基于PLC控制的气动机械手的设计
基于PLC的气动机械手控制系统设计
第3期（总第411期）2024年3月农业技术与装备AGRICULTURAL TECHNOLOGY&EQUIPMENT No.3基于PLC的气动机械手控制系统设计朱静（江苏省靖江中等专业学校，江苏靖江214500）摘要在工业领域中，气动机械手是很重要的设备，随着科技发展气动机械手有了越来越先进的控制系统。
以PLC的气动机械手控制系统设计为研究内容，分析了PLC气动机械手控制系统的需求，从PLC技术原理出发，设计了气动机械手控制系统，旨在为我国的工业领域发展提供有力支持。
关键词PLC；气动机械手；控制系统中图分类号TP241文献标志码A doi:10.3969/j.issn.1673-887X.2024.03.009Design of Pneumatic Manipulator Control System Based on PLCZhu Jing(Jiangsu Jingjiang Secondary Specialized School,Jingjiang214500,Jiangsu,China)Abstract：In the industrial field,pneumatic manipulator is a very important equipment,with the development of science and technol‐ogy,pneumatic manipulator has more and more advanced control system.Based on the design of PLC pneumatic manipulator control system,this paper analyzed the demand of PLC pneumatic manipulator control system,and designed the pneumatic manipulator con‐trol system from the principle of PLC technology,in order to provide strong support for the development of China's industrial field. Key words：PLC;pneumatic robotic arm;control system气动机械手依靠气压转动完成机械手操作，寿命长，结构简单、动作可靠迅速，在工业领域中较常见。
基于plc气动机械手控制系统设计
目录第1章引言 (1)1.1气动机械手的控制要求 (1)1.2气动机械手的工作方式 (1)1.3系统流程图 (2)第2章 PLC控制系统的设计 (3)2.1气动机械手的硬件系统设计 (3)2.1.1气动机械手的硬件系统 (3)2.1.2电器元件的选择 (3)2.2气动机械手的软件结构设计 (4)2.2.1 PLC的I/O地址分配 (4)2.2.2 PLC的外部接线图 (5)2.3程序设计及梯形图 (6)2.3.1 程序设计说明 (6)2.3.2 程序梯形图 (7)总结 (16)附录 (17)参考文献 (22)摘要机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点。
气动机械手控制系统的设计要求是在控制系统的指令下，能将工件迅速、灵活、准确、可靠地抓起并运送到指定位置。
在工业生产中，利用气动机械手将工件从一条生产线搬运到另一条生产线是一种高效的工作方式。
因此采用PLC可编程控制器作为工件抓取机械手的控制系统，根据机械手的控制要求和所能实现的操作功能，设置动作流程，分配输入输出接点，按所需来选PLC的型号，接着进行梯形图的编辑，最后进行程序的编辑与调试，从而使机械手能够完成符合设计要求的动作。
关键词：机械手可编程控制器 PLC 控制设计第1章引言1.1气动机械手的控制要求1、气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向德线圈才能反向运动。
2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV1、YV2；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电夹紧，断电松开；4、机械手的夹钳的松开，夹紧通过延时1.7s实现；5、机械手的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现；1.2气动机械手的工作方式系统设有手动、单周期、连续、单步和回原点五种工作方式（如图1-1）。
基于PLC的气动机械手控制系统设计
基于PLC的气动机械手控制系统设计一、本文概述随着工业自动化技术的飞速发展，气动机械手作为实现生产自动化、提高生产效率的重要工具，在各个领域得到了广泛应用。
基于可编程逻辑控制器（PLC）的气动机械手控制系统，以其稳定可靠、易于编程和维护的特性，成为当前研究的热点之一。
本文旨在探讨基于PLC 的气动机械手控制系统的设计方法，包括系统构成、硬件选择、软件编程以及调试与优化等方面，以期为我国工业自动化领域的发展提供参考和借鉴。
本文将简要介绍气动机械手及其控制系统的基本原理和特点，为后续的设计工作奠定理论基础。
将详细阐述PLC在气动机械手控制系统中的应用优势，包括其可靠性、灵活性以及扩展性等方面的优势。
在此基础上，本文将深入探讨基于PLC的气动机械手控制系统的设计方法，包括系统架构的设计、硬件设备的选择、软件编程的实现以及系统调试与优化等方面。
本文将总结基于PLC的气动机械手控制系统的设计要点和注意事项，为相关工程实践提供指导和借鉴。
通过本文的研究，旨在为我国工业自动化领域的发展提供新的思路和方法，推动气动机械手控制系统的技术进步和应用推广。
也期望本文的研究成果能对相关领域的学者和工程师产生一定的启示和借鉴作用，共同推动工业自动化技术的发展和创新。
二、气动机械手控制系统概述气动机械手控制系统是以可编程逻辑控制器（PLC）为核心，结合气动执行元件、传感器以及相应的控制逻辑，实现对机械手的精确控制。
该系统结合了气动技术的快速响应和PLC的灵活编程特性，使得机械手的动作更加准确、迅速且易于调整。
PLC控制器：作为整个控制系统的核心，PLC负责接收和处理来自传感器的信号，根据预设的程序逻辑，控制气动执行元件的动作。
PLC 具有高度的可靠性和稳定性，能够适应各种复杂的工作环境。
气动执行元件：包括气缸、气阀和气压调节器等。
气缸是实现机械手抓取、移动等动作的主要执行机构；气阀用于控制气缸的运动方向和速度；气压调节器则用于调节气缸的工作压力，以保证机械手的稳定性和精确性。
《2024年基于PLC的气动机械手控制系统设计》范文
《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，气动机械手在工业生产线上扮演着越来越重要的角色。
为了提高机械手的控制精度、稳定性和可靠性，基于PLC的气动机械手控制系统设计成为了一个重要的研究方向。
本文将介绍一种基于PLC的气动机械手控制系统设计，以提高机械手的控制性能和运行效率。
二、系统设计概述本系统采用PLC作为核心控制器，通过气动元件和传感器实现机械手的运动控制。
系统主要由PLC控制器、气动元件、传感器和人机界面等部分组成。
其中，PLC控制器负责接收传感器信号，根据预设的逻辑控制气动元件的运动，实现机械手的抓取、移动、定位等动作。
三、硬件设计1. PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，具有高速度、高精度、高可靠性等特点，能够满足机械手控制系统的要求。
2. 气动元件：包括气缸、电磁阀、气动过滤器、气压传感器等。
气缸和电磁阀是实现机械手运动的关键部件，气压传感器用于实时监测气动系统的压力变化。
3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器等，用于实时监测机械手的运动状态，提供给PLC控制器进行控制决策。
4. 人机界面：采用触摸屏或工业计算机作为人机界面，方便操作人员进行参数设置和监控。
四、软件设计1. 控制程序设计：采用结构化编程方法，将控制程序分为多个模块，包括初始化模块、输入处理模块、输出控制模块等。
每个模块负责完成特定的功能，提高程序的可靠性和可维护性。
2. 控制算法设计：根据机械手的运动特性和控制要求，设计合适的控制算法，如PID控制算法、模糊控制算法等，以提高机械手的控制精度和稳定性。
3. 人机界面设计：设计友好的人机界面，方便操作人员进行参数设置和监控。
界面应具有直观性、易用性和安全性等特点。
五、系统实现1. 硬件连接：将PLC控制器、气动元件、传感器等硬件设备进行连接，确保信号传输的可靠性和稳定性。
2. 程序编写与调试：根据控制程序设计和控制算法设计，编写PLC控制程序并进行调试，确保程序能够正确控制机械手的运动。
《2024年基于PLC的气动机械手控制系统设计》范文
《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，气动机械手在制造业中的应用越来越广泛。
为了满足高效率、高精度的生产需求，气动机械手的控制系统设计变得尤为重要。
本文将重点介绍基于PLC （可编程逻辑控制器）的气动机械手控制系统设计，探讨其设计思路、系统架构、硬件配置、软件设计以及系统测试与优化等方面的内容。
二、设计思路与系统架构基于PLC的气动机械手控制系统设计旨在实现高精度、高效率的机械手运动控制。
设计思路主要包括确定系统需求、选择合适的PLC型号及气动元件、设计控制逻辑及算法等。
系统架构主要由气动机械手本体、PLC控制器、传感器及执行器等部分组成。
其中，PLC控制器作为核心部件，负责接收上位机指令，控制气动元件的开关及动作，实现机械手的运动控制。
传感器则负责实时监测机械手的运动状态及环境信息，为PLC控制器提供反馈信号。
三、硬件配置1. PLC控制器：选择合适的PLC型号，根据气动机械手的控制需求，确定I/O点数、内存容量等参数。
2. 气动元件：包括气缸、电磁阀、气源处理元件等，根据机械手的动作需求选择合适的气动元件。
3. 传感器：包括位置传感器、压力传感器等，用于实时监测机械手的运动状态及环境信息。
4. 执行器：包括电机、驱动器等，负责驱动机械手完成各项动作。
四、软件设计1. 编程语言：采用适合PLC编程的编程语言，如梯形图、指令表等。
2. 控制逻辑设计：根据气动机械手的动作需求，设计控制逻辑及算法，实现精确的运动控制。
3. 程序调试与优化：在PLC仿真软件中进行程序调试，确保程序正确无误后，再在实物上进行测试与优化。
五、系统测试与优化1. 系统测试：对气动机械手控制系统进行全面的测试，包括静态测试和动态测试，确保系统运行稳定、可靠。
2. 参数调整：根据测试结果，对气动元件、传感器等参数进行调整，以达到最佳的控制效果。
3. 优化改进：根据实际使用情况，对控制系统进行优化改进，提高系统的性能和稳定性。
《2024年基于PLC的气动机械手控制系统设计》范文
《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，气动机械手作为现代工业生产线上重要的执行机构，其控制系统的设计显得尤为重要。
本文将详细介绍基于PLC的气动机械手控制系统设计，包括系统设计的目的、意义、相关技术背景以及应用领域。
二、系统设计目的与意义气动机械手控制系统设计的目的是为了提高生产效率、降低人工成本、提高产品质量和稳定性。
通过引入PLC（可编程逻辑控制器）技术，可以实现机械手的精确控制、灵活编程以及高度集成。
本系统设计具有重要意义，主要表现在以下几个方面：1. 提高生产效率：通过自动化控制，减少人工操作，提高生产效率。
2. 降低人工成本：减少人力投入，降低企业运营成本。
3. 提高产品质量：精确控制机械手动作，提高产品加工精度和一致性。
4. 增强系统稳定性：通过PLC的逻辑控制，提高系统运行的稳定性和可靠性。
三、相关技术背景PLC是一种基于微处理器的数字电子设备，具有高度的灵活性和可编程性。
它可以通过数字或模拟输入/输出对各种工业设备进行控制。
气动机械手是一种以压缩空气为动力源的机械设备，具有结构简单、动作迅速、节能环保等优点。
将PLC技术应用于气动机械手控制系统中，可以实现机械手的自动化控制和精确运动。
四、系统设计内容基于PLC的气动机械手控制系统设计主要包括硬件设计和软件设计两部分。
（一）硬件设计硬件设计主要包括PLC控制器、气动执行元件、传感器以及连接线路等部分。
其中，PLC控制器是整个系统的核心，负责接收和处理各种信号，控制气动执行元件的动作。
气动执行元件包括气缸、电磁阀等，负责实现机械手的实际动作。
传感器用于检测机械手的位置、速度、压力等状态信息，为PLC提供反馈信号。
连接线路则负责将各部分连接起来，实现信号的传输和控制。
（二）软件设计软件设计主要包括PLC程序设计和人机界面设计两部分。
PLC程序设计是整个系统的灵魂，它根据实际需求编写控制程序，实现机械手的精确控制和灵活编程。
基于PLC的气动机械手控制系统设计技术研究
基于PLC的气动机械手控制系统设计技术研究气动机械手是一种常见的工业自动化设备，它通过气动元件实现抓取、放置和搬运物体的功能。
为了实现对气动机械手的精确控制，需要设计一个高效可靠的控制系统。
本文将对基于可编程逻辑控制器（PLC）的气动机械手控制系统设计技术进行研究。
首先，针对气动机械手的控制需求，需要确定系统的功能要求和工作流程。
一般来说，气动机械手的控制系统需要实现如下功能：抓取物体、放置物体、调节机械手臂姿态、控制气动元件的开关和速度。
根据不同的应用场景和工作要求，可以进一步确定系统的具体功能需求，例如需要实现的抓取力度、精度等参数。
接下来，设计气动机械手的控制系统硬件。
在设计PLC控制系统时，可以选择合适的PLC型号，并根据系统需求选择合适的输入输出模块。
一般来说，气动机械手的控制系统需要包括传感器模块、执行器模块和PLC主控模块。
传感器模块用于检测气动机械手的状态和周围环境的参数，例如机械手的位置、角度、物体的存在与否等。
执行器模块用于控制气动元件的开关和速度，例如控制气缸的伸缩、气阀的开关等。
PLC主控模块负责接收传感器模块的信号并根据程序进行相应的控制命令输出。
然后，设计气动机械手控制系统的软件。
PLC控制系统的软件设计是整个系统的关键。
在设计PLC程序时，需要根据工作流程和功能要求，编写相应的程序段。
例如，当需要实现气动机械手抓取物体的功能时，可以编写一个抓取程序段，实现气缸的伸缩，并控制气阀的开关。
当需要调节机械手臂的姿态时，可以编写一个调节程序段，实现机械手臂的旋转和抬升。
在设计PLC程序时，需要考虑系统的实时性和可靠性，并对程序进行充分的测试和调试。
最后，测试和调试气动机械手控制系统。
在完成硬件和软件设计后，需要进行系统的测试和调试。
通过检测系统的各个模块是否正常工作以及整个系统是否按照设计要求进行操作，来验证系统的可靠性和稳定性。
如果发现系统存在问题，需要对硬件和软件进行相应的调整和优化。
基于PLC控制的气动机械手研制共3篇
基于PLC控制的气动机械手研制共3篇基于PLC控制的气动机械手研制1基于PLC控制的气动机械手研制随着现代工业的不断发展，生产线的自动化程度越来越高，机器人逐渐替代人类在生产线上完成重复性操作。
在机器人中，气动机械手由于具有结构简单、速度快、力矩大等特点，被广泛应用于装配、搬运、喷涂等多个领域。
而基于PLC控制的气动机械手系统则是实现其自动化操作的重要手段。
本文旨在介绍基于PLC控制的气动机械手的研制过程和关键技术，以期为相关领域的从业人员提供有益的参考。
一、气动机械手的设计1. 机械结构设计气动机械手主要由基座、转台、专业操作台、张合臂、升降臂、旋转臂、夹持器等多个部件组成。
机械结构的设计需要考虑机械臂的动态特性、稳定性、载荷能力等因素，保证机械臂能够快速准确地完成任务。
2. 接口设计气动机械手与PLC的连接部分需要设计适当的接口，以便PLC通过信号传递与机械手进行信息交互，从而实现控制。
3. 程序设计根据气动机械手执行的任务及其工作过程的特点进行程序设计，使用PLC编程语言实现控制。
二、气动机械手控制系统的设计1. PLC选择PLC是气动机械手控制系统的核心。
在选择PLC时需要考虑多个因素，如工作条件、处理器速度、I/O容量、程序语言等。
2. PLC程序设计PLC程序需要实现机械臂的自动化操作，包括气动元件的控制信号发送、传感器数据的采集、运动控制算法的实现等。
3. 接口设计PLC与气动机械手之间需要建立信号传输接口，以实现信息交互。
接口设计需要考虑信号干扰、传输速度、数据格式等因素。
三、系统测试与优化1. 环境配置系统测试前需要对环境进行准备，确保系统能够在预期的条件下工作，如调整气压、排除干扰等。
2. 系统测试系统测试主要包括硬件测试和软件测试，需要对PLC、传感器等硬件设备进行测试，并确保程序逻辑正确。
3. 系统优化在测试过程中发现问题后需要对系统进行优化，包括修改程序逻辑、优化控制算法、调整机械臂结构等，以保证系统的稳定性和可靠性。
基于PLC的气动机械手控制系统设计(全套CAD图纸)
基于PLC的气动机械手控制系统设计（全套CAD图纸）全套CAD图纸,联系 695132052全套CAD图纸,联系 695132052第1章绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。
工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化,对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害,如冶金、化工、医药、航空航天等。
在机械制造业中,机械手应用较多,发展较快。
目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业,它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作,有些还具备有传感反馈能力,能应付外界的变化。
如果机械手发生某些偏离时,会引起零部件甚至机械本身的损坏,但若有了传感反馈自动,机械手就可以根据反馈自行调整。
应用机械手,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
近些年,随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用,机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。
借助PLC强大的工业处理能力,很容易实现工业生产的自动化。
基于此思路设计的机械手,在实现各种要求的工序前提下,大大提高了工业过程的质量,而且大大解放了生产力,改善了工作环境,减轻了劳动强度,节约了成本,提高了生产效率,具有十分重要的意义。
同时,借助组态软件的辅助作用,大大提高了系统的工作效率。
因此,在自动化机床和综合加工自动生产线上,目前几乎都设有机械手,以减少人力和更准确地控制生产的节拍,便于有节奏地进行生产。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
《2024年基于PLC的气动机械手控制系统设计》范文
《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，气动机械手因其结构简单、操作方便、成本低廉等优点，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，传统的气动机械手控制系统往往存在控制精度低、可靠性差等问题。
为了解决这些问题，本文提出了一种基于PLC的气动机械手控制系统设计方法。
该设计方法能够提高机械手的控制精度和可靠性，满足工业生产的需求。
二、系统设计1. 硬件设计本系统采用PLC作为核心控制器，通过气动元件和传感器等设备实现机械手的控制。
具体硬件设计包括：PLC控制器、气动执行元件（气缸、电磁阀等）、传感器（位置传感器、压力传感器等）、人机交互界面等。
其中，PLC控制器采用高可靠性、高速度的型号，以确保系统的稳定性和响应速度。
2. 软件设计软件设计是本系统的关键部分，主要包括PLC程序设计、传感器数据处理、人机交互界面设计等。
PLC程序设计采用结构化程序设计方法，将程序分为多个模块，便于维护和扩展。
传感器数据处理采用数字滤波和卡尔曼滤波等方法，提高数据的准确性和可靠性。
人机交互界面设计采用触摸屏或计算机界面，方便操作人员对机械手进行控制和监控。
三、控制系统实现1. 气动元件控制气动元件是机械手的重要组成部分，包括气缸、电磁阀等。
通过PLC控制器对气动元件进行控制，实现机械手的运动。
具体控制方法包括：通过PLC输出信号控制电磁阀的开关，从而控制气缸的伸缩，实现机械手的抓取、搬运等动作。
2. 传感器信号处理传感器是机械手控制系统的重要组成部分，包括位置传感器、压力传感器等。
传感器将机械手的实时状态和环境信息转化为电信号，传递给PLC控制器进行处理。
传感器信号处理包括数据采集、数据处理和数据传输等环节。
数据采集采用高精度的传感器，确保数据的准确性。
数据处理采用数字滤波和卡尔曼滤波等方法，提高数据的可靠性。
数据传输采用可靠的通信协议，确保数据传输的稳定性和可靠性。
3. 人机交互界面设计人机交互界面是操作人员与机械手控制系统进行交互的桥梁。
基于PLC控制的气动机械手
（． １中海油能源发展股份有 限公 司 油 田建设工 程分公 司 Ｌ ＮＧ项 目组 ， 天津
２ 邯郸职业技术学院 机 电系 ， ． 河北
邯郸
０６０ ） ５ ０ ５
要 ： 绍 了一种采 用 Ｐ Ｃ控制 的气动机 械手 的结构 、 作要 求； 出 了气动机械手 的气动回路及其 工作原理 ， 介 Ｌ 动 给
器） 控制时 ， 具有编程简单 、 可靠性强的特点 ， 本文提出 了一 种基 于 Ｐ Ｃ的气 动机械 手 。 Ｌ １ 气 动机 械手 机构 设 计 气 动机 械 手 机构 和 动 ： 作 示 意 图 如 图 １ 示 。工 所 件在井式工件库 中依靠 自 重作用 下行 ， 工件库 上 的 １ 夹紧气缸 ；～ 一 ２ 伸缩气缸；一 ３ 井式 工件 检 测 开关 检 测 到有 工 工件库；一 ４ 摆动气缸 ；一 ５ 推料气缸 ； 件后 ， 料气 缸 ５ 推 的活塞 ６ 升降气缸 ；一 一 ７ 工作 台 ； ８ 机座 ；一 一 ９ 传送 带 杆伸 出 ， 工件 由工 作 台 ７ 将 图 １ 气 动 机 械 手 机 构 示 意 推 出 。机 械 手 的手 臂 和手 爪 的 的运 动 如下 ： 手臂 伸 出一 手臂 下 降一 气 动 手 爪 夹 紧一 手臂 缩 回一 手臂 上升一 手 臂右 摆一 手臂 伸 出一 手 臂下 降一 气 动手爪 松 开一 手臂 缩 回一 手 臂 上升一 手 臂 左 摆返 回原 位 。机 械 手 等 待下 个 工 件 到位 后 ， 复 上 重
文献标识码 ： Ｂ
文章编号 ：１０ — ７ Ｘ ２ １ ）２ ０ １ － ２ ０ ３ ７ ３ （０ ３０ － １ １－ 一 ０ １
０ 引 言
在汽 车 、 拉机 零 件制 造过 程 中 ， 常会 遇到 将工 拖 经 件从一工位移到另一工位的情况。由于工作 台或传送 带 的 位 置 相 对 固定 ， 而最 合 适 的 方 法 为 使 用 机 械 因 手。使用电机驱动或液压驱动时 ， 虽然位置精度很高 ， 但 由于 系 统 刚度 过 大 ， 能 会对 操 作 人 员造 成 伤 害 而 可 限制 了其 在 人机 环 境 下 的应 用 。从 工 业 发 展上 看 ，０ ２ 世纪 ７ 年代 ， 压 元件 与 气动元 件 的产 值 比为 ９ １而 ０ 液 ：， ３ 年后 ， ０ 在欧 美 、 １ ３本经 济 发 达 区域 ， 产值 已经 达 到 该 ６４ 甚至为５ ５ 。由于气动元件 的传动机构简单 、 ：， ：ｔ ” 污 染小 、 工作速度快 、 动作频率高 ， 因而在 自动化生产线 上 得 以 广 泛 应 用 。 就 气 动 机 械 手 的 控 制 而 言 ， 用 应 Ｐ Ｃ（ｒｇａ ａｌ ＬｇｃＣ ｎｒｌ ｒ可 编 程 逻 辑 控 制 Ｌ Ｐｏｒｍｍ ｂｅ ￣ｉ ｏｔ ｌ ， ｏｅ
基于PLC的气动机械手控制系统设计
创新论坛当前工业在生产领域应用的气动机械手仍然是重要设备，因为它能在有效控制下完成相对复杂的机械操作。
本文通过分析PLC下的气动机械手的结构和系统气动原理来设计基于PLC的气动机械手控制系统。
在生产过程中伴随着机械化和自动化的发展，一种新的工具——机械手因运而生并在工业生产领域内得到广泛应用。
如今，由于电子信息技术的飞速发展，关于机器人有关研制和生产在现代化社会备受关注，更是引起了高新技术领域的高度关注，机械手就在这种背景下产生，并逐渐实现与机械化、自动化的有机结合。
气动技术是将空气作为压力介质，能有效减少环境污染，可以广泛应用在非污染行业中，对于自动化控制方面更加便捷。
但传统的机械手在一定范围内缺少灵活度，设计中如果加上可编程逻辑控制器( PLC) 的优势，就能在自动控制领域得到广泛的认可。
因此，本文提出一种基于PLC的气动机械手控制系统，运用在生产领域有何优势。
1 气动机械手整体构造机械手，实际上就是以机器形象的代替人力完成工作，智能化的设备根据自身运行程序或接收到的指令，在规定时间内对目标进行运送，转移等基本动作。
因为很多工业现场需要太多人力去施工存在一定风险，工作效率也不高。
现在介绍的气动机械手工作压力在0.6～1.0MPa之间。
机械手经过直线运动以及旋转就能够搬运物体。
机械手旋转要在多个部分的共同协作下完成，包括摆动臂、摆动气缸、摆动位置微动开关、轴向止推轴承等部件，机械手的摆臂区间在0°～180°之间，机械手需要导柱与导轨、气缸、滑动导柱等各个部件密切配合才能完成升降动作，移动大概就在0～150cm；通过气缸、弹簧共同作用，可以进行夹持工件的动作，可以通过调节弹簧预压缩量来改变夹持力的大小。
机械手主要是根据工件是否合格的要求将生产线上的工件运输到各个生产环节中去。
具体结构示意如1。
图1 气动机械手的流程图2 气动回路控制气动控制系统的设计简要逻辑控制如图2 所示。
《2024年基于PLC的气动机械手控制系统设计》范文
《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，气动机械手作为一种重要的自动化设备，其控制系统的设计变得越来越关键。
本文旨在介绍一种基于PLC的气动机械手控制系统设计，以提高机械手的控制精度、稳定性和可靠性。
二、系统概述基于PLC的气动机械手控制系统主要由气动执行机构、传感器、PLC控制器、上位机监控系统等部分组成。
气动执行机构负责完成机械手的各项动作，传感器负责检测机械手的位置、速度等信息，PLC控制器负责接收传感器的信号并控制气动执行机构的动作，上位机监控系统则用于实时监控机械手的运行状态。
三、系统设计1. 气动执行机构设计气动执行机构是机械手的核心部分，包括气缸、气动阀等。
气缸的选型应根据机械手的负载、行程等要求进行，气动阀则负责控制气缸的进气、排气，以实现机械手的各项动作。
2. 传感器设计传感器是机械手控制系统中的重要组成部分，用于检测机械手的位置、速度等信息。
常用的传感器包括光电传感器、接近传感器等。
这些传感器应具有高精度、高稳定性的特点，以保证机械手控制的准确性。
3. PLC控制器设计PLC控制器是整个控制系统的核心，负责接收传感器的信号并控制气动执行机构的动作。
在选择PLC时，应考虑其处理速度、可靠性、扩展性等因素。
此外，还需要根据机械手的控制要求，编写相应的控制程序。
4. 上位机监控系统设计上位机监控系统用于实时监控机械手的运行状态，包括机械手的位置、速度、工作状态等信息。
通过上位机监控系统，可以实现对机械手的远程控制、故障诊断等功能。
四、控制系统实现在控制系统实现过程中，需要完成以下步骤：1. 根据机械手的控制要求，编写相应的PLC控制程序。
2. 将传感器与PLC控制器进行连接，确保传感器能够正常工作并输出信号。
3. 将气动执行机构与PLC控制器进行连接，确保PLC能够控制气动执行机构的动作。
4. 搭建上位机监控系统，实现对机械手的远程控制和实时监控。
基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计
基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计【摘要】本文介绍了基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计。
在探讨了研究背景、研究意义和研究目的。
在详细介绍了教学型气动机械手的概述，PLC在气动机械手控制中的应用，教学型气动机械手控制系统设计原理，硬件设计和软件设计。
结论部分总结了设计成果，指出存在问题和展望未来研究方向。
本文的研究可以为教学型气动机械手控制系统设计提供参考，具有一定的实际应用价值。
【关键词】PLC、教学型气动机械手、控制系统设计、硬件设计、软件设计、研究背景、研究意义、研究目的、应用、设计成果总结、存在问题、展望、未来研究方向。
1. 引言1.1 研究背景目前对于基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计的研究还比较有限，存在着一定的研究空白。
本研究旨在通过对教学型气动机械手的控制系统进行设计和优化，探讨如何更好地利用PLC技术实现对气动机械手的精准控制。
该研究也将探讨如何将基于PLC的气动机械手控制系统应用于教学实践中，提高学生对自动化控制技术的理解和应用能力。
通过本研究的实施，将为教学型气动机械手的控制系统设计提供新的思路和方法，具有一定的理论和实践意义。
1.2 研究意义教学型气动机械手是现代教育领域中非常重要的一种教学工具，它结合了气动控制技术和机械手操控技术，具有直观、生动的特点，能够帮助学生更好地理解和掌握相关课程知识。
而基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计，将PLC技术与气动控制技术相结合，实现了机械手的自动控制，极大地提高了教学效率和教学质量。
研究基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计具有重要的意义。
这种控制系统可以帮助学生更好地理解自动控制原理和技术，培养学生的实际动手能力和创新意识，提高他们的综合素质。
这种系统可以提高教师的教学效率，使教学内容更加直观生动，激发学生学习的积极性。
研究基于PLC的教学型气动机械手控制系统设计还可以促进气动控制技术和自动控制技术的发展和应用，为相关领域的发展提供技术支持和人才培养。
基于plc控制的气动机械手设计
目录摘要 (III)第一章绪论 (1)1.1气动机械手的应用领域 (1)1.2机械手的发展状态及前景方向 (1)1.3本课题的研究目的与意义 (2)第二章气压传动的工作原理 (3)2.1气压传动概述 (3)2.1.1气压传动组成及工作原理 (3)2.1.2气压传动系统的组成 (3)2.1.3气压传动的优点 (3)2.1.4气压传动的缺点 (3)2.2PLC与气压控制 (4)2.2.1基础气压 (4)2.2.2PLC与气压过程控制 (6)2.3电磁阀应用技术 (12)2.3.1概述 (12)2.3.2电磁阀的应用领域 (12)2.3.3电磁阀的种类及工作原理 (13)2.3.4电磁阀的特点 (14)2.3.5电磁阀的应用 (14)第三章FX系列可编程控制器 (18)3.1PLC概述 (18)3.1.1 PLC的历史及发展 (18)3.1.2 PLC的应用领域 (19)3.1.3 PLC的特点 (20)3.2FX系列PLC (21)3.2.1 FX2N结构特点及硬件配置 (21)3.2.2可编程控制器的软元件的作用和功能 (23)第四章机械手PLC控制系统总体设计方案概述 (25)4.1机械手PLC控制系统总体设计 (25)4.2机械手传送工件系统示意图 (25)4.3机械手输送系统I/O接口分配表 (26)4.4机械手控制系统的工作原理和运行模式 (28)4.5机械手PLC控制程序设计 (29)4.6各运行模式下程序设计 (30)4.6.1初始化程序 (30)4.6.2手动运行程序设计 (30)4.6.3回原点运行程序设计 (31)摘要4.6.4自动运行程序设计 (31)第五章总结与展望 (33)5.1设计总结 (33)5.2前景展望 (33)致谢 (34)参考文献 (35)目录摘要在生产中广泛存在着很多不能直接由人手完成的工作，尤其是搬运笨重物体或在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气和放射性等恶劣的环境下工作。
基于PLC的气动搬运机械手设计
基于PLC的气动搬运机械手设计一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，气动搬运机械手在生产线上的应用越来越广泛。
本文旨在探讨基于可编程逻辑控制器（PLC）的气动搬运机械手的设计方法。
文章将首先介绍气动搬运机械手的基本概念和工作原理，然后详细阐述PLC在搬运机械手控制系统中的应用，包括硬件组成、软件编程以及系统调试等方面。
接下来，本文将通过具体的设计实例，展示如何根据实际需求选择合适的PLC型号和气动元件，进行搬运机械手的整体设计和优化。
文章还将对设计的搬运机械手进行性能分析和评估，以验证其在实际应用中的可行性和有效性。
本文的研究成果将为相关领域的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。
二、气动搬运机械手的基础知识气动搬运机械手是一种基于气动传动技术的自动化设备，它通过一系列的气动元件和执行机构，实现对物体的抓取、搬运和放置等操作。
这种机械手在工业自动化领域具有广泛的应用，特别是在那些要求快速、准确且经济高效的搬运任务中。
气动传动技术：气动传动技术是利用压缩空气作为动力源，通过气液转换器、气缸、电磁阀、逻辑阀、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、摆动气缸、气动马达、气液增压缸、增压机控制逻辑阀及各式辅助元件，实现各种复杂的控制动作，并能以压缩空气为动力，完成各种自动化机械运动，达到生产自动化。
气动传动系统具有结构简单、维修方便、成本低、无污染、安全可靠、环境适应性好等优点。
气动搬运机械手的组成：气动搬运机械手主要由执行机构、控制系统和辅助装置三部分组成。
执行机构包括各种气缸、气爪等，用于实现对物体的抓取和搬运；控制系统由电磁阀、逻辑阀、压力控制阀等组成，用于控制执行机构的动作；辅助装置包括气液转换器、过滤器、减压阀等，用于保证压缩空气的质量和稳定性。
气动搬运机械手的动作原理：气动搬运机械手的动作原理是通过压缩空气来驱动执行机构完成各种动作。
当压缩空气进入气缸时，气缸内的活塞会推动连接在其上的执行机构（如气爪）进行运动，从而实现物体的抓取和搬运。
基于PLC控制的气动搬运机械手的气动系统设计
摘要机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置。
它是在机械自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，在生产过程中起着非常重要的作用。
机械手能代替人类完成危险、重复、枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力，因此机械手得到了越来越广泛的应用。
可编程控制器(PLC)是在继电接触控制的基础上，结合先进的微机技术发展起来的一种新型的工业控制机。
它发展迅速，应用广泛，特别适合于顺序控制，是机械自动化中一种基础的控制设备。
它将填补继电接触控制与微机数控之间的一大块空白。
为了降低气动机械手系统的开发成本，介绍了基于PLC控制的气动机械手系统中PLC 的选择、PLC与器件的逻辑电路连接、I/O的分配以及气动机械手系统的气动原理和工作原理等。
与同类系统相比，节省了大量的电气元件，大大降低了开发成本。
基于PLC控制的气动机械手是以压缩空气为动力源，电磁阀为控制元件，气缸为执行元件，实现各种需要的动作，具有系统结构简单、造价成本低、工作环境要求低、设计和制造周期短等优点，因此受到越来越广泛地重视。
以PLC为核心的气动机械手控制系统具有较强的抗干扰能力、编程方便、系统的可改造和可扩展性好，特别适用于点位控制模式的机械手。
本文将阐述一种用于机械搬运的基于欧姆龙CPM1A系列中的CPM1A-40COR-AV1型PLC 系统的PLC控制气动机械手。
用机械手取代人工搬运，用PLC取代继电器控制，实现搬运过程自动化。
最后，利用实验室的现有器件，对气动机械手进行模拟实验，进一步证明了该气动机械手的可行性。
【关键词】搬运机械手气动可编程控制器（PLC）梯形图IAbstractManipulator is a kind of device which has the function of grabbing and moving the workpieces automatically and used in the automatic production process. It is a new type of device which is developed in the process of mechanical automation production, and play a very important role in the production process. Manipulator can take the place of human from risk, repetitive and boring work, reduce human labor intensity, improve labor productivity, so the manipulator has become more and more widely used in the process of production.Programmable Logic controller (PLC) is a new type of industrial control machine which is developed on the basis of the relay contact control, combined with advanced computer technology. It developed rapidly and widely, especially suitable for the sequential control. It is a kind of basic mechanical automation control equipment. It will fill the relay contact control with a large gap between the microcomputer numerical control.In order to reduce the development cost of pneumatic manipulator system, introduced a pneumatic manipulator based on PLC control system which is the selection of PLC, the PLC connected to the logic circuit of the device, the distribution of the I/O , pneumatic principle and the working principle of the pneumatic manipulator system. Compared with the similar system, it is saved a lot of electrical components, greatly reduced the cost of development.Pneumatic manipulator based on PLC control use compressed air as power source, electromagnetic valve as control components, cylinder as actuators, realize the various need of action, with a simple system structure , lower cost , lower requirements of working environment ,and a shorter design and manufacturing cycle etc. So it has more and more widely attention. Pneumatic manipulator control system based on PLC as the core has strong anti-interference ability, easy programming and can be modified and scalability of the system .Especially suitable for the position control mode of the manipulator.This article describes a kind of OMRON PLC system of CPM1A-40COR-A V1control of pneumatic manipulator for mechanical transport. Manipulator to replace manual transport, replacing relay with PLC control, to realize the automatic transport process. Finally, by using the existing devices in the laboratory, make the simulated experiment of pneumatic manipulator. Then further proved the feasibility of the pneumatic manipulator.【Keyword】TransportManipulator Pneumatic PLC TrapeziumDrawingII目录摘要 (I)Abstract (II)1绪论............................................................................................................................. - 1 -1.1搬运机械手的研究目的和意义...................................................................... - 1 -1.2国内外机械手的研究概况.............................................................................. - 1 -1.3机械手的分类.................................................................................................. - 2 -1.4气压传动与控制的应用举例.......................................................................... - 3 -1.5气控的优缺点及新发展.................................................................................. - 4 -1.6本文研究内容.................................................................................................. - 5 -1.6.1研究目的............................................................................................... - 5 -1.6.2本文主要研究内容............................................................................... - 5 -1.6.3论文的主要结构................................................................................... - 6 -2 气动搬运机械手的机械系统设计............................................................................ - 7 -2.1 气动搬运机械手的工作任务......................................................................... - 7 -2.2 气动搬运机械手的结构与动作设计............................................................. - 7 -2.2.1气动搬运机械手的结构设计 ............................................................. - 7 -2.2.2气动搬运机械手的动作设计 ............................................................. - 8 -2.3气动机械手的部件研究.................................................................................. - 9 -2.4机械手的主要参数........................................................................................ - 11 - 3搬运机械手的气动控制系统设计........................................................................... - 13 -3.1搬运机械手的气动驱动系统........................................................................ - 13 -3.1.1气动执行机构................................................................................... - 13 -3.1.2气动阀............................................................................................... - 17 -3.1.3气源..................................................................................................... - 18 -3.1.4气动三联件....................................................................................... - 19 -3.2气动控制系统设计的有关事项.................................................................... - 20 -3.3搬运机械手电控气动回路图........................................................................ - 20 -3.4绘制电控气动回路原理图............................................................................ - 21 -3.5本章小结........................................................................................................ - 22 - 4气动搬运机械手PLC控制程序设计 ....................................................................... - 23 -4.1可编程序控制器（PLC）简介 ...................................................................... - 23 -4.2 PLC的特点..................................................................................................... - 24 -4.3可编程序控制器的控制过程与控制步骤.................................................... - 25 -4.3.1可编程序控制器的控制过程 ........................................................... - 25 -4.3.2可编程序控制器的控制步骤 ........................................................... - 25 -4.4可编程序控制器的编程规则........................................................................ - 26 -III4.5控制系统PLC的选型.................................................................................... - 26 -4.6关于CX-Programmer编程软件 .................................................................... - 27 -4.7气动搬运机械手的PLC控制器程序设计 .................................................... - 29 -4.7.1机械手动作顺序表........................................................................... - 29 -4.7.2 机械手的I/O分配图....................................................................... - 29 -4.7.3机械手控制系统功能分析 ............................................................... - 30 -4.7.4 机械手PLC梯形图程序设计 .......................................................... - 30 -4.8本章小结........................................................................................................ - 31 - 5气动搬运机械手的模拟实验................................................................................... - 32 -5.1 实验目的....................................................................................................... - 32 -5.2 实验器材....................................................................................................... - 32 -5.3 实验步骤....................................................................................................... - 36 -5.4 实验过程展示............................................................................................... - 36 -5.5 实验结论....................................................................................................... - 37 -5.6实验收获........................................................................................................ - 37 - 6总结与展望............................................................................................................... - 38 - 参考文献...................................................................................................................... - 39 - 致谢.............................................................................................................................. - 40 -IV1绪论1.1搬运机械手的研究目的和意义机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
基于PLC控制的气动机械手的实验设计
阀 从 而 实 现 空 行程 快 速 移 动 。 根 据 机 械 手 使用工况， 垂 直 和 水平 方 向气 缸 选 用Ｆ ｅ Ｓ ｔ ｏ 标 准 气缸 ＤＮＣ 一３ ２ — ５ ０ ０ －ｐ Ｐ Ｖ— Ａ和 无 杆
气 缸 ＤＧＣ一３ ２ —４ ００ 一Ｇ—ＰＰＶ—Ａ—ＺＵ Ｂ一
伸 出一真 空 发 生一垂直 气 缸 缩 回一步 进 电机 正 转 一垂 直 气 缸伸 出一 真 空 破 坏 一垂直 气缸
达 到专 业 课 程 教 学 要求 ， 灵活 运 用 ２ 基 于Ｐ Ｌ Ｃ控 制 的 气 动 机 械 手 的 实验 似 方 案 ，
设 计
本 试 验 台 设 计 提 供 了气 动 机 械 手 从需 求分析、 设 计、 制 造 和 调 试 等 一 系列 设 计过
程， 结 合 学 生 的专 业 学 习阶 段和 知 识 掌 握
发 出控 制 信号 使 电磁 阀９ ＤＴ 失电， 换 向 阀转 需 输 出１ ６ ０ ０ 个脉 冲， 旋 转 运 动 处 于 工 作 行
到中位， 其 常 闭 中位 机 能 使 活 塞 杆 保 持 位 程 时， Ｐ Ｌ ｃ采用 多 段管 线 的脉 冲 输 出方 式 ， 运动 更加 平 稳 ， 避 免 失步 。 １ ． ３ Ｐ Ｌ Ｃ 控 制单 元的 设 计 气动 机 械 手 有 自动 和 手 动 控 制 方 式 ， 自动 工作 分 单 周 期 和 连 续 循 环 控 制 ， 在 任 意方 式工 作过 程 中 设 有 紧急停止 键 ， 并可 按 键 自动复位 ， 针 对 机 械 手 的周期 运 动 ， 编 写
６ ３
Ｑ：
Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｄ Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｙ Ｊ ｎ ｎ ｏ ｖ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｈ ｅ ｒ ａ ｌ ｄ
基于PLC的气动机械手控制系统设计
基于PLC的气动机械手控制系统设计一、引言随着工业自动化进步的日益成熟，气动机械手在生产过程中扮演着越来越重要的角色。
它以其结构简易、动作速度快和成本低廉的特点，成为企业提高生产效率和降低成本的抱负选择。
为了实现对气动机械手灵活、准确的控制，我们选择了PLC作为控制系统的核心，以期设计出一套高效、稳定的气动机械手控制系统。
二、PLC简介PLC（Programmable Logic Controller）——可编程逻辑控制器，是一种数字化的电子设备，能够依据预定程序自动执行工业过程控制。
它具有通用性强、可编程性高等特点，能够代替传统的继电器控制系统。
PLC的基本工作原理是：接收传感器信号和外部信号输入，经过内部程序的处理和裁定，然后输出控制信号，控制执行器完成各种工业操作。
PLC系统的核心是CPU，其外部与输入输出设备相连，通过与其他外部设备的通信，实现对工业控制过程的控制和监控。
三、气动机械手控制系统的设计1. 总体设计方案气动机械手控制系统的总体设计方案如下：（1）控制系统硬件设计选择一块功能齐全、性能稳定的PLC控制器作为控制系统的核心；选用气压传感器、温度传感器、位置传感器等作为输入设备；选用气动阀门和气缸作为输出设备。
（2）控制系统软件设计使用Ladder图编程语言进行PLC软件开发，实现气动机械手的各种动作控制。
通过编写逻辑和条件裁定，将传感器信号进行处理和裁定，然后输出对应的控制信号。
2. 系统硬件设计（1）PLC控制器的选择依据我们的需求，选择一款性能稳定、扩展性强的PLC进行控制。
在选择PLC时，需思量其输入输出点数和通信能力，以满足我们的需求。
（2）传感器的选择传感器用于检测气压、温度和气动机械手的位置等信息。
选用合适的传感器对目标参数进行实时监测，确保机械手的准确控制。
（3）执行器的选择气动机械手的执行器主要包括气压阀门和气缸。
选择性能稳定、响应速度快的气动阀门和气缸，以确保机械手动作的准确和稳定。
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毕业设计（论文、作业）毕业设计（论文、作业）题目：基于PLC控制的气动机械手的设计分校（站、点）：年级、专业：教育层次：学生姓名：学号：指导教师：完成日期：目录摘要 (Ⅰ)一、机械手设计方案 (1)（一）机械手的手部结构方案设计 (1)（二）机械手的手腕结构方案设计 (1)（三）机械手的手臂结构方案设计 (1)（四）机械手的驱动方案设计 (1)（五）机械手的控制方案设计 (1)（六）机械手的主要参数 (1)（七）机械手的技术参数列表 (2)二、机械手手部设计 (2)（一）夹持式手部结构 (2)（二）升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择 (3)三、机械手的PLC控制设计 (13)（一）可编程序控制器的选择及工作过程 (13)（二）机械手可编程序控制器控制方案 (13)四、结论 (14)参考文献 (14)致谢 (16)内容摘要对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾-放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。
设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制.本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种模拟大中型场合工作的机械搬运设备。
可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，操作频繁的生产场合。
在发出指令协调各有关驱动器之间的运动的同时，还要完成编程、示教/再现以及其他环境状况（传感器信息）、工艺要求、外部相关设备之间的信息传递和协调工作，使各关节能按预定运动规律运动。
关键词：机械手 PCL 气动Ⅰ基于PLC 控制的气动机械手的设计一、机械手的设计方案（一）机械手的手部结构方案设计为了使机械手的通用性更强，把机械手的手部结构设计成可更换结构，当工件是棒料时，使用夹持式手部;当工件是板料时，使用气流负压式吸盘。
（二）机械手的手腕结构方案设计考虑到机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
（三）机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。
手臂的各种运动由气缸来实现。
（四）机械手的驱动方案设计由于气压传动系统的动作迅速，反应灵敏，阻力损失和泄漏较小，成本低廉因此本机械手采用气压传动方式。
（五）机械手的控制方案设计考虑到机械手的通用性，同时使用点位控制，因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。
当机械手的动作流程改变时，只需改变PLC 程序即可实现，非常方便快捷。
（六）机械手的主要参数1、机械手的最大抓重是其规格的主参数，由于是采用气动方式驱动，因此考虑抓取的物体不应该太重，查阅相关机械手的设计参数，结合工业生产的实际情况，本设计设计抓取的工件质量为5公斤2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。
操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。
而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。
该机械手最大移动速度设计为s m /0.1。
最大回转速度设计为s /90。
平均移动速度为s m /8.0。
平均回转速度为s /60。
机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。
除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。
大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。
过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。
在这种情况下宜采用自动传送装置为好。
根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为mm 1400。
手臂升降行程定为mm 120。
定位精度也是基本参数之一。
该机械手的定位精度为mm 1±。
（七） 机械手的技术参数列表 1、用途:用于自动输送线的上下料。
2、设计技术参数: （1）抓重:kg 5（2）自由度数:4个自由度 （3）坐标型式:圆柱坐标 （4）最大工作半径:mm 1400 （5）手臂最大中心高:mm 1250 （6）手臂运动参数: 伸缩行程mm 1200伸缩速度s mm /400 升降行程mm 120 升降速度s mm /250 回转范围1800- 回转速度s /90（7）手腕运动参数: 回转范围1800-回转速度s /90（8）手指夹持范围:棒料:mm mm 15080φφ- （9）定位方式:行程开关或可调机械挡块等 （10）定位精度:mm 1± （11）驱动方式:气压传动（12）控制方式: 点位程序控制(采用PLC)二、机械手手部设计 （一）夹持式手部结构夹持式手部结构由手指(或手爪)和传力机构所组成。
其传力结构形式比较多，如滑槽杠杆式、斜楔杠杆式、齿轮齿条式、弹簧杠杆式等。
1、手指的形状和分类夹持式是最常见的一种，其中常用的有两指式、多指式和双手双指式:按手指夹持工件的部位又可分为内卡式(或内涨式)和外夹式两种:按模仿人手手指的动作，手指可分为一支点回转型，二支点回转型和移动型(或称直进型)，其中以二支点回转型为基本型式。
当二支点回转型手指的两个回转支点的距离缩小到无穷小时，就变成了一支点回转型手指;同理，当二支点回转型手指的手指长度变成无穷长时，就成为移动型。
回转型手指开闭角较小，结构简单，制造容易，应用广泛。
移动型应用较少，其结构比较复杂庞大，当移动型手指夹持直径变化的零件时不影响其轴心的位置，能适应不同直径的工件。
2、设计时注意的问题(1)具有足够的握力(即夹紧力)在确定手指的握力时，除考虑工件重量外，还应考虑在传送或操作过程中所产生的惯性力和振动，以保证工件不致产生松动或脱落。
(2)手指间应具有一定的开闭角两手指张开与闭合的两个极限位置所夹的角度称为手指的开闭角。
手指的开闭角应保证工件能顺利进入或脱开，若夹持不同直径的工件，应按最大直径的工件考虑。
对于移动型手指只有开闭幅度的要求。
(3)保证工件准确定位为使手指和被夹持工件保持准确的相对位置，必须根据被抓取工件的形状，选择相应的手指形状。
例如圆柱形工件采用带“V”形面的手指，以便自动定心。
(4)具有足够的强度和刚度手指除受到被夹持工件的反作用力外，还受到机械手在运动过程中所产生的惯性力和振动的影响，要求有足够的强度和刚度以防折断或弯曲变形，当应尽量使结构简单紧凑，自重轻，并使手部的中心在手腕的回转轴线上，以使手腕的扭转力矩最小为佳。
（5)考虑被抓取对象的要求根据机械手的工作需要，通过比较，我们采用的机械手的手部结构是一支点两指回转型，由于工件多为圆柱形，故手指形状设计成V型。
（二）升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择1、气缸的分类普通气缸的结构组成见图3-1。
主要由前盖、后盖9、活塞6、活塞杆4、缸筒5 其他一些零件组成。
图3-1普通气缸的结构组成1—组合防尘圈；—前端盖；3—轴用YX密封圈；4—活塞杆；5—缸筒；6—活塞；7—孔用YX密封圈；8—缓冲调节阀；9—后端盖（1）单作用气缸柱塞式气缸：压缩空气只能使柱塞向一个方向运动；借助外力或重力复位活塞式气缸：压缩空气只能使活塞向一个方向运动；借助外力或重力复位（或借助弹簧力复位；用于行程较小场合）薄膜式气缸：以膜片代替活塞的气缸。
单向作用；借助弹簧力复位；行程短；结构简单，缸体内壁不须加工；须按行程比例增大直径。
若无弹簧，用压缩空气复位，即为双向作用薄膜式气缸。
行程较长的薄膜式气缸膜片受到滚压，常称滚压（风箱）式气缸。
（2）双作用气缸普通气缸：利用压缩空气使活塞向两个方向运动，活塞行程可根据实际需要选定，双向作用的力和速度不同双活塞杆气缸：压缩空气可使活塞向两个方向运动，且其速度和行程都相等不可调缓冲气缸：设有缓冲装置以使活塞临近行程终点时减速，防止冲击，缓冲效果不可调整可调缓冲气缸：缓冲装置的减速和缓冲效果可根据需要调整（3）特殊气缸差动气缸：气缸活塞两端有效面积差较大，利用压力差原理使活塞往复运动，工作时活塞杆侧始终通以压缩空气双活塞气缸：两个活塞同时向相反方向运动多位气缸：活塞杆沿行程长度方向可在多个位置停留，图示结构有四个位置串联气缸：在一根活塞杆上串联多个活塞，可获得和各活塞有效面积总和成正比的输出力冲击气缸：利用突然大量供气和快速排气相结合的方法得到活塞杆的快速冲击运动，用于切断、冲孔、打入工件等数字气缸：将若干个活塞沿轴向依次装在一起，每个活塞的行程由小到大，按几何级数增加回转气缸：进排气导管和导气头固定而气缸本体可相对转动。
用于机床夹具和线材卷曲装置上伺服气缸：将输入的气压信号成比例地转换为活塞杆的机械位移。
用于自动调节系统中。
挠性气缸缸筒由挠性材料制成，由夹住缸筒的滚子代替活塞。
用于输出力小，占地空间小，行程较长的场合，缸筒可适当弯曲钢索式气缸：以钢丝绳代替刚性活塞杆的一种气缸，用于小直径，特长行程的场合（4）组合气缸增压气缸：活塞杆面积不相等，根据力平衡原理，可由小活塞端输出高压气体气-液增压缸：液体是不可压缩的，根据力的平衡原理，利用两两相连活塞面积的不等，压缩空气驱动大活塞，小活塞便可输出相应比例的高压液体气-液阻尼缸：利用液体不可压缩的性能及液体流量易于控制的优点，获得活塞杆的稳速运动2、升降气缸的尺寸设计与校核 (1) 活塞杆上输出力和缸径的计算本课题中采用的是双作用气缸,单活塞杆双作用气缸是使用最为广泛的一种普通气缸,因其只在活塞一侧有活塞杆,所以压缩空气作用在活塞两侧的有效面积不等.活塞左行时活塞杆产生推力1F ,活塞右行时产生拉力2F 。
214zD pF F π=- （3-1）222()4zF D d p F π=-- （3-2）式中 活塞杆的推力(N); 活塞杆的拉力(N); 活塞直径(m); 活塞杆直径(m); 气缸工作压力(Pa);气缸工作总阻力(N);气缸工作时的总阻力zF 与众多因素有关,如运动部件惯性力,背压阻力,密封处摩擦力等.以上因素可以载荷率的形式计入公式,如要求气缸的静推力1F 和静拉力2F,则计入载荷率后（3-3）（3-4）计入载荷率就能保证气缸工作时的动态特征.若气缸动态参数要求较高;且工作频率高,其载荷率一般取,速度高时取小值,速度低时取大值.若气缸动态参数要求一般,且工作频率低,基本是匀速运动,其载荷率可取。