,有气控机械手 (1)、 XY 轴丝杠组 (2)、转盘机构 (3)、旋转基座 (4)等组成。 图 1.机械手结构 其运动控制方式为： (1)由伺服电机驱动可旋转角度为 360的气控机械手 (有光电传感器确定起始 0 点 )；(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿 X、 Y 轴移动(有 x、 y 轴限位开关 )；(3)可回旋 360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)气控机械手的张合由气压控制 (充气时机械手抓紧
4、 ,放气时机械手松开 )。 其工作过程为：当货物到达时 ,机械手系统开始动作 ；步进电机控制开始向下运动 ,同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动 ；伺服电机驱动机械手旋转到达 2 正好抓取货物的方位处 ,然后充气 ,机械手夹住货物。 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 ,机械 手松开货物 ；系统回位准备下一次动作。 二 .控制器件选型 为达到精确控制的目的 ,根据市场情况 ,对各种关键器件选型如下： 1.步进电机及其驱动器 机械手纵轴 (Y 轴 )和横轴 (X
5、 轴 )选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C 型两相混合式步进电机 ,步距角为 0.9 /1.8 ,电流 1.5A。 M1 是横轴电机 ,带动机械手机构伸、缩 ；M2 是纵轴电机 ,带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是 SH-20403 型 ,该驱动器采用 10 40V 直流供电 ,H 桥双极性恒相电流驱动 ,最大 3A 的 8 种输出电流可选 ,最大 64 细分的 7 种细分模式可选 ,输入信号光电隔离 ,标准单脉冲接口 ,有脱机保持功能 ,半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境 ,提供节能的自动半电流方式。驱动器内部的开关电源设计 ,保证了驱动器可适应较宽的电压范
6、围 ,用户可根据各自情况在 10 40VDC 之间选择。一般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩 ,但却会加大驱动器的损耗和温升。本驱动器最大输出电流值为 3A/相 (峰值 ),通过驱动器面板上六位拨码开关的第 5、 6、 7，三位可组合出 8 种状态 ,对应 8 种输出电流 ,从 0.9A 到 3A 以配合不同的电机使用。本驱动器可提供整步、改 善半步、 4 细分、 8 细分、 16 细分、 32 细分和 64 细分 7 种运行模式 ,利用驱动器面板上六位拨码开关的第 1、 2、 3，三位可组合出不同的状态。 2.伺服电机及其驱动器 机械手的旋转动作采用松下伺服电机 A 系列小惯量
7、 MSMA5AZA1G,其额定输出50W、 100/200V 共用 ,旋转编码器规格为增量式 (脉冲数 2500p/r、分辨率 10000p/r、引出线 11线 )；有油封 ,无制动器 ,轴采用键槽连接。该电机采用松下公司独特算法 ,使速度频率响应提高 2倍 ,达到 500Hz；定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品 V 系列的 1/4。具有共振抑制功能、控制功能、全闭环控制功能 ,可弥补机械的刚性不足 ,从而实现高速定位 ,也可通过外接高精度的光栅尺 ,构成全闭环控制 ,进一步提高系统精度。具有常规自动增益调整和实时自动增 益调整两种自动增益调整方式 ,还配有 RS-485、 RS-232C 通信口 ,使上位控制器可同时控制多达 16 个轴。伺服电机驱动器为 A 系列 MSDA5A3A1A,适用于小惯量电动机。 3.直流电机 可回旋 360的转盘机构有直流无刷电机带动 ,系统选用的是北京和时利公司
