机械手控制系统设计

一、机械手简介
衍生产品：
横向机械手
万向机械手
机械人
目 录
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机械手控制的简介 机械手控制原理 机械手案例
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机械手控制原理
1. 机械手的组成 2. 机械子系统 3. 电气子系统
二、机械手控制原理
1. 机械手组成
二、机械手控制原理
2. 机械子系统
机械手的机械结构种类： 直线运动方式 同步运动方式 齿轮运动方式 伸缩运动运动方式 动态提升运动方式
右行 上升 松开 下降
左行
一、机械手简介
2. 机械手的用途
案例应用一
一、机械手简介
机械手的用途
案例应用二
一、机械手简介
3. 机械手的应用场所
机械手应用场所：
自动装配、贴标签、图像系统检查、超声波检查、电子测试、传感/测量、光学/激光、计量、 循环测试、分类、取样、数据采集和处理、托盘搬运、提升机、堆码机、托盘码垛机、装卸、检索 工作台、储取系统、铆接、切割、钻孔、焊接、模锻、成形缠绕、折弯、装配、螺旋驱动、分配、 粘结、密封、挤压灌装、原料供给、软焊焊接、油漆、喷洒、喷砂、研磨、仿真、包装、条形码读 卡、挤压、牵引、冲模结合等等。
一、机械手简介
4. 依赖技术
智能控制器： 1．伺服等各类电机控制方法和技术 2．基于各种嵌入式芯片的控制平台 3．温度控制策略，空间控制策略、时间控制策略、负载控制策略等 4． 控制系统的人机界面研究。 机械关节研究： 1．通用伺服电机关节 2．通用气动关节 3．关节位置传感器 触觉传感器研究： 1．面向人类使用的触觉传感系统 2．面向机械手使用的负载触觉传感系统 机器人视觉研究： 1．面向人类使用的触觉传感系统 2．面向机械手使用的负载触觉传感系统
二、机械手控制原理
机械子系统
直线运动体的大致结构：
二、机械手控制原理
机械子系统
同步运动体的大致结构：
二、机械手控制原理
机械子系统
齿轮运动体的大致结构：
二、机械手控制原理
机械子系统
齿轮运动体的传动原理：
二、机械手控制原理
机械子系统
伸缩运动方式
二、机械手控制原理
机械子系统
动态提升运动方式
二、机械手控制原理
二、机械手控制原理
电气子系统
步进原理
10ms 10ms
单步脉宽步进方式
10ms
20ms
30ms
二、机械手控制原理
电气子系统
伺服原理
二、机械手控制原理
电气子系统
各种控制模式：
PC控制模式 PLC控制模式 运动控制模式 PDA控制模式
二、机械手控制原理
电气子系统
PC逻辑控制方法
二、机械手控制原理
电气子系统
PLC逻辑控制方法
二、机械手控制原理
电气子系统
运动板卡控制方法
二、机械手控制原理
电气子系统
软件控制系统
点对点控制模式（测试） 数控编程模式 位置、速度、插补及电子尺模式 轨迹制图模式 模拟仿真模式 外围控制模式 网络链接模式
二、机械手控制原理
电气子系统
网络链接
三、机械手控制案例
I/O分配、PLC选型
参考方案
外部硬件线路图设计
PLC程序设计
PLC I/O分配
（一）I/O点数统计
类 型 功能 启动按钮 停止按钮 工作方式选择 回原位按钮 输 入 设 备 上下左右限位开关 上升按钮 下降按钮 左行按钮 右行按钮 所占点数(个) 1 1 5 1 4 1 1 1 1
外部硬件线路设计
PLC程序设计
（一）总体程序设计
PLC程序设计
（二）PLC程序设计
PLC程序设计
（二）PLC程序设计 手 动 程 序
PLC程序设计
自 动 程 序 功 能 图
PLC程序设计
（二）PLC程序设计 用M1实现连续与单周期的转换
用M2实现单步的转换
Βιβλιοθήκη Baidu
PLC程序设计
（二）PLC程序设计 回 原 点 程 序
机械子系统
电缆的走线方法
二、机械手控制原理
机械子系统
到位感应种类
二、机械手控制原理
机械子系统
到位感应种类
二、机械手控制原理
到位感应种类
二、机械手控制原理
3. 电气子系统
动力执行模块类型：
AC交流马达（三相及单项） DC直流马达（无刷及带刷） 步进电机（驱动器） 直流伺服电机（驱动器、带反馈） 交流伺服电机（驱动器、带反馈） 气动马达 液压驱动系统
目 录
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机械手控制的简介 机械手控制原理 机械手案例
三、机械手控制案例
机械手有手动、单步、单周期、连续和回原位5种工作方式，用开关SA进行选择。
三、机械手控制案例
程序的总体结构
将系统的程序按工作方式和功能分 成若干部份，用工作方式、功能的选 择信号作为跳转的条件。确定了系统 程序的结构形式，然后分别对每一部 份程序进行设计。
松开按钮
夹紧按钮 上升线圈 下降线圈 输 出 设 备 左行线圈 右行线圈 松紧线圈
1
1 1 1 1 1 1
PLC I/O分配
（二）PLC选型 系统要求18个输入点、5个输出点，每项考虑20%的余量 ，应该可以满足本机在使用过程中增加新功能、进行扩展等要 求，故最终选择三菱FX2N-48MR作为PLC控制系统的基本单 元。
机械手控制系统设计
目 录
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机械手控制的简介 机械手控制原理 机械手案例
1 机械手控制的简介
1. 控制过程 2. 机械手的用途 3. 机械手的应用场 所 4. 机械手的依赖技术和衍生产品
一、机械手简介
搬运机构
分拣机构 上料机构 传送机构
上料检测机构
一、机械手简介
1. 机械手控制过程
原位 原位 下降 夹紧 上升
昆山 启航城 项目现场实景
四、发展前景
福建中海创集团有限公司
PLC I/O分配
（三）I/O配置
元件符号 功能 手动方式 回原点方式 SA 单步方式 单周期方式 连续方式 SB3 SB4 SB11 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 启动 停止 回原位 上限位 下限位 左限位 右限位 I/O点 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 X10 X11 X12 X13 元件符号 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 功能 上升 下降 左行 右行 松开 夹紧 上升线圈 下降线圈 左行线圈 右行线圈 松紧线圈 I/O点 X14 X15 X16 X17 X20 X21 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4
三、立体车库系统解决方案分享
升降横移式车库
以上是我对机械手控制 的整体方案设计
随着中国进入汽车大国，停车难 就时刻伴随着我们。特别是近十几年 的发展，再加上现在寸土寸金，可利 用的土地资源相当有限。这就需要我 们向空间发展。立体车库在这样的大 环境下 只能是越来越好。 基于升降横移类的立体车库的优 越性能以及超高的性价比，目前升降 横移类约占70%的市场份额。由此可 见其发展前景。