1、1 摘摘 要要 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。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流 电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置 控制技术、检测技术、工业组态等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介 绍的机械手是由 PLC 输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横 轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给 PLC 主机；位置信号由接近开关 反馈给 PLC 主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机 械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动
2、作 灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及 运动流程的要求随时更改相关参数。 机械手往往要经受各种恶劣环境， 而通过自动化控制和远程控制就可以达到 安全可靠实用的控制。本文给出机械手的机械部分，PLC 软件部分分别介绍再加 以结合，使远程控制和智能化控制机械手变得可行而实用。 关键词：关键词：机械手，PLC，变频器，交流电动机 2 目目 录录 摘摘 要要 1 1 引引 言言 3 3 第一章第一章 机械手的机械结构机械手的机械结构 4 4 1.1 搬械手的应用简况运机 4 1.2 机械手的应用意义 6 1.3 机械手的发展历史 6 第二章第二章 可编程控制可编程控
3、制 PLCPLC 7 7 2.1 PLC 的简介. 7 2.2 PLC 的结构. 8 2.3 PLC 的工作原理. 9 2.4 机械手 PLC 的选择及参数 . 11 第三章第三章 机械手机械手 PLCPLC 的控制系统设计的控制系统设计 1414 3.1 机械手的工艺过程 . 14 3.2 PLC 的控制系统 . 14 第四章第四章 结论结论 2222 4.1 研究意义现状分析及其意义 . 22 4.2 机械手、计算机的发展趋势及其优点 . 22 参考文献参考文献 2323 3 引引 言言 在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现 代化的进一步发展,自动化已经成为现
4、代企业中的重要支柱,无人车间、 无人生产 流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境， 如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环 境不利于人工进行操作。 机械手(Mechanical Hand) 能模仿人手和手臂的某些动作功能，用以抓取、搬运物品或操作 工具，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和核工业等部门。 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
5、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。 4 第一章第一章 机械手的机械结构机械手的机械结构 1.11.1 搬械手的应用简况运机搬械手的应用简况运机 在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。在机械 工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有 效办法，程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小 批量生产自动化的重要办法。 但除切削
6、加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现 机械化。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有 74是小批量生产；金 属加工生产批量中有四分之三在 40 件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占 零件生产时间的 4。从这里可看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业 机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。机械手可在空间抓放物体，动作 灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自 动线。 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。 1.多关节机械手的优势 多关节机械手的优点是:动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机 座的工件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要， 对多关节手臂的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多关节手 臂也突破了传统的概念，其关节数量可以从三个到十几个甚至更多，其外形也不 局限于象人的手臂，而根据不同的场合有所变化，多关节手臂的优良性能是单关 节机械手所不能比拟的。 2.油田钻柱操作机械手 本产品
