1、 电气自动化电气自动化技术专业毕业设计技术专业毕业设计 设计课题：机械手操作控制装置系统技术 摘要 工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模拟人体上肢的部分功能，按照预定要求 输送工件或握工具进行操作的自动化技术设备，对现实工业生产自动化，推动工业生产的进 一步发展起到重要作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工 业机械手可以替代人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生 产率和自动化水平。工业生产中常出现的笨重工件的搬运和长期频繁,单调的操作，采用机械 手是有效的。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下 进行操作，
2、更显示其他优越性，有着广阔的发展空间前途。 本课题通过应用 PLC 技术对其进行程序设计，使其能将基本的运动更具体的展现在人们 面前。本文将大致的介绍下机械手的组成部件，然后在选择合适的传动部件、驱动部件，同 时本文还将阐述该机器人的具体运动步骤。 关键字：机械手；PLC；传动部分；驱动部分 目 录 1 诸论 1 1.1 机器人概述 1 1.2 机器人的历史、现状 1 1.3 机器人发展趋势 1 2 机器人试验平台介绍及机械手的设计 . 2 2.1 机械手的机械传动概述 2 212 机械手的系统控制要求：. 2 2.2 驱动部分 2 2.3 电机的选择. 3 2.4 电机的校准 4 25 继电
3、器的选择. 4 3.1 控制部分 4 3.1.1 程序步骤 5 3.1.2 I/O 分配. 6 3.1.3 外部接线图 7 3.2 程序 7 结论 11 致谢 12 参考文献 13 第 1 页 共 13 页 1 诸论 1.1 机器人概述 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。在化工等连 续形象生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，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地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除 切削加工本身外，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。机
4、器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。 简而言之，机器人就是用机器代替人手，把工件由一个地方移向指定的工作 位置，或按照工作要求以操控工件进行加工。 1.2 机器人的历史、现状 机器人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 器人。它的结构特点是机体上安装一回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构， 控制系统是示教型的。 日本是工业机器人发展最快、应用最多的国家。自 1969 年从美国引进两种典 型机器人后，大力从事机器人的研究。 随着工业机器人研究制造和应用领域不断扩大，国际型学术交流活动十分活 跃，欧美各国和其他国家学术交流活动开展很多。国际工业
5、机器人会议 ISIR 决定 每年召开一次会议，讨论和研究机器人的发展及应用问题。 目前，工业机器人主要用于装卸、搬运、焊接、铸锻和热处理等方面，无论 数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。使用工业机器人代替人 工操作的，主要在危险作业（广义的）、多粉尘、高温、噪声、工作空间狭小等 不适合人工作业的地方。 我国虽然开始研制工业机器人仅比日本晚 5-6 年，但由于种种原因，工业机器 人技术的发展比较慢。目前我国已开始有计划地从国外引进工业机器人技术，通 过引进、仿制、改造、创新，工业机器人将会获得快速的发展。 1.3 机器人发展趋势 随着现代化生产技术的提高，机器人设计生产能力进一步得
6、到加强，尤其当 机器人的生产于柔性化制造系统和柔性制造单元相结合，从而改变目前机械制造 的人工操作状态，提高了生产效率。 就目前来看，总的来说现代工业机器人有以下几个发展趋势： 提高运动速度和运动精度，减少重量和占用空间，加速机器人功能部件的 标准化和模块化，将机器人的各个机械模块、控制模块、检测模块组成结构不同 的机器人。 第 2 页 共 13 页 开发各种新型结构用于不同类型的场合，如开发微动机构用以保证精度； 开发多关节多自由度的手臂和手指；开发各类行走机器人，以适应不同的场合。 2 机器人试验平台介绍及机械手的设计 该设计的目的是为了设计一台物料搬运机器人,同时对于该机器人的极限负 载能力定为 30 公斤（并不包括机械手自己本身的重量）。 2.1 机械手的机械传动概述 工业机器人的手又称为末端执行器， 它使机器人直接用于抓取和握紧 （吸附） 专用工具（如喷枪、扳手、焊具、喷头等）进行操作的部分。它具有模仿人手动 作的功能，并安装于机器人手臂的前端。由于被握工件的形状、尺寸、大小、重 量、材质及表面状态等不同，因此工业机器人末端操作器是多种多样的，大致科 分为：（1）夹
