机械手搬运单元控制课程设计说明书

搬运机械手的设计说明书

(2)机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化:由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机;国外已有模块化装配机器人产品问市。
(3)工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。目前国外已经出现了触觉和视觉机械手。
第三代机械手（机械人）则能独立地完成工作过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系。并逐步发展成为柔性制造系统FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造单元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
(4)机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。

搬运机械手运动控制系统设计

搬运机械手运动控制系统设计第一部分：题目设计要求。

一、搬运机械手功能示意图二、基本要求与参数本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。

该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。

以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。

机械手通过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A 到B 的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转(机械手的初始位置在A 与B 之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ i 。

设计参数：（1）抓重:10Kg（2）最大工作半径：1500mm （3）运动参数：伸缩行程：0-1200mm ；伸缩速度：80mm/s ；升降行程：0-500mm ；升降速度：50mm/s 回转范围：0-1800控制器要求：（1）在PLC 、单片机、PC 微机或者DSP 中任选其一；AB工件 SQ 1SQ 45SQ夹紧松开（2）具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。

三、工作量（1）驱动及传动方案的设计及部件的选择；（2）二指夹持机构的设计及计算；（3）总体控制方案及控制流程的设计；（4）设计说明书一份。

四、设计内容及说明（1）机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。

（2）末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。

设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。

（3）控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。

第二部分：设计过程搬运机械手运动控制系统设计一机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。

1 工作台升降，机械手臂张合及伸缩驱动部件选用步进电机，速度容易控制，位置精度高。

课程设计--机械手臂搬运加工流程控制设计

青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：机械手臂搬运加工流程控制设计学院：机电工程系专业班级：机电一体化技术093班学号：20090212085学生：荣佑平指导老师：陈燕青岛理工大学琴岛学院教务处2011年03 月12 日《现代电气控制及PLC应用技术课程设计》评阅书摘要（1）机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。

（2）在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它以用来组装零部件。

(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。

（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。

(5）宇宙及海洋的开发，军事工程及生物医学方面的研究和试验。

（6）机械手电器控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有单周期连续、自动循环和手动控制等操作方式。

（7）工作方式的选择可以很方便的操作面板上表示出来。

当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。

（8）当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。

当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。

（9）机械手需将工件从工作台A移至工作台B上，其动作过程为下降、上升、右移、再下降、再上升。

左移。

这些均由电磁阀控制液压系统来驱动完成。

（10）此外，机械手在夹送工件工件右行到位后，如果工作台B上的工件尚没有运走，机械手则停止运动，待工作台B上的工件被运走后，机械手才能下降。

目录青岛理工大学琴岛学院 (1)课程设计说明书 (1)摘要 (I)1 序言 (1)2零件的分析 (2)2.1机械手的设计要求 (2)2.2机械手的运动原理 (2)3机械手的程序设计 (2)3.1机械手的操作方式 (2)3.2机械手PLC的输入/输出开关分配表 (3)3.3机械手PLC控制面板图 (4)3.4机械手PLC移动示意图 (5)3.5机械手PLC控制接线图 (6)3.6机械手PLC自动控制状态流程图 (7)3.7机械手PLC控制总梯形图 (8)3.8机械手PLC的语句表 (18)3.9机械手PLC程序设计说明 (21)3.9—1机械手PLC程序设计手动程序与自动程序的切换 (22)3.9—2机械手PLC程序设计手动程序 (22)3.9—3机械手PLC程序设计自动程序 (22)3.9—4机械手PLC程序设计返回原点程序 (24)4总结 (24)5参考文献 (24)1序言现代电气控制及PLC应用技术课程设计是在我们学完了大学的全部基础课、技术基础课以及大部分专业课之后进行的。

搬运机械手及其控制系统设计说明书

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书搬运机械手及控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化摘要摘要我国的机械手的发展在最近几年得到了突飞猛进的发展，机械手可以仿照人类的某些肢体运动完成某些特定的动作，所以机械手在生产活动中扮演着越来越重要的角色。

因此机械手会在我国得到更普遍广泛的应用。

搬运机械手在当今工业、医疗、自然灾害等等的领域中等到了广泛的应用发展，然而搬运机械手的控制系统和执行机构在工作中起到举足轻重的作用，因此控制部分和执行部分对于机械手的工作的整体运转情况具有十分重要的意义。

所以本次毕业设计主要的任务是解决执行机构和控制部分的问题，该毕业设计采用气压传动作为执行机构，可编程控制器作为搬运机械手的控制部分。

对于本论文的总体设计主要有一下几点，首先要确定搬运机械手的工作对象、设计的目的、搬运机械手的自由度。

本毕业设计要通过计算计算出气爪个夹紧力，伸缩臂的气缸、摆动气缸的扭矩等，然后选择标准气缸。

执行部分要画出气动原理图，控制部分要根据搬运机械手控的IO点数选择三菱FX系列PLC。

根据毕业设计的任务书要求画出梯形图和程序语句表。

关键词：搬运机械手气压动传动可编程控制器SMC气缸AbstractAbstractThe robot's development has been rapid development in recent years, The robot can be modeled on the human limb movements to complete certain actions. Play an increasingly important role in the move. Robot in China more generally, a wide range of applicationsHandling robot in wait for a wide range of application development in the area of today's industrial, medical, natural disasters, etc. However, the handling robot control system and the implementing agencies to play a decisive role in the work, Control and operative parts of great significance for the overall functioning of the robot work. The graduation project the main task is to solve the problem of implementing agencies and the control part of the, The graduation project adopts pneumatic transmission, programmable logic controller for moving the control part of the robot as the executing agency.For the overall design of this paper are mainly the following points, Must first determine the object handling robot designed to degrees of freedom of the handling robot, the robot parameters, and so on. This graduation project is calculated by calculating the outlet claws clamping force, The cylinder of the telescopic boom、Parameters of robot and so on. Then select the standard cylinder. Operative to draw pneumatic schematic, The control section according to the IO handling robot control points to select the Mitsubishi FX series PLC. Graduated from the design task book draw the ladder and the program statement table.Keyword: Moving robot Pressure dynamic transmissionProgrammable controller SMC cylinder目录摘要 (1)Abstract（英文摘要）…………………………………………………………………………………………………………目录…………………………………………………………………………第一章引言……………………………………………………………1．1课题的目和意义………………….1．2 工业机械手设计的基本步骤……………………………………………..2 总体设计...........................................................................2．1 设计的容...........................................................................2．1．1总体说明....................................................................... 2．1．2驱动方式的选择和设计 (6)2．1．3整体机构的确定……………………………………………………..3 工业机械手的机械部分设计 (8)3.1 工业机械手的规格参数……………………………………………..3.2 工业设计手的参数计算 (8)3.2.1 手部质量计算……………………………………………………..3.2.2 机械手的爪部夹紧气缸的选择 (9)3.2.3 腕部传动气缸的选择……………………………………………..3.2.4 伸缩气缸的选择……………………………………………………3.2.5 对伸缩导杆的校核 (12)3.2.6 配重算………………………………………………………………3.2.7 升降部分计算…………………………………………………………..3.2.8 对升降导杆的核算 (15)3.2.9挠度计算…………………………………………………...............3.2.10转台型齿杆式回转摆动气缸的计算 (16)4 工业机械手的控制部分设计 (17)4．1 回路计算……………………………………………………………….. 4．2 执行元件选择………………………………………………………….. 4．3 控制元件选择…………………………………………………………..4．4 执行元件用气量的计算和空压机的选择 (21)4．5 气动元件的清单……………………………………………………….4.6 动作顺序表………………………………………………………….电气控制系统设计………………………………………………………..5．1电气控制方案设计和元件的选择 (25)5．2 PLC控制系统设计及PLC及I/O端口分配图的设计………….5．3 PLC梯形图的设计………………………………………………………5．4 PLC的控制程序………………………………………………………..总结致谢参考文献第一章引言1.1课题来源及现实意义该课程设计是机械及机械控制理论及课程教学计划的实践学习的过程，是对这几年课程知识的综合考验与考察，是对我们的一个综合检测。

仓储搬运机械手主体设计说明书

仓储搬运机械手主体设计说明书1. 引言本文档旨在详细介绍仓储搬运机械手主体的设计方案和技术要求。

仓储搬运机械手是一种自动化设备，广泛应用于仓库和物流行业，用于搬运和摆放货物。

本次设计旨在提高仓库搬运效率、减少人工本钱，以及降低人工搬运过程中的平安风险。

2. 设计目标本次设计的仓储搬运机械手主体具有以下目标：•提高仓库搬运效率：通过自动化搬运过程，减少人力需要，提高仓库的货物搬运速度和准确性。

•降低本钱：机械手可以替代局部人工工作，从而减少人力本钱。

•提高平安性：减少人工搬运过程中的事故风险，防止潜在的人身伤害。

3. 设计方案仓储搬运机械手主体设计方案包括以下几个方面：3.1 结构设计机械手主体采用铝合金制作，具有轻量化和高强度的特点。

结构设计采用四轴机械臂，具备灵巧的搬运能力。

机械手主体的设计还应考虑到易维护和易维修的特点。

3.2 控制系统机械手主体的控制系统由嵌入式计算机和传感器组成。

嵌入式计算机负责机械手的动作控制和路径规划，传感器用于感知货物的位置和状态。

控制系统应具备高实时性和稳定性，能够准确捕捉货物的位置和形状。

3.3 软件系统机械手主体的软件系统包括操作系统、控制算法和界面设计。

操作系统为机械手提供良好的运行环境，控制算法负责实现机械手的动作控制和路径规划，界面设计提供友好的操作界面，方便用户进行操作和监控。

4. 技术要求仓储搬运机械手主体的设计应满足以下技术要求：4.1 动作精度机械手主体的动作精度应到达毫米级别，能够准确地抓取和放置货物。

4.2 承载能力机械手主体的承载能力应到达一定标准，能够平安搬运各类货物，一般不低于200kg。

4.3 平安性机械手主体应具备平安保护措施，如紧急停止按钮、碰撞检测装置等，以确保在紧急情况下能够立即停止机械手的动作。

4.4 系统稳定性机械手主体应具备良好的系统稳定性，能够在长时间运行过程中保持稳定的性能和精度。

5. 总结本文档详细介绍了仓储搬运机械手主体的设计方案和技术要求。

课程设计_PLC搬运物品机械手控制设计

课程设计_PLC搬运物品机械手控制设计PLC（Programmable Logic Controller）搬运物品机械手控制设计是一门工业自动化领域的课程。

在制造业中，物品搬运常常是非常繁琐的工作，因此机械手的出现给了制造业带来极大的便利。

机械手需要通过PLC来进行控制，通过对PLC程序的编程，可以让机械手对物品进行精准搬运。

本文将介绍PLC搬运物品机械手控制设计的相关知识和实践操作。

一、搬运物品机械手控制设计的基本知识1. PLC的基本概念PLC（Programmable Logic Controller）即可编程控制器，是一种专门用于控制工业生产过程的计算机硬件，也是一种特殊的计算机控制系统。

PLC控制器主要由中央处理器(CPU)、输入/输出模块(I/O)、电源部分和编程器四个部分组成。

PLC控制器的任务是将输入设备的信号转换为控制信号去驱动输出设备，从而实现控制过程。

2. 机械手的基本概念机械手（Robotic Arm）是一种可以代替人手进行工业生产操作的机器人。

它主要由机械臂、控制器、传感器、执行器等多个部件组成。

机械手在工业生产中可以起到非常重要的作用，在电子、汽车、食品等工业领域都有广泛应用。

3. 搬运物品机械手的基本工作原理搬运物品机械手的基本工作原理是通过控制机械手的关节转动和末端执行器的运动来实现物品的搬运。

在实际应用中，机械手需要进行复杂的运动规划，通过PLC对机械手进行精准的控制，可以实现对物品的精准搬运。

二、PLC搬运物品机械手控制设计的实践操作在PLC搬运物品机械手控制设计的实践操作中，我们需要通过PLC编程来实现搬运物品机械手的自动化控制。

1. 确定控制策略在控制机械手的过程中，需要明确控制策略，比如机械手的运动轨迹、动作的先后顺序、运动速度等。

在PLC编程中，可以通过编写具体的程序来实现控制的策略。

2. 设计PLC程序在PLC编程之前，我们需要根据机械手控制的策略来设计PLC程序。

搬运机械手及其控制系统设计说明书

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书搬运机械手及控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化摘要摘要我国的机械手的发展在最近几年得到了突飞猛进的发展，机械手可以仿照人类的某些肢体运动完成某些特定的动作，所以机械手在生产活动中扮演着越来越重要的角色。

因此机械手会在我国得到更普遍广泛的应用。

搬运机械手在当今工业、医疗、自然灾害等等的领域中等到了广泛的应用发展，然而搬运机械手的控制系统和执行机构在工作中起到举足轻重的作用，因此控制部分和执行部分对于机械手的工作的整体运转情况具有十分重要的意义。

所以本次毕业设计主要的任务是解决执行机构和控制部分的问题，该毕业设计采用气压传动作为执行机构，可编程控制器作为搬运机械手的控制部分。

对于本论文的总体设计主要有一下几点，首先要确定搬运机械手的工作对象、设计的目的、搬运机械手的自由度。

本毕业设计要通过计算计算出气爪个夹紧力，伸缩臂的气缸、摆动气缸的扭矩等，然后选择标准气缸。

执行部分要画出气动原理图，控制部分要根据搬运机械手控的IO点数选择三菱FX系列PLC。

根据毕业设计的任务书要求画出梯形图和程序语句表。

关键词：搬运机械手气压动传动可编程控制器SMC气缸AbstractAbstractThe robot's development has been rapid development in recent years, The robot can be modeled on the human limb movements to complete certain actions. Play an increasingly important role in the move. Robot in China more generally, a wide range of applicationsHandling robot in wait for a wide range of application development in the area of today's industrial, medical, natural disasters, etc. However, the handling robot control system and the implementing agencies to play a decisive role in the work, Control and operative parts of great significance for the overall functioning of the robot work. The graduation project the main task is to solve the problem of implementing agencies and the control part of the, The graduation project adopts pneumatic transmission, programmable logic controller for moving the control part of the robot as the executing agency.For the overall design of this paper are mainly the following points, Must first determine the object handling robot designed to degrees of freedom of the handling robot, the robot parameters, and so on. This graduation project is calculated by calculating the outlet claws clamping force, The cylinder of the telescopic boom、Parameters of robot and so on. Then select the standard cylinder. Operative to draw pneumatic schematic, The control section according to the IO handling robot control points to select the Mitsubishi FX series PLC. Graduated from the design task book draw the ladder and the program statement table.Keyword: Moving robot Pressure dynamic transmissionProgrammable controller SMC cylinder目录摘要 (1)Abstract（英文摘要）…………………………………………………………………………………………………………目录…………………………………………………………………………第一章引言……………………………………………………………1．1课题的目和意义………………….1．2 工业机械手设计的基本步骤……………………………………………..2 总体设计...........................................................................2．1 设计的容...........................................................................2．1．1总体说明....................................................................... 2．1．2驱动方式的选择和设计 (6)2．1．3整体机构的确定……………………………………………………..3 工业机械手的机械部分设计 (8)3.1 工业机械手的规格参数……………………………………………..3.2 工业设计手的参数计算 (8)3.2.1 手部质量计算……………………………………………………..3.2.2 机械手的爪部夹紧气缸的选择 (9)3.2.3 腕部传动气缸的选择……………………………………………..3.2.4 伸缩气缸的选择……………………………………………………3.2.5 对伸缩导杆的校核 (12)3.2.6 配重算………………………………………………………………3.2.7 升降部分计算…………………………………………………………..3.2.8 对升降导杆的核算 (15)3.2.9挠度计算…………………………………………………...............3.2.10转台型齿杆式回转摆动气缸的计算 (16)4 工业机械手的控制部分设计 (17)4．1 回路计算……………………………………………………………….. 4．2 执行元件选择………………………………………………………….. 4．3 控制元件选择…………………………………………………………..4．4 执行元件用气量的计算和空压机的选择 (21)4．5 气动元件的清单……………………………………………………….4.6 动作顺序表………………………………………………………….电气控制系统设计………………………………………………………..5．1电气控制方案设计和元件的选择 (25)5．2 PLC控制系统设计及PLC及I/O端口分配图的设计………….5．3 PLC梯形图的设计………………………………………………………5．4 PLC的控制程序………………………………………………………..总结致谢参考文献第一章引言1.1课题来源及现实意义该课程设计是机械及机械控制理论及课程教学计划的实践学习的过程，是对这几年课程知识的综合考验与考察，是对我们的一个综合检测。

机械手搬运控制设计(DOC)

信息与电气工程学院课程设计说明书（2015 /2016学年第二学期）课程名称： PLC程序设计题目：机械手搬运控制设计专业班级：电气工程及其自动化学生姓名：学号：指导教师：设计周数： 2周设计成绩：2016年 7 月 7 日目录1、课程设计目的 (2)2、原始数据及主要任务 (2)3、技术要求 (2)4、课程设计正文 (2)4.1系统分析 (2)4.2总体设计 (3)4.2.1I/O端口地址配 (3)4.2.2程序流程图 (4)4.2.3PLC源程序 (5)5、程序调试 (10)6、课程设计心得 (10)7、参考文献 (12)1、课程设计的目的1.正确的掌握设计方法和设计思想，根据给定的题目，确定整体设计方案；2.运用所学专业知识进行正确的计算，巩固和提高所学的专业知识；3.根据给定的设计题目正确绘制梯形图；4.培养学生独立思考，分析问题、解决问题的能力和创新能力。

2、原始数据及主要任务当工件被送到机械手下方后，机械手将向下运动，然后锁紧夹爪，当工件被夹住后，机械手上升，到达上端后，手臂向右旋转180°。

当到达右侧后夹爪向下并释放工件，然后上升，最后机械手臂向左摆动、复位，并发出信号，将控制权交给下一单元。

根据任务进行合理的硬件设计并编程，同时利用实验室的现有设备进行系统的模拟实验，对课程设计进行总结，撰写课程设计报告。

3、技术要求3.1机械夹爪上下运动。

3.2机械夹爪锁紧后将有信号产生。

3.3机械手臂左右摆动（180度）。

3.4只有当机械手臂下降到低端时才能作开合动作。

3.5完成动作后，发出信号给下一单元。

3.6课程设计报告书写规范、文字通顺、图表清晰、数据完整、结论明确。

4、课程设计正文4.1系统分析当工件被送到机械手下方后，机械手将向下运动，然后锁紧夹爪，当工件被夹紧后，机械手上升，到达上端后，手臂右旋转180度。

当到达右侧后机械手向下并释放工件，然后上升，最后机械手向左摆动，复位，并发出信号，将控制权交给下一单元。

搬运机械手PLC控制系统课程设计

中北大学课程设计说明书学生姓名：学号：学院：机械与动力工程学院专业：机械电子工程题目：搬运机械手PLC控制系统设计指导教师：赵俊生职称: 副教授原霞职称:副教授2013年 12月 30日中北大学课程设计任务书2013/2014 学年第一学期学院：机械与动力工程学院专业：机械电子工程学生姓名：学号：课程设计题目：搬运机械手PLC控制系统设计起迄日期：2013年12月30日～2014年1月10日课程设计地点：瑞学楼指导教师：赵俊生原霞负责人：赵俊生下达任务书日期: 2013年 12月30日．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文实物样品等〕：电气控制原理设计（原理图）；完成现场器件与PLC内部等效继电器地址编号对照表；目录1 搬运机械手的发展及PLC的选择 (1)2 搬运机械手的总体设计 (2)2.1 设计内容与要求 (2)2.2 控制系统硬件设备配置 (3)2.2.1 电动机控制线路设计 (3)2.2.2 PLC控制系统设计 (3)2.3 控制系统软件设计 (4)2.3.1 机械手功能流程图 (4)2.3.2 梯形图 (5)2.3.3 PLC指令编写程序 (9)3 设计小结 (10)1 搬运机械手的发展及PLC的选择随着现代工业自动化的普及和发展，搬运机械手的应用也逐渐普及，机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，根据给定的规定动作顺序、轨迹来完成工件抓取和搬运的自动化装置。

搬运机械手的应用可以大大提高生产过程中的自动化程度可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率、降低了劳动力和其他搬运方式的限制和不足以满足现代经济的发展要求。

该控制系一以可编程控制器为核心由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转。

其动作过程包括：下降、夹紧、上升、前进、延时、下降、放松、上升、后退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、连续；来满足生产中的各种操作要求。

搬运机械手控制系统的设计说明书

湘潭大学毕业设计说明书题目：搬运机械手控制系统的设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：2003070523 姓名：陈辉煌指导教师：毛美姣完成日期： 2007年6月2日湘潭大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：搬运机械手控制系统的设计学号：2003070523 姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化指导教师：毛美姣系主任：周善炳一、主要内容及基本要求在本次搬运机械手控制系统的设计中，要完成的任务有如下几个方面：1、用机器人运动学求得搬运机械手的正解；2、由运动学方程解得搬运机械手各关节变量，并求出轨迹方程；3、用VB建立人机交互界面，并根据轨迹方程画出轨迹曲线；4、实现VB界面与PLC的通信，以及对搬运机械手的控制；5、写一份8000字以上的毕业设计说明书；6、一篇不少于3000单词的英文原文及中文翻译。

二、重点研究的问题1、搬运机械手运动学方程正解的求解；2、建立VB界面，实现计算以及画出轨迹曲线；3、实现搬运机械手的自动控制。

三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献1、刘极峰，易际明.机器人技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006年.2、张铁.机器人学[M].广州：华南理工大学出版社，2000年.3、从爽.实用运动控制技术[M].北京：电子工业出版社，2006年.4、钟肇新，范建东.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003年5、俞建家.Visual Basic 6.0程序设计与应用教程[M].福建：厦门大学出版社，2003年6、吕伟臣.Visual Basic 6.0初级编程教程[M].北京：北京大学出版社，2002年.7、大熊.机器人控制[M].北京：科学出版社，2002年.8、张海根.机电传动控制[M].北京：高等教育出版社，2005年.9、丹尼斯.机器人设计与控制[M].北京：科学出版社，2004年.10、刘极峰.计算机辅助设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2004年.湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学号2003070523 姓名陈辉煌专业机械设计制造及其自动化毕业设计题目：搬运机械手控制系统的设计湘潭大学毕业论文（设计）鉴定意见学号：2003070523 姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书） 65 页图表 0 张目录摘要 (1)第1章引言 (2)1. 1课题研究趋势与意义 (2)1.2串联关节机器人的发展和现状 (3)1.3本文的研究内容和主要工作 (2)第2章PLC控制系统及实现 (4)2.1机械手及控制器主要参数 (4)2.2简述机械手动作的实现 (5)2.3控制软件的设计 (5)2.3.1 PLC的选择 (6)2.3.2 光电编码器 (6)2.3.3 接口电路 (7)2.3.4 控制原理及程序 (7)3.1引言 (9)3. 2机械手运动学数学基础 (9)3.2.1机器人位置与姿态的描述[12] (9)3.3空间齐次坐标变换 (10)3.3.1坐标变换 (10)3.3.2齐次坐标变换 (11)3.3 点在空间直角坐标系中绕过原点任意轴的一般旋转变换 (12)3.4 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法 (14)3.4.1 坐标系的建立 (14)3.4.2 几何参数定义 (15)3.4.3 建立i坐标系和1i 坐标系的齐次变换矩阵 (15)第4章机器人运动学方程的求解 (17)4.1机器人正向运动学 (17)4.2 机器人逆向运动学 (17)第5章机械手轨迹规划 (19)5.1 机器人轨迹的概念 (19)5.2 轨迹的生成方式 (19)5.2.1 轨迹规划涉及的主要问题 (19)5.3 插补方式分类 (20)5.4 机器人轨迹插值计算 (20)5.4.1 三次多项式插值 (21)5.4.2机械手轨迹规划。

搬运式机械手课程设计

搬运式机械手课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生掌握搬运式机械手的基本结构、工作原理及功能特点；2. 了解搬运式机械手在工业生产中的应用场景及其优势；3. 掌握与搬运式机械手相关的安全操作规范及维护保养知识。

技能目标：1. 培养学生能够运用所学知识分析、解决实际生产中搬运式机械手的使用问题；2. 提高学生动手操作搬运式机械手进行简单搬运任务的能力；3. 培养学生具备一定的团队协作和沟通能力，能够就搬运式机械手的使用进行有效交流。

情感态度价值观目标：1. 培养学生对机械工程及自动化领域的兴趣，激发他们探索科学技术的热情；2. 培养学生具备安全生产意识，尊重生命，关爱环境；3. 引导学生树立正确的价值观，认识到科技发展对社会生产力的推动作用。

课程性质：本课程为实践性较强的学科，结合理论知识与实际操作，培养学生具备一定的工程实践能力。

学生特点：学生处于初中年级，具有一定的物理知识和动手能力，好奇心强，善于观察和思考。

教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的积极性，注重培养学生的动手操作能力和团队协作能力。

将课程目标分解为具体的学习成果，便于后续教学设计和评估。

二、教学内容1. 搬运式机械手基本结构：介绍机械手的组成部分，如机械臂、执行器、传感器等，结合教材相关章节，分析各部分的功能和相互关系。

2. 工作原理：讲解搬运式机械手的工作原理，包括动力传递、控制系统、执行任务的过程等，结合实例进行说明。

3. 应用场景：介绍搬运式机械手在工业生产、物流仓储等领域的应用，列举具体案例，分析其优势。

4. 安全操作规范：讲解搬运式机械手的安全操作要求，包括操作前的检查、操作过程中的注意事项、紧急情况处理等，结合教材相关章节进行阐述。

5. 维护保养：介绍搬运式机械手的日常维护保养方法，如润滑、清洁、检查零部件等，以保证机械手的正常运行。

6. 实践操作：安排学生进行搬运式机械手的实际操作，包括简单的搬运任务和模拟生产场景，培养学生的动手能力。

搬运机械手设计说明书

机械与装备工程学院课程设计说明书（2016/2017学年第 1学期）课程名称：机械设计课程设计题目：搬运机械手的设计专业班级：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号： 130200216 指导教师：设计周数： 2周设计成绩：2016年 12月 31日第一章绪论 01.1 机械手的应用现状 01.2 机械手研究的目的、意义 01.3 设计时要解决的几个问题 0第二章机械手总体方案的设计 (2)2.1 机械手的系统工作原理及组成 (2)2.2 机械手的基本结构及工作流程 (3)第三章机械手的方案设计及其主要参数 (4)3.1 坐标形式和自由度选择 (4)3.2 执行机构 (4)3.3 驱动系统 (5)3.4 控制系统 (6)第四章结构设计及优化 (7)4.1手部夹紧气缸的设计 (7)4.1.1手部夹紧气缸的设计 (7)4.1.2 确定气缸直径 (8)4.1.3 气缸作用力的计算及校核 (8)4.1.4 缸筒壁厚的设计 (9)4.1.5 气缸的基本组成部分及工作原理 (9)4.2手臂结构优化设计 (9)4.2.1问题描述 (9)4.2.2设计分析 (9)4.2.3建立数学模型 (11)4.2.4优化计算 (12)4.2.5优化结果分析 (15)第五章 Adams运动仿真 (16)总结与展望 (19)机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，它对稳定、提高产品质量、提高生产效率、改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用，随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。

本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。

驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。

本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握，从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。

搬运机械手设计..

专业课程设计说明书课题名称搬运机械手及其运动仿真设计指导教师王潍学生学号20120421464学生姓名杨义学生班级机自1210班成绩设计时间2015年11月2日～2015年11月13日目录第1章课题规划 (1)1.1 课题背景分析 (1)1.2 设计任务书 (3)第2章功能分析 (4)2.1 设计任务功能分析 (4)2.1.1 总功能提炼 (4)2.1.2 功能分解 (4)2.1.3 功能结构分析及功能结构图绘制 (4)2.2 本章小结 (5)第3章系统原理方案设计 (7)3.1 功能单元求解 (7)3.1.1 分功能求解 (7)3.1.2 系统原理方案综合求解 (7)3.1.3 方案优化及评价 (7)3.2 本章小结 (7)第4章总体设计 (9)4.1 系统总体结构草图 (9)4.2 本章小结 (14)第5章总结 (15)参考文献 (17)第1章课题规划1.1课题背景分析从1954年美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机械手至今，机械手已经发展了三代。

通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，则会自动重复进行作业的示教再现型机械手被称为第一代机械手，而能利用传感器获取的信息控制机械手被称为第二代机械手。

而第三代机械手就是智能机器人。

对于智能机器人，尽管欧美和日本等许多国家都投入了大量人力和物力，但现在其仍然处于发展阶段。

目前对我国而言发展第一、第二代机器人更具有实际意义。

我国机械手的发展是从20世纪50年代的固定动作机械手开始的，然后经历了60年代的数控机械手，在1978年时机械手才‘真正开始得到研究和应用，到现在工业机械手与智能机器人愈来愈受到各届的的关注，并已经纳入了我国高科技规划及科技发展计划之中。

伴随着人类社会的不断发展，科学和技术的不断进步，人类对资源的依赖也越来越大，最终将不可避免的要向陆地以外甚至是地球以外的地方扩展，而在这些对人类来说恶劣的环境里，机械手的发展就显得尤为重要了。

plc课程设计机械手搬运

plc课程设计机械手搬运一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握其编程方法。

2. 学生能了解机械手的结构、功能及其在工业自动化中的应用。

3. 学生能掌握机械手搬运过程中的控制要求，如运动轨迹、速度调节等。

技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计出符合实际需求的PLC程序，实现机械手的搬运功能。

2. 学生能通过小组合作，进行程序调试，解决实际问题，提高团队协作能力。

情感态度价值观目标：1. 学生对工业自动化产生兴趣，认识到PLC技术在现代工业中的重要性。

2. 学生在学习过程中，培养勇于探索、积极创新的精神，提高解决问题的能力。

3. 学生通过课程学习，树立正确的价值观，认识到科技发展对国家和社会的积极影响。

课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，使学生能够学以致用。

学生特点：学生具备一定的PLC基础知识，对实际操作有较高的兴趣。

教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法、分组合作等形式，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和团队协作精神。

通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。

二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. PLC基础知识回顾：- PLC的基本原理与结构- PLC的工作过程与编程方法- 常用PLC指令及其应用2. 机械手搬运原理与控制要求：- 机械手的结构、功能及其分类- 机械手搬运过程中的运动轨迹规划- 机械手搬运过程中的速度调节与控制3. PLC编程与机械手搬运实践：- PLC程序设计方法与步骤- 机械手搬运控制程序编写- 程序调试与优化教学大纲安排：第一课时：PLC基础知识回顾第二课时：机械手搬运原理与控制要求第三课时：PLC编程与机械手搬运实践第四课时：程序调试与优化教材章节及内容：第一章：PLC基础知识1.1 PLC的基本原理与结构1.2 PLC的工作过程与编程方法1.3 常用PLC指令及其应用第二章：机械手搬运原理与控制2.1 机械手的结构、功能及其分类2.2 机械手搬运过程中的运动轨迹规划2.3 机械手搬运过程中的速度调节与控制第三章：PLC编程与机械手搬运实践3.1 PLC程序设计方法与步骤3.2 机械手搬运控制程序编写3.3 程序调试与优化教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，使学生能够掌握PLC与机械手搬运相关知识，为后续的实际应用打下坚实基础。

搬运机械手控制系统的设计说明书

搬运机械手控制系统的设计说明书1. 引言1.1 目的本文档旨在介绍搬运机械手控制系统的设计方案和实施细节，对于系统的设计进行全面而系统的介绍，方便开发人员更好地理解和实施该系统。

1.2 范围本文档适用于搬运机械手控制系统的设计和实施，涵盖了系统的硬件和软件部分。

1.3 参考资料•搬运机械手控制系统需求规格说明书•搬运机械手控制系统结构设计图纸2. 系统概述本章主要介绍搬运机械手控制系统的整体结构和功能。

2.1 系统结构搬运机械手控制系统由以下部分组成：•控制器：负责控制机械手的运动和动作。

•感知系统：用于感知周围环境，获取搬运物体的位置和信息。

•执行系统：包括电机和执行器，用于控制机械手的运动。

•通信接口：用于与其他系统进行通信，如与上位机进行数据传输。

2.2 系统功能搬运机械手控制系统的主要功能包括：•机械手自动定位和抓取搬运物体。

•搬运物体的准确定位和放置。

•实时监测机械手的状态和运行情况。

•与上位机进行数据交互和传输。

3. 系统设计本章详细介绍了搬运机械手控制系统的设计方案和技术细节。

3.1 控制器设计控制器是搬运机械手控制系统的核心部件，负责对机械手的运动进行控制。

控制器可采用嵌入式系统，通过编程实现对电机和执行器的控制。

3.2 感知系统设计感知系统是搬运机械手控制系统的关键部分，主要用于感知周围环境和搬运物体的位置和信息。

可以采用摄像头、激光雷达等传感器进行数据采集，并通过算法实现物体检测和定位。

3.3 执行系统设计执行系统由电机和执行器组成，负责控制机械手的运动。

电机可以采用步进电机或直流电机，通过控制器发出信号控制电机的转动。

执行器可以根据不同的搬运任务进行设计，如夹爪、吸盘等。

3.4 通信接口设计通信接口用于与其他系统进行数据交互和传输。

可采用串口、以太网等通信方式，与上位机进行通信，传输机械手的状态和控制指令。

4. 系统实施本章介绍了搬运机械手控制系统的实施细节，包括硬件和软件的实施步骤和技术要点。

搬运机械手设计说明

专业课程设计说明书目录第1章课题规划 (1)1.1课题背景分析 (1)1.2设计任务书 (3)第2 章功能分析 (4)2.1设计任务功能分析 (4)2.1.1....................................................................................... 总功能提炼 (4)2.1.2....................................................................................... 功能分解 (4)2.1.3....................................................................................... 功能结构分析及功能结构图绘制 (4)2.2 本章小结 (5)第3章系统原理方案设计 (7)3.1功能单元求解 (7)3.1.1....................................................................................... 分功能求解 (7)3.1.2....................................................................................... 系统原理方案综合求解 (7)3.1.3....................................................................................... 方案优化及评价 (7)3.2本章小结 (7)第4 章总体设计 (9)4.1 系统总体结构草图 (9)4.2本章小结..........................................................14第5 章总结 (15)参考文献 (17)第1章课题规划1.1课题背景分析从1954年美国人乔治· 德沃尔制造出世界上第一台可编程的机械手至今，机械手已经发展了三代。

搬运机械手设计说明

搬运机械手设计说明一、引言搬运机械手是一种用来替代人工进行搬运工作的机器装置。

它能够自动化地完成搬运、装卸、堆码等工作，提高生产效益、减少劳动强度，并且能适应各种环境和工作场合。

本设计说明旨在介绍一款搬运机械手的设计原理、结构及工作流程。

二、设计原理1.机械传动原理：采用电机驱动系统，通过齿轮、链条、皮带等传动装置将电机的旋转运动转换为机械手运动，实现搬运、举升等功能。

2.传感器原理：通过激光、红外线、压力传感器等传感器，实时感知物体的位置、形状、质量等参数，并将这些信息传输给控制系统。

3.控制系统原理：采用单片机或PLC控制系统，根据传感器反馈的信息，对机械手的动作进行控制和调整，实现精确的搬运操作。

三、结构设计1.底座：底座是机械手的支撑和固定部分，通常采用铸造或焊接工艺制作，保证机械手的稳定性和刚性。

2.臂架：臂架由多个可调节的关节构成，用于支撑和控制机械手的运动，臂架材料可以选用铝合金等轻质材料，以提高机械手的灵活性和运动速度。

3.夹具：夹具是机械手与被搬运物体直接接触的部分，通常采用夹爪或磁力吸盘等形式，以实现对物体的抓取和释放。

4.末端执行器：末端执行器是机械手的最后一段，可以根据具体需求选用吸盘、夹爪、工件接触面等不同形式，以适应不同尺寸、重量和形状的物体。

四、工作流程1.运动控制：通过操纵系统控制机械手的关节运动，将机械手移动到目标位置。

2.物体感应：通过传感器感知被搬运物体的位置、形状、质量等信息。

3.夹持物体：根据物体的尺寸和形状，选择合适的夹具进行夹持。

4.搬运操作：机械手将物体从起始位置移动到目标位置，并根据需要进行旋转、举升等动作。

5.放置物体：机械手将物体安放到目标位置，并释放夹具。

五、安全考虑在设计搬运机械手时，需要考虑以下安全因素：1.机械手运动范围的限定，避免碰撞或损坏设备。

2.夹具的设计要保证夹持力度适中，既要夹持住物体，又不能造成物体损坏。

3.传感器的准确性和可靠性，确保机械手能够准确感知物体的位置、形状等信息。

机械手搬运单元控制课程设计说明书

信息与电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称：可编程控制器应用题目：机械手搬运单元控制专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：两周设计成绩：2011 年12月23日目录一.前言 (2)二.实验目的 (2)三.系统设计 (2)1.控制要求 (2)2.硬件选择 (3)3.输入输出点的地址分配 (4)4.程序设计 (4)4.1程序流程图 (4)4.2内存变量分配表 (4)4.3控制程序 (5)5.与下位机的通讯连接 (7)5.1监控组态界面 (7)5.2监控组态程序清单 (7)四.总结 (12)五.参考文献 (13)一.前言机电一体化技术是近十几年来国际上发展最快的高新技术，已渗透到国民经济的各个领域。

采用机电一体化技术就是发挥以微机为核心的微电子技术优势：对于一般机械而言，可使机械结构简化且控制更为灵活、细致；对于采用气动元件作为执行机构的机械设备而言，较之采用继电器接触控制更为可靠、方便，增加了柔性。

微型计算机及以微机为核心的专用控制机的推广应用，采用电子控制的便捷、灵活和可靠等优势与采用气压传动的简单、便捷和安全的优点相互结合，使得电子气动技术应运而生。

电子气动控制技术是机电一体化技术的一个重要组成部分，由于它在工业机器人中的成功应用，使得这项技术的推广具有了良好而广阔的前景。

基于PLC控制气动移置机械手系统正是由此出发点而研制开发的，可以满足《工业机器人》、《气动技术》、《可编程序控制器技术》等课程的教学、实验，应用其具有可编程、二次设计、调试等功能特点，可提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力，满足培养综合性和创新型、高层次、复合型工程技术人员的要求。

二.实验目的利用S7-200系列PLC的各种基本指令进行编写程序，并能熟练掌握PLC编程软件的编程方法和程序调试方法；学会并使用下位机编写程序实现机械手的自动和手动控制，并能利用上位机进行通讯连接实现实时监控。