课程设计--工业机械手监控系统设计

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1、吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计（论文） 第 1 页 共 14 页 第 1 章 前言 1.1 机械手实验要求 熟完成一个工业机械手监控系统设计， （对象自己定）要求有流程图画面，报 表画面。各画面间能实现灵活切换，所以画面都能实现动画效果。 1.2 实验目的 1熟悉组态王软件，达到熟练使用组态软件的常用工具; 2学会完成组态工程的设计步骤; 3锻炼学生的动手能力和分析问题解决问题的能力。 1.3 组态王的特点 它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。通 常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。其中监 控层对下连接控制层，对上连接管

2、理层，它不但实现对现场的实时监测与控 制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。尤其考虑三 方面问题：画面、数据、动画。通过对监控系统要求及实现功能的分析，采 用组态王对监控系统进行设计。 组态软件也为试验者提供了可视化监控画面， 有利于试验者实时现场监控。而且，它能充分利用 Windows 的图形编辑功能， 方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、 实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。它还具有丰富的设备驱动程序和 灵活的组态方式、数据链接功能。 - 装 - 订 - 线 - 吉林建筑工程学院城建学院电气信息工程系自动化专业课程设计（论文） 第 2 页

3、共 14 页 第 2 章 机械手的工作原理 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。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。一般专用机械手有 23 个自由度。控制系统是通

4、过对机械手每个自由度的 电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控 制。控制系统的核心通常是由单片机或 dsp 等微控制芯片构成，通过对其编程实 现所要功能。 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