机械手电气设计说明书
机械手电气控制系统设计分析
目录一、机械手设计任务书 (1)1机械手结构、动作与控制要求 (1)2设计任务 (1)二、电器控制部分 (2)1.电器元件目录表 (2)2.机械手主电路接线图…………………….…………３3.继电器控制电路 (4)4.接线图 (4)5.电器板元件布置图 (5)6.控制面板 (5)一、机械手设计任务书1机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产的自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
设计要求1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。
1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定）1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。
1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。
1.5应有必要的电气保护与联锁环节。
2设计任务：2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。
2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种：电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。
2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。
二、继电器控制部分1.电器元件目录表代号名称数量规格型号备注序号1 M3 电动机 1 Y100L2-4.3KW整定值2A 2 FR 热继电器 1 JR16B-20/3热元件1.5-2.4A3 FU 熔断器4 RL1-15 FU4熔体额定电流2A,其余为6A4 TC 变压器 1 BK-1005 QF 断路器 1 NSX400N4P4D6 SB 点动按钮 3 ZB2-BZ102C 施耐德7 SB 联动按钮10 ZB2-BZ107C 施耐德8 KM 接触器14 CJ10-1010A/3809 KT 时间继电13 JS7-2A,~380V器10 SQ 行程开关13 LXK2-13111 HL 指示灯10 XD1 6.3V,0.05A2.机械手主电路接线图3.继电器控制电路4.电器板接线图5.电器板元件布置图6.控制面板元件排列图古今名言敏而好学，不耻下问——孔子业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随——韩愈兴于《诗》，立于礼，成于乐——孔子己所不欲，勿施于人——孔子读书破万卷，下笔如有神——杜甫读书有三到，谓心到，眼到，口到——朱熹立身以立学为先，立学以读书为本——欧阳修读万卷书，行万里路——刘彝黑发不知勤学早，白首方悔读书迟——颜真卿书卷多情似故人，晨昏忧乐每相亲——于谦书犹药也，善读之可以医愚——刘向莫等闲，白了少年头，空悲切——岳飞发奋识遍天下字，立志读尽人间书——苏轼鸟欲高飞先振翅，人求上进先读书——李苦禅立志宜思真品格，读书须尽苦功夫——阮元非淡泊无以明志，非宁静无以致远——诸葛亮熟读唐诗三百首，不会作诗也会吟——孙洙《唐诗三百首序》书到用时方恨少，事非经过不知难——陆游问渠那得清如许，为有源头活水来——朱熹旧书不厌百回读，熟读精思子自知——苏轼书痴者文必工，艺痴者技必良——蒲松龄声明访问者可将本资料提供的内容用于个人学习、研究或欣赏，以及其他非商业性或非盈利性用途，但同时应遵守著作权法及其他相关法律的规定，不得侵犯本文档及相关权利人的合法权利。
机械手电气设计说明书
设计的任务（一）、基本情况介绍机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并右电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。
机械手的结构如图8-13所示，主要由手指1、手腕2、小臂3、和大臂5等几部分组成。
料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
每转动一定角度（由工件数决定）以保证待加工零件4对准机械手。
机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表8-4所示。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
图8-13 机械手的外形及其与料架的配置1-手部2-手腕3-小臂4-工件5-大臂6料架(二)、拖动情况介绍具体动作顺序是：原始位置（装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平位置，手腕很横移向右，手指松开）——手指夹紧（抓住卡盘上的工件）——松卡盘——手腕左移（从卡盘上卸下已加工好的工件）——小手臂上摆——大手臂下摆——手指松开（工件放回料架）——小手臂收缩——料架转位——小手臂伸出——手指夹紧（抓住未加工零件）——大手臂上摆（取送零件）——小手臂下摆——手腕右移（将工件装到机床的主轴卡盘中）——卡盘收紧——手指松开，等待加工。
表8-4 电磁阀状态表求。
（三）、设计要求1）加工中上料、下料各动作采用自动循环。
2）各动作之间应有一定的延（由时间继电器调定）。
3）机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。
4）油泵电机（采用Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。
5）应有必要的电气保护与联锁环节。
二、设计过程（一）、总体方案选择说明机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
冲床上下料机械手毕业设计说明书
绪论1. 机械手概述工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。
特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
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。
机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。
机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。
机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。
生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。
因此，在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用[1]。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强，仅为某台机床的上下料装置，是附属于该机床的专用机械手。
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[2]。
机械手的组成机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
搬运机械手电气控制系统设计
目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.2机械手概述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。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
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。
注塑机机械手装机配电手册
一 电压符号说明： 两相交流电 AC220V =>以R 相. T 相 表示。
三相交流电 AC220V =>以R 相. S 相. T 相 表示。
直流电 DC24V =>以P （正极）. N （负极）表示。
直流电 DC24V =>以V+（正极）. 0V （负极）表示。
直流电 DC12V =>以P （正极）. N （负极）表示。
直流电 DC12V =>以V+（正极）. 0V （负极）表示。
※※※※※※※要以三相电表测量确认※※※※※※二 电机用图代号画法： 继电器电磁阀A 接点（常开接点）B 接点（常闭接点C 接点（公共接点）即一组A 接点与一组B 接点的共接点三 造裕机械手信号接线定义：开模安全 12此接点为一“常开接点A(接点)”, 即机械手下降至模内时, 此接点为断路射出机不能开模.关模安全 34此接点为一“常开接点A(接点)”, 即机械手下降至模内时, 此接点为断路射出机不能关模.突模延迟 67此接点为一“常开接点A(接点)”, 即自动时机械手顶针延时时间到, 此接点为短路射出机才能顶出.关模启动 8 9此接点为一“常开接点A(接点)” 且为一瞬间接点, 即自动时机械手下降取物上升后, 此接点为短路直到开模完信号断路, 此接点即断路.开模完成信号11此接点为射出机已开模完成停止信号, 机械手可下降的信号, 需是一组电源输入至机械手, 此信号可为DC12V ,DC24V ,AC220V , 只需更换机械手机身继电器板 RY1 继电器.安全门信号 13此接点为射出机安全门已关上信号, 需是一组电源输入至机械手, 此信号可为DC12V ,DC24V ,AC220V , 只需更换机械手机身继电器板 RY0 继电器.电源 AC220V 14号 15号 电线四机械手信号接线方法：1 开模完成信号：⑴旧型继电器回路射出机。
如开模完成信号开关，没有单独输出则采用下列接法需加一个继电器。
(完整word版)机械手臂课设说明书.
)机械手臂课设说明书.目录1引言 (1)2 PLC的简介 (2)2。
1 PLC的产生 (2)2.2 PLC的定义和特点 (2)2。
2。
1 PLC的定义 (2)2.2.2 PLC的特点 (2)2。
3可编程控制器的主要性能指标 (3)2。
4 PLC系统的组成 (4)2。
4.1 PLC的硬件结构 (4)2.4。
2 PLC的软件 (4)2。
5 PLC的应用领域 (4)3方案设计 (6)3。
1 主程序设计 (6)3。
2 公用程序设计 (7)3.3 自动程序设计 (8)3.4 手动程序设计 (9)3.5 自动回原点程序设计 (9)4心得体会 (11)参考文献 (12)附录1 (13)附录2 (17)1引言机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。
机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。
特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。
总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段.国内外都十分重视它的应用和发展。
可编程序控制器（PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。
随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一［1]。
由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性,如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用PLC。
机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。
我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。
2 PLC的简介2。
机械手电气控制系统的设计说明
井式加热炉抓取机械手电气控制系统的设计王强专业名称：自动化指导教师：斌讲师摘要工业机械手是一种仿人操作、自动控制、可重复编程且能在四维空间完成各种作业的机电一体化自动生产设备。
对稳定和提高产品质量，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作用，特别适合于多品种、变批量的柔性生产。
本课题主要任务是设计一抓取机械手来完成无人化工厂中某一阶段性工作。
机械手系统采用圆柱坐标方式，由PLC作为中央控制单元，控制三路交流伺服驱动器、位置单元模块与其它功能块，驱动各轴伺服电机准确定位。
定位完成后，再执行手部抓取动作，以完成指定任务。
设计了上位机组态，方便人们监视现场运行情况以与实现故障准确定位，并简单叙述系统参数设置与调试方法。
本文重点解决的问题——电气控制系统设计本课题中主要容：(1)机械手方案设计与驱动电机选型；(2)电气控制系统硬件线路设计；(3)控制系统程序设计；(4)上位机组态设计与系统调试；关键词：机械手交流伺服控制器 PLC 组态松下AbstractIndustrial machinery hand is a fake person operation, automatic control, programmable and can complete all kinds of operations in four-dimensional space electromechanical integration automatic production equipment. To stabilize and improve product quality, improve production efficiency, improve labor conditions and the rapid upgrading of products plays a very important role, especially suitable for many varieties, varying quantities of flexible production.The main task is to design a gripping manipulator to complete no chemical plant in a phased work. Manipulator system using a cylindrical coordinate, by PLC as the central control unit, control of three AC servo driver, position unit module and other functional blocks, the axis servo motor positioning. Positioning is completed, then the execution of hand grasping movements, to complete the assigned task. Design of PC configuration, convenient for people to monitor the site operation and the realization of accurate fault location, and briefly narrates system parameter setting and debugging method.This paper focus on solving problems -- electrical control system designIn this paper the main contents:(1) manipulator design and drive the motor selection;(2) the electrical control system hardware circuit design;(3) the control system program design;(4) PC configuration design and system debugging;Key words: manipulator, Panasonic, ACservo controller, PLC, configuration目录摘要2Abstract3目录5前言71 绪论91.1机械手概况91.2 机械手简史91.3 机械手发展状况101.4 简述机械手分类111.5 机械手发展趋势131.6 本课题任务132 抓取机械手方案设计152.1机械手总体结构设计与基本参数152.2手部结构设计162.3机械手移动基座设计182.3.1基座设计182.3.2 基座伺服电机选型192.4 升降系统机构设计212.4.1 升降机构设计212.4.2 升降伺服电机选型223 机械手电气控制系统设计243.1 伺服电机与驱动器简介243.1.1 交流伺服电机243.1.2 伺服控制器253.2 机械手电气系统设计273.2.1主电路设计273.2.2控制电路设计294 机械手控制系统设计334.1 可编程逻辑控制器334.2 系统I/O点数与地址分配374.3系统程序设计394.3.1 加热炉放料程序设计404.3.2 加热炉取料与淬火程序设计46 5上位机组态与系统调试495.1 组态概念介绍495.2 机械手系统组态设计50总结52致53参考文献54 附录一55 附录二56前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手设计说明书(步进电机)
第一章前言1.1 研究的目的及意义机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可以实现生产的机械化和自动化，能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，可以广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。
它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。
使用PLC的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。
适应工业需要，本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同颜色的物料按预先设定的程序进行分拣，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。
采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，只要重新编程，并能很快地投产，降低安装和转换工作的费用。
本设计主要完成机械手的硬件部分与软件部分设计。
主要包括执行系统、驱动系统和控制系统的设计。
1.2 机械手在国内外现状和发展趋势机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。
机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。
机械手电气控制系统设计
机械手电气控制系统设计电气控制系统是机械手的一个重要组成部分，它负责控制机械手的运动、姿态和工作程序等，以实现其预定的操作任务。
本文将结合实例，介绍机械手电气控制系统的设计思路和关键点。
1.设计思路1.1系统可靠性：机械手在工作过程中需要保证高度的可靠性和稳定性，电气控制系统的设计应考虑各种可能的故障，并采取相应的措施进行防护和容错处理。
1.2运动控制精度：机械手的运动需要高度准确的控制，因此电气控制系统应具备足够的精度，以确保机械手能够完成高精度的操作任务。
1.3灵活性和可扩展性：电气控制系统应具备良好的灵活性和可扩展性，能够适应不同的工作环境和任务需求，并能够方便地进行功能扩展和改进。
2.关键点2.1电气控制器选择：根据机械手的规模和需求，选择适当的电气控制器。
常见的选择包括PLC（可编程逻辑控制器）、DSP（数字信号处理器）等。
选择电气控制器时需要考虑其性能、功能、可靠性、扩展性和成本等因素。
2.2传感器选型：机械手的电气控制系统需要各种传感器来获取机械手关节的位置、速度、力矩等信息，以实现准确控制。
选择合适的传感器是电气控制系统设计中的关键环节，常用的传感器包括编码器、加速度计、光电传感器等。
2.3运动控制算法：机械手的运动控制是电气控制系统设计的核心，需要考虑机械手的运动规划、轨迹规划和动力学控制等问题。
常见的运动控制算法包括PID控制、模糊控制、遗传算法等，根据机械手的需求选择合适的算法。
2.4人机界面设计：为了方便操作和监控，机械手的电气控制系统需要设计一个人机界面，可以通过触摸屏、键盘、指示灯等方式实现对机械手的控制和状态显示。
3.实例分析以工业生产线上的机械手电气控制系统设计为例，该机械手需要完成从料盘上取出零件、装配、焊接等任务。
首先，选择PLC作为电气控制器，具备良好的可靠性和扩展性。
接下来，选择编码器作为关节位置传感器，通过读取编码器信号获取关节的实时位置信息。
针对机械手的运动控制，采用PID控制算法实现关节的位置和速度控制。
机械手说明书
--前言机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。
它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业，因此获得日益广泛的应用。
机械手一般由执行机构、驱动系统、控制系统及检测装置三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。
本篇介绍的是用于物件装卸的机械手的设计，属圆柱坐标式机械手。
本篇根据设计机械手的一般程序，分八步详细地的介绍了用于物件装卸的机械手的设计的过程。
第一章设计任务书一.设计内容：1、机械手机构总体方案设计2、手架的结构设计3、液压、气压或电气系统设计机械手动作要求是：手架能作任何角度的伸缩和转动。
各动作由液压、气压驱动，电磁阀控制。
手架承重不小于10kg。
第二章设计任务分析以及总体方案机械手是一种模仿人手部分动作,按照预先设定的程序、轨迹或其它要求，实现抓取、搬运工件或者操纵工具的自动化装置。
一.机械手设计原则总体设计的任务：包括执行系统、驱动系统、控制系统的设计及参数计算，最后绘出草图。
总体设计后要进行各部件的强度、刚度、驱动力验算。
1、运动设计及确定主要要求手架能作任何角度的伸缩和转动2、驱动方式：液压、气压驱动该机械手是独立的自动化机械装置。
通用性高，机械手结构比较复杂。
手臂可作前后伸缩、上下升降和水平左右摆动三个动作，手臂可以绕Z轴转动360度4）按驱动方式分为联合驱动，电力驱动，液压驱动。
5）按臂力大小来说是中型机械手。
二、机械手分类1.按驱动方式分：液压式、气动式、机械式2.按适用范围分：专用机械手、通用机械手3.按运动轨迹控制方式分：点位控制、连续轨迹控制4.按臂部的运动形式分：直角坐标式、圆柱坐标式、球座坐标式、关节式三.机械手主要组成：机械手主要是由执行系统，驱动系统，控制系统三大部分组成。
1、执行部分执行系统是机械手的机械传动结构部分。
它包括手、手腕、手臂和机座等部件。
机械手设计说明书
机械专业课程设计指导老师：设计者：学号：专业班级：设计题目：搬运机械手完成时间：2011年07 月02日目录一、设计任务 (1)1.1 设计任务介绍 (1)1.1.1 课程设计的目的. (1)1.1.2 课程设计的容. (1)1.1.3 课程设计的要求. (1)1.1.4 课程设计的具体任务. (2)1.1.5 研究机械手的意义. (2)1.2 设计任务明细 (3)1.2.1 总体方案的设计. (3)1.2.2 机械系统的设计 (3)二、总体方案设计 (3)2.1 驱动系统 (3)2.2 执行 (4)2.3 控制系统 (4)3.1 机械传动装置的组成及原理 (5)机械手的机械传动装置示意图如下. (5)3.2 滚珠丝杠简介与特点 (5)3.3 滚珠丝杠的设计及选型 (6)3.3.1 螺旋类型及种类. (6)3.3.2 初始条件 (6)3.3.3. 滚珠丝杠副的组成及主要尺寸. (7)3.3.4 计算过程 (7)3.3.5 滚珠丝杠最小轴经校核. (9)3.4 电机选型及联轴器选型 (9)3.4.1 电机选型 (9)3.4.2 联轴器的选择. (9)3.5 键的选择与校核 (10)3.5 轴承的选型与校核 (10)3.5.1 轴承的选型. (10)3.5.2 轴承的校核. (10)3.6 主要联接部位螺栓的校核 (12)3.7 轴承座、机架、导向柱、底座等基本构件的结构设计 (13)四、电气控制系统设计 (13)4.1 控制系统的基本组成 (13)4.2 电气元件的选型 (14)4.2.1 可编程序控制器的选择 (14)4.2.2 步进电机驱动器的选择 (14)4.2.3 步进电机选择与控制 (15)4.3 电气控制电路的设计 (16)4.4 控制程序的设计 (17)4.4.1 机械手搬运流程图 (17)4.4.2 输入/ 输出地址分配 (17)4.4.3 机械手位移控制程序 (18)4.4.4 搬运机械手搬运程序设计. (21)五、课程设计总结 (28)六、参考文献 (29)一、设计任务1.1设计任务介绍1.1.1课程设计的目的通过课程设计培养学生综合运用所学知识和能力、提高分析和解决实际问题能力的一个重要环节，专业课程设计时建立的专业基础课程和专业方向课的基础上的，是学生根据所学课程进行的工程基本训练，课程设计的目的在于：1、培养学生综合运用所学的基础理论和专业知识，独立进行机电控制系统产品的初步设计工作，并结合设计或试验研究课题进一步巩固和扩大知识领域。
机械手电气控制系统设计说明
机械手电气控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。
自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。
机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。
本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器 (PLQ 控制功能。
使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。
关键字：机械手；自动化装备；可编程控制器；PLC摘要前言 (2)第1章设计目的及主要内容 (3)1.1 设计目的 (3)1.2.主要内容 (3)第2章机械手的操作要求及功能 (4)2.1.操作要求 (4)2.2操作功能 (5)第3章PLC及机械手的选择和论证 (6)3.1PLC (6)3.1.1 PLC 简介 (6)3.1.2 PLC的结构及基本配置 (6)3.1.3 PLC 的选择 (7)3.2机械手 (7)3.2.1机械手简介 (7)3.2.2机械手的选择 (8)第4章硬件电路设计及描述 (8)4.1操作方式 (10)4.2输入与输出分配表及I/O分配接线 (10)第5章软件电路设计及描述 (12)5.1机械手的操作系统程序 (12)5.2回原位程序 (12)5.3手动单步操作程序 (13)5.4自动操作程序 (14)5.5机械臂传送系统梯形图 (14)5.6指令语句表 (16)18第6章总结 (17)参考文献大二的学习即将结束，课程设计是其中一个重要环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
三轴机械手设计说明书
目录前言 (2)第一章绪论 (3)1.1 引言 (3)1.2 工业机械手的含义 (4)1.3 选题背景与意义 (4)1.4 工业机械手的组成 (6)1.5 工业机械手的发展及国内外发展趋势 (7)第二章三轴伺服驱动机械手结构设计方案 (12)2.1 机械手的设计方法 (12)2.1.1 机械手的选择与分析 (12)2.1.2 直角坐标机械手的设计方法 (13)2.2 机械手的结构设计 (18)2.2.1 机械手的总体设计 (18)2.2.2 机械手的传动部件设计 (19)2.2.3 机械手的臂部设计 (20)2.3 三轴伺服驱动机械手机构的特点 (21)第三章工业机械手的运动系统分析 (22)3.1 工业机械手的运动系统分析 (22)3.1.1机械手的运动概述 (22)3.1.2 机械手的驱动方式 (24)第四章三轴伺服驱动机械手零件的设计 (33)4.1 伺服电机的选择 (33)4.2 减速机的选择 ..................错误!未定义书签。
4.3 齿轮齿条的选择 (35)4.4 导轨的选择 (43)第五章结论 (45)致谢.............................错误!未定义书签。
参考文献.. (46)前言进入21世纪后,FANUC公司开发成功了配备有视觉传感器和力觉传感器的智能机械手。
到现在已拥有可搬运质量从 2 公斤到1.2 吨的种类丰富的商品系列。
随后，FANUC公司又开发了运用这一智能机械手的长时间连续机械加工系统机械手单元。
在整个加工工序中加工作业本身使用数控机床进行自动化加工已经非常普遍了。
但是，附带作业，毛比如在加工中心的夹具上进行加工材料装卸的作业，以及去毛刺边，清洗等作业中的很多部分，现在还是依靠人工来完成。
机械手单元使用智能机械手，不但实现了这些作业的自动化，而且在世界上最早实现了。
小时的长时间连续加工，现在在FANUC公司的工厂共运转着13 套这样的机械手单元。
搬运机械手电气控制系统设计
搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手是一种能够自动进行物品搬运的机器人。
它们广泛应用于各种工业领域，如汽车制造、仓储物流、半导体生产等。
电气控制系统是搬运机械手的重要组成部分，它可以控制机械臂的移动和抓取动作，提高机器人的运行效率和精度。
本文将介绍搬运机械手电气控制系统的设计原理、硬件结构和软件实现等内容。
一、设计原理搬运机械手的电气控制系统一般由控制器、电机驱动器和传感器等组成。
控制器是机械手的“大脑”，它可以接收指令和传感器反馈信号，并对电机驱动器进行控制。
电机驱动器可以将控制器发送的电信号转换成机械臂的运动。
传感器可以感知机械臂的状态和周围环境的情况，提供反馈信号给控制器做出相应的调整。
二、硬件结构1. 控制器控制器是搬运机械手电气控制系统的核心部分。
它一般由微处理器、存储器、输入输出接口等组成。
微处理器是控制器的主要芯片，它可以将程序后的代码翻译成相应的机器指令，然后控制器可以根据机器指令来完成相应的动作。
存储器可以对程序进行储存，保证搬运机械手在断电或故障情况下能够重新启动和恢复工作。
输入输出接口可以将控制器与电机驱动器和传感器进行连接，在实现机械臂的控制和状态反馈的过程中发挥重要作用。
2. 电机驱动器电机驱动器是将控制器发送的电信号转换成机械臂运动轨迹的硬件设备。
驱动器的选择要根据机械臂的负载和速度要求进行匹配。
常见的驱动器有步进电机驱动器、直流电机驱动器、交流伺服驱动器等。
除了根据负载和速度要求进行匹配外，还需要根据控制器输出信号的电压和电流进行选择。
3. 传感器传感器是搬运机械手电气控制系统中的重要组成部分。
它可以感知机械臂的状态和周围环境的变化，提供反馈信号给控制器进行相应的调整。
常见的传感器有位置传感器、力传感器、温度传感器等。
位置传感器可以感知机械臂的位置和速度，力传感器可以感知机械臂的受力情况和负载变化，温度传感器可以感知机械臂和周围环境的温度等。
三、软件实现搬运机械手的电气控制软件一般分为机器人控制软件和人机交互软件两部分。
伺服电机控制的机械手的电气说明书
伺服电机控制的机械手的电气说明书伺服电机控制的机械手是一种集成了伺服电机和精密控制技术的自动化设备，广泛应用于工业生产、实验室研究等领域。
以下是对伺服电机控制机械手电气说明书的详细介绍：一、产品概述伺服电机控制机械手是一种采用伺服电机作为动力源，通过电子控制系统实现精确运动的自动化设备。
它主要由伺服电机、控制器、传感器、执行机构等组成，能够实现复杂的工作流程和精确的位置控制。
二、产品特点1. 高精度：伺服电机控制机械手具有高精度的运动控制能力，能够实现微米级别的位置控制。
2. 高速度：伺服电机控制机械手具有高速度的运动能力，能够提高生产效率和作业速度。
3. 柔韧性：伺服电机控制机械手可以实现多种复杂的运动轨迹和动作，适应不同的作业需求。
4. 稳定性：伺服电机控制机械手具有优良的抗干扰能力和稳定性，能够在恶劣环境中保持稳定的性能。
5. 易于编程和控制：伺服电机控制机械手配备先进的控制系统和编程软件，便于用户进行编程和控制。
三、技术参数1. 伺服电机：伺服电机是伺服电机控制机械手的核心组件，具有高扭矩、高精度、高响应速度等特点。
2. 控制器：控制器是伺服电机控制机械手的大脑，负责接收指令、处理信号和控制伺服电机的运动。
3. 传感器：传感器是伺服电机控制机械手的感觉器官，能够实时监测机械手的位置、速度和力等参数。
4. 执行机构：执行机构是伺服电机控制机械手的执行部分，包括机械臂、夹具等，负责完成具体的作业任务。
四、安装与使用1. 安装：将伺服电机控制机械手安装在合适的位置，确保与电源、控制器和其他设备的连接牢固。
2. 接线：按照说明书连接伺服电机控制机械手的电源、控制器、传感器和执行机构等部件。
3. 编程：使用编程软件对伺服电机控制机械手进行编程，设置相应的运动参数和动作流程。
4. 调试：启动伺服电机控制机械手，进行调试，确保其正常运行和满足作业需求。
五、维护与保养1. 定期检查：定期对伺服电机控制机械手进行外观检查，确保其正常运行。
五关节教程机械手——说明书
基于PLC的五轴教学机械手设计摘要本毕业设计要求学生掌握机械手或工业机械手的结构及工作原理，设计一关节型五轴教学用机械人的控制系统。
整个设计以控制为主，结构设计可参考同类机械人。
机械人共有五个关节动作和一个抓手动作，使用五个步进电机分别控制五个关节的动作，抓手的抓物动作由气阀控制。
控制箱部分由电源、可编程控制器、步进电机驱动模块及相应的按钮组成，具有手动和自动控制功能。
所设计机械人可进行简单机械手模拟控制的实验。
主要任务包括机械手总体设计、型式选择、机械手的I/O配置、设计机械手的流程图、设计机械手的梯形图、编制机械手的语句表、选择传感器等元件及设计系统图。
关键词：教学机械手，五自由度，步进电机，气阀控制，PLCPLC-based teaching of five-axismanipulator designAbstractDesign requirements of the graduate students to master the structureand working principle of manipulator or industrial robot , design acontrol system of the five-axis teaching type robot. The whole design isbase on control system.structural design can refer to the same robot. There are five robot joint action and a handle movement, the movement offive joints were controlled by five separate stepper motor , the grasping movements were controlled by the valve. Control box in part by the power supply, programmable controller, stepper motor drive module and the corresponding button of the function with manual and automatic control. Designed robot manipulator can be simple analog control experiment.The main tasks include robot design, type selection, the robot I /O configuration, the flow chart of robot design, the ladder diagram ofrobot design,the STL of robot design , select the design of sensor components and systems.Keywords: Teaching manipulator，Five degrees of freedom，Stepping Motor，Valve control, PLC目录绪论 (1)第一章机械手的总体设计 (3)1.1运动设计要求 (3)1.2驱动系统的选择 (3)1.3教学型五关节机械手机构简图 (3)第二章气动机械手的气缸设计 (5)2.1基座及连杆的结构 (5)2.1.1基座的结构 (5)2.1.2大臂的结构 (6)2.1.3小臂的结构 62.1.4手腕的结构72.2机械手手部的设计 (8)2.2.1根据课程选择手部类型 (8)2.2.2手部的设计 (8)2.3机械手的驱动与转动 (10)2.3.1手臂部分的传动方案 (11)2.3.2手指驱动缸的设计和选定 (14)第三章机械手的控制系统设计 (19)3.1步进电机控制系统的设计 (19)3.1.1PLC对步进电机的控制 (19)3.1.2脉冲分配器的选择 (20)3.1.3功率放大电路的设计 (22)3.2气动部分控制系统的设计 (23)3.2.1气动系统的介绍 (24)3.2.2气动系统的分类253.2.3气动控制方式253.2.4装置的技术要求273.2.5控制方式的选择273.2.6气动回路的设计273.2.7传感器的选择33 第四章机械手PLC程序设计 (37)4.1PLC概述 (37)4.2输入和输出点分配表 (37)4.3PLC软件程序 (39)4.3.1 PLC 梯形图 (39)4.3.2 PLC 语句表 (43)4.3.3机械手控制面板 (45)参考文献 (46)绪论一、机械手的研究现状热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。
机械手项目设计说明书
机械手的设计论文说明在工业生产和其他领域内,由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。
自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。
PLC机械手设计主要是依靠限位开关和电磁阀的控制及推动来实现的.机械手的所有动作均采用电控制、气压驱动。
它的上升/下降、左移/右移和左旋转/右旋转均采用双线圈双位电磁阀推动气压缸完成。
机械手的动作转换依靠限位开关来控制并且按照一定的顺序动作。
在机械手运动的过程中会安装检测灯来检测其运动的启停。
本设计所用机械部件有模拟机械手爪，电气方面有可编程控制器（PLC）、开关电源、电磁阀、等部件。
按钮发出两路脉冲到机械手驱动，控制它的前后移动由气动阀Y4控制，左右移动由气动阀Y5控制，左右旋转由气动阀Y6控制，夹紧和放松由气动阀Y7控制,另外还有启动和停止两个按钮。
机械手自动完成全部动作。
目录前言 (3)第一章 PLC的介绍 (5)1.1 PLC概述 (5)1.1。
1 可编程控制器的产生和发展 (5)1。
2 PLC的主要功能 (6)1.2。
1 PLC基本组成 (6)1.2.2 PLC的特点 (7)第二章 PLC机械手的介绍 (8)2.1 PLC机械手的原理 (8)2.1。
1 PLC机械手的原理及流程图 (8)2。
2 电路中主要元器件的介绍 (9)2.2.1 电磁继电器的原理及应用 (9)2。
2。
2 电磁阀的工作原理及应用 (9)2.2.3 接近开关工作原理及应用 (10)第三章应用PLC设计机械手的步骤 (11)3。
1 输入输出点分配表 (11)3.2 机械手的接线图 (12)3.3 PLC机械手的程序设计 (14)3.3。
1 PLC机械手的梯形图语言 (14)3.3.2 PLC机械手指令表语言 (15)第四章 PLC机械手的程序调试 (18)4。
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（一）、基本情况介绍
机械手结构、动作与控制要求
机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并右电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。
机械手的结构如图8-13所示，主要由手指1、手腕2、小臂3、和大臂5等几部分组成。
料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
每转动一定角度（由工件数决定）以保证待加工零件4对准机械手。
机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表8-4所示。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
图8-13 机械手的外形及其与料架的配置
1-手部 2-手腕 3-小臂 4-工件 5-大臂 6料架
(二)、拖动情况介绍
具体动作顺序是：
原始位置（装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平位置，手腕很横移向右，手指松开）——手指夹紧（抓住卡盘上的工件）——松卡盘——手腕左移（从卡盘上卸下已加工好的工件）——小手臂上摆——大手臂下摆——手指松开（工件放回料架）——小手臂收缩——料架转位——小手臂伸出——手指夹紧（抓住未加工零件）——大手臂上摆（取送零件）——小手臂下摆——手腕右移（将工件装到机床的主轴卡盘中）——卡盘收紧——手指松开，等待加工。
（三）、设计要求
1）加工中上料、下料各动作采用自动循环。
2）各动作之间应有一定的延（由时间继电器调定）。
3）机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。
4）油泵电机（采用）及各电磁阀运行状态应有指示。
5）应有必要的电气保护与联锁环节。
二、设计过程
（一）、总体方案选择说明
机械手的分类
工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
1按用途分
机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:
专用机械手
它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。
专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大附属，如自动机床、自动线的上、下料机械手和‘加工中心”批量的自动化生产的自动换刀机械手。
通用机械手
它是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。
通过调整可在不同场合使用，驱动系统和格性能范围内，其动作程序是可变的，控制系统是独立的。
通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。
通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位，只能是点位控制:伺服型具有伺服系统定位控制系统，可以点位控制，也可以实现连续轨迹控制，一般的伺服型通用机械手属于数控类型。
2按驱动方式分
液压传动机械手
是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。
其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。
但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。
若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。
气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。
其主要特点是:介质来源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。
但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
机械传动机械手
即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。
它是一种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。
它主要特点是运动准确可靠，动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。
它常被用于工作主机的上、下料。
电力传动机械手
即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的机械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。
其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。
此类机械手目前还不多，但有发展前途。
按控制方式分
点位控制
它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。
若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。
目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。
连续轨迹控制
它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。
这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制[4]。
本设计中的机械手采用关节式结构，并右电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。
原始位置（装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平位置，手腕很横移向右，手指松开）——手指夹紧（抓住卡盘上的工件）——松卡盘——手腕左移（从卡盘上卸下已加工好的工件）——小手臂上摆——大手臂下摆——手指松开（工件放回料架）——小手臂收缩——料架转位——小手臂伸出——手指夹紧（抓住未加工零件）——大手臂上摆（取送零件）——小手臂下摆——手腕右移（将工件装到机床的主轴卡盘中）——卡盘收紧——手指松开，等待加工。
（二）、控制方式选择
根据要求选择用电气控制，由油泵电机（采用）驱动，继电器，时间继电器，限位开关控制。
（三）、设计电气原理图
电气控制设计图及继电器控制
机械手电气控制系统工作流程图
继电器控制
YV1 手指夹紧 YV2 手指放松
YV3 手腕左移 YV4 手腕右移
YV5 小臂伸出 YV6 小臂收缩
YV7 小臂上摆 YV8 小臂下摆
YV9 大臂上摆 YV10 大臂下摆
限位开关
SQ0 手指夹紧限位开关 SQ1 手指放松限位开关
SQ2 手腕左移限位开关 SQ3 手腕右移限位开关
SQ4 小臂伸出限位开关 SQ5 小臂收缩限位开关
SQ6 小臂上摆限位开关 SQ7 小臂下摆限位开关
SQ8 大臂上摆限位开关 SQ9 大臂下摆限位开关
输出原件逻辑表达式
时序逻辑状态表如下
1、主电路设计
见附录1
2、控制电路设计
见附录2
3、按设计要求检查各动作程序，各种保护联锁等全部符合要求，绘制电气控制纵原理
图
三、设计小结
此次电气机械手电气控制系统设计让我重新研究电气的控制技术，并且自学电气CAD，从以前的略懂到现在比较深入了解工业电气控制的一些环节和设备，并且比较全面的将所学的电气控制和电力拖动方面的知识运用于设计当中。
整个机械手电气控制系统设计分阶段地有循环的完成，从电气控制的设计到电力拖动方面的设计。
从开始的照搬书本上的例题作改进，到之后自己用时序法设计出来，并且考虑了电气互锁等条件，然而自己的知识终归有限，考虑的东西肯定有不周到之处，而且电路图也未经实际电路检验，但是这个课程设计还是让我收获很多。
附录一
主电路图
附录二
分解控制电路图1
分解控制电路图2。