机械手控制电路.docx
简易机械手控制电路设计
练习题目：简易机械手控制电路设计一．任务：1.机械原点设在可动部分左上方，即压下左限开关和上限开关。
并且工作钳处于放松状态。
上升、下降和左、右移动由电磁阀驱动气缸来实现，当工件处于工作台B有无工件，只在无工件时才发出下放信号。
◆机械手工作循环为：◆工步图和机械运动状态示意图表示如下：2．要求：1）PLC梯形图设计，工作方式为：自动循环、点动、单周循环和单步步进四种；单周循环：按下启动按钮后，系统完成一个周期的运行，停在初始状态，若要继续运行，需再次按下启动按钮；自动循环：按下启动按钮后，系统完成一个周期的运行后自动进入下一个周期的运行。
运行过程中，按下停止按钮，系统完成当前周期的运行，停止在初始状；点动：机械手根据不同的按钮命令作相应的动作，松开按钮动作停止；单步步进：点按相应的按钮后，机械手完成一个完整的工步工作。
2）有必要的电气保护和联锁；3）自动循环时应按上述顺序动作。
4）PLC设计应列出I/O元件分配表、I/O连接图、梯形图和指令表。
二、PLC程序设计：1．确定执行与控制器件。
1）电磁阀YV状态与功能：2）分析工步并列出各运动状态下位置开关和电磁阀YV状态。
3）按钮分配与操作。
准备：SB1=1 启动机械手：SB2=1正常停止：SB3=1 急停：SB4=1Ⅰ点动方式：右行SB5=1 左行SB6=1上升SB7=1 下降SB8=1夹紧SB9=1 放松SB10=1Ⅱ自动循环：在原点位置，按一下SB2，执行自动循环，夹紧与放松各2秒。
在工作中，按一下SB3，继续工作到原点位置才停。
* 在任何工作过程，按下SB4，所有器件都断电。
* 初态特征：HL=ON SQ6=1 SQ5=1 YV5=1机械手实验说明一、工艺流程：二、I/O分配：。
机械手控制电路(doc 50页)
机械手控制电路(doc 50页)学业作品主要内容：(1)机械手的控制电路的原理(2)机械手控制的PLC的程序的编程(3)机械手控制的液压系统的选择以及设计(4)机械手的CAD制图，以及装配图要求完成的主要内容：本次设计的液压传动机械手根据规矩的动作顺序，综合运用所学的基本理论，统图，PLC控制图，机械手的机械机构采用油缸，螺杆导向管等机械件组成；在液压传动机构中机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的传动采用齿条传动，机械手的升降采用升降油缸立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC 控制回路中采用FX2N，当按下连续启动后，PLC按制定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手惊醒相应的动作循环，当按下连续停止后机械手在完成一个循环动作后停止。
指导教师签名：专业负责人签名：黄冈职业技术学院机电学院学业作品开题报告课题名称: 机械手控制电路学院机电学院专业电气自动化班级201402班姓名孔豪学号201403023226指导教师倪涛毕业设计说明书题目：机械手控制电路学院：黄冈职业技术学院专业：电气自动化学号： 201403023226 姓名：孔豪指导教师：倪涛完成日期： 2016年12月27日The design of the hydraulic manipulatorAbstract: The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the designand drawing the necessary assembly,hydraulic system map PLC control system diagram Manipulator mechanical structure using tanks screw ,guide tubes and other mechanical device component In the hydraulic drive bodies manipulator arm stretching using telescopic tank rotating column of tanks used rack manipulator movements using tank movements the column takes the horizontal movement of tanks The PLC control circuit use the type of FX2N PLC When pressed for commencement PLC in accordance with the prescribed procedures through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.Keywords：Manipulator, Hydraulic, Control Loop, PLC.目录第一章前言 (7)1.1 工业机器人简介 (7)1.2世界机器人的发展 (8)1.3 我国工业机器人的发展 (8)1.4 我要设计的机械手91.4.1 臂力的确定 (9)1.4.2 工作范围的确定 (9)1.4.3 确定运动速度91.4.4 手臂的配置形式 (10)1.4.5 位置检测装置的选择 (10)1.4.6 驱动与控制方式的选择 (10)第二章手部结构 (11)2.1概述 (11)2.2 设计时应考虑的几个问题 (11)2.3 驱动力的计算 (12)2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析 (13)第三章腕部的结构 (14)3.1 概述 (14)3.2 腕部的结构形式 (15)3.3手腕驱动力矩的计算 (15)第四章臂部的结构 (17)4.1 概述 (18)4.2手臂直线运动机构 (18)4.2.1手臂伸缩运动 (18)4.2.2 导向装置 (19)4.2.3 手臂的升降运动 (20)4.3 手臂回转运动 (20)4.4 手臂的横向移动 (21)4.5 臂部运动驱动力计算 (22)4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算 (22)4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算 (22)4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算 (22)第五章液压系统的设计 (23)5.1液压系统简介 (23)5.2液压系统的组成 (23)5.3机械手液压系统的控制回路 (24)5.3.1 压力控制回路 (24)5.3.2 速度控制回路 (25)5.3.3 方向控制回路 (25)5.4 机械手的液压传动系统 (26)5.4.1 上料机械手的动作顺序 (26)5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍 (26)5.5机械手液压系统的简单计算 (29)5.5.1 双作用单杆活塞油缸 (29)5.5.2 无杆活塞油缸(亦称齿条活塞油缸) (32)5.5.3 单叶片回转油缸 (32)5.5.4油泵的选择 (34)5.5.5 确定油泵电动机功率N (34)第六章 PLC控制回路的设计 (35)6.1电磁铁动作顺序 (35)6.2 根据机械手的动作顺序表，选定电磁阀、开关等现场器件相对应的PLC内部等效继电器的地址编号，其对照表如下：366.3 PLC与现场器件的实际连接图 (39)6.4 梯形图 (40)第七章结束语 (46)第八章参考文献 (47)第九章致谢 (49)第一章前言1.1 工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。
机械手控制系统设计(完整版).doc
机械手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。
本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。
设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。
该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。
机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。
机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。
通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。
通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。
关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图IIThe Design of Manipulator Control SystemABSTRACTIn industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved.The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient.The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training.Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram目录第1章绪论 (1)1.1 机械手的背景与现实意义 (1)1.2 国内外机械手研究概况 (1)1.3 机械手控制存在的问题及最新发展 (3)1.3.1 利用单片机实现对机械手的控制 (3)1.3.2 利用传统继电器实现对机械手的控制 (3)1.3.3 PLC实现对机械手的控制 (3)1.4 本文主要工作 (5)第2章机械手控制系统工艺流程与总体方案设计 (6)2.1 机械手控制系统的流程设计 (6)2.2 机械手的工艺过程 (6)2.3 机械手总体控制方案的设计思路 (7)第3章机械手硬件系统设计 (9)3.1电气原理设计 (9)3.1.1 机械手电源电路设计 (9)3.1.2 机械手控制电路 (9)3.1.3工作状态指示灯电路 (11)3.1.4 LED段码指示电路 (11)3.2 PLC的选型及参数 (12)3.3电器元器件的选型 (13)3.3.1 接触器 (13)3.3.2 行程开关 (14)3.3.3 熔断器 (14)3.3.4 低压断路器 (14)3.3.5 控制按钮 (14)3.3.6 直流减速电机 (14)第4章机械手软件系统设计 (15)IV4.1设计任务和控制要求 (15)4.2高级指令说明 (15)4.2.1 定时器指令 (15)4.2.2 顺控继电器(SCR)指令 (17)4.2.3 传送指令 (17)4.2.4 计数器指令 (18)4.2.5 标准转换指令 (20)4.2.6 段码指令 (20)4.3 PLC的I/O接口功能设计与分配 (20)4.3.1 PCL的I/O接口功能设计 (20)4.3.2 I/O接线图 (23)4.4设计系统工作流程 (24)第5章机械手控制系统调试 (25)5.1 西门子S7-200系列PLC编程软件 (25)5.2 程序说明 (26)5.3 故障及其解决方案 (31)第6章总结 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)附录程序清单 (36)1 绪论1.1机械手的背景与现实意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
机械手电路设计范文
机械手电路设计范文1.电源和供电模块：机械手需要稳定的电源供给，因此需要设计一个能够提供足够电流和稳定电压输出的电源模块。
可以使用开关电源或者线性稳压器来实现稳定的电源输出。
在选择电源模块时需要考虑机械手的需求功率和电流，以及输入电压范围。
2.控制电路：控制电路是机械手电路设计中最重要的部分之一、控制电路负责接收来自控制器的指令，并将指令转化为机械手的运动和动作。
在控制电路中通常会使用微控制器或者专用的控制芯片，通过编程或者配置来实现相应的控制功能。
控制电路还需要设计适当的接口，与其他部分进行连接，如电机驱动电路、传感器等。
3.电机驱动电路：电机驱动电路负责控制机械手电机的转动。
根据机械手的不同结构和要求，可能需要设计不同类型的电机驱动电路。
例如，对于直流电机，可以使用H桥电路实现正反转和速度控制功能；对于步进电机，则需要使用步进电机驱动器来实现对步进电机的细微控制。
4.传感器电路：机械手通常需要配备各种传感器来获取环境信息和机械手位置信息。
传感器电路负责接收传感器的信号，并将信号转化为控制系统能够接受的信号。
传感器电路的设计需要考虑传感器的输出信号特点，如电压、电流、频率等，并进行相应的信号调理和处理。
5.通信电路：通信电路是机械手与其他设备或者系统进行数据交流的桥梁。
通信电路可以采用有线或者无线通信方式，如串口通信、以太网通信、无线射频通信等。
通信电路的设计需要考虑通信协议、传输速率以及数据完整性等因素。
6.保护电路：保护电路用于保护机械手电路免受外部电磁干扰、过电压、过电流、过热等因素的损害。
保护电路通常包括过压保护、过流保护、瞬变保护、温度保护等功能。
最后，机械手电路设计还需要考虑成本和可靠性。
成本包括电路元件和制作成本，需要根据项目和预算来进行选择；可靠性包括电路的长期稳定性、抗干扰能力等，需要通过合理的设计和测试来保证。
总之，机械手电路设计是一个复杂的过程，需要对机械手的工作原理、功能需求和环境条件有深入的理解和分析。
(完整word版)PLC机械手臂课程设计原稿
气动机械手控制系统1 课程设计的任务与要求1。
1 课程设计的任务1。
熟悉三菱FX2N PLC的机构及使用。
2.掌握相关的PLC的编程操作并实现所要求的功能。
3。
具备PLC的硬件设计。
4.熟悉PLC仿真软件的操作和仿真。
通过本次论文，进一步加强自己对机械手和PLC的认识，以及它们在生活中广泛应用.1.2 课程设计的要求气动机械手动作示意图如下图所示，气动机械手的功能是将工件从A点搬运到B点,控制要求为:（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,必须驱动反向的线圈才能反向运动；（2)上升、下降的电磁阀线圈分别为MB2、MB1；右行、左行的电磁阀线圈为MB3、MB4；（3）机械手的夹钳由单线圈电磁阀MB5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2s实现；(5）机械手下降、上升、右行、左行的限位由行程开关BG1、BG2、BG3、BG4来实现。
图1 气动机械手动作示意图2气动机械手控制系统设计方案制定本设计采用三菱系列PLC设计下图为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成.当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降,即使线圈再断电,仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止.另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。
设备装有上、下限位开关和左、右限位开关,它的工作过程如图所示，有八个动作，即为:原位下降夹紧上升右移左移上升放松下降图2 机械手的动作周期3气动机械手控制系统设计方案实施3.1气动机械手控制系统电路元器件选择为实现设计目的，本设计需用到两台三相电机，4个接触器，4个继电器.其中M1三相电机控制机械手臂的上下移动(KM1闭合M1电动机正转,机械手臂下降；KM2闭合M1电动机反转，机械手臂上升）；M2三相电机控制机械手臂的左右移动(KM3闭合M2电动机正转，机械手臂右移;KM4闭合M2电动机反转,机械手臂左移）。
机械手控制电路
机械手控制电路1. 引言机械手是一种可以模拟人的手臂动作和手指操作的机器。
它由电动机、传感器和控制电路组成。
机械手控制电路是机械手的核心组成部分，它负责接收外部输入信号，并通过控制电动机的转动以实现机械手的动作。
本文将介绍机械手控制电路的基本原理和设计要点。
首先，我们将讨论机械手的控制电路的主要功能和作用。
然后，我们将详细介绍机械手控制电路所使用的常见元件和电路结构。
最后，我们将讨论机械手控制电路的实现和常见问题。
2. 机械手控制电路的功能与作用机械手控制电路的主要功能是接收来自外部的指令信号，并将其转化为相应的机械手动作。
它起到控制机械手运动的作用，使机械手能够完成预先设定的动作和操作。
机械手控制电路通常与传感器配合使用，可以接收来自传感器的反馈信号，实现对机械手动作的闭环控制。
通过传感器的检测，机械手可以感知外部环境和物体的位置，实现更精确的操作。
3. 机械手控制电路的基本元件3.1 电动机驱动机械手通常由多个电动机驱动，用于控制手臂的运动。
电动机驱动电路可以采用直流电机驱动或步进电机驱动。
直流电机驱动电路通常采用H桥电路来实现正反转控制，步进电机驱动电路则采用脉冲信号控制。
3.2 传感器接口电路传感器接口电路用于接收来自传感器的模拟或数字信号，并将其转化为控制电路所需的电平。
常见的传感器包括位置传感器、力传感器和触摸传感器等。
传感器接口电路通常包括模拟转换电路和数字转换电路。
3.3 控制芯片控制芯片是机械手控制电路的核心，它负责接收外部指令信号，并通过控制信号输出口控制电动机驱动电路。
控制芯片通常采用微处理器或微控制器，具有较强的计算和控制能力。
3.4 电源与稳压电路机械手控制电路需要稳定的直流电源供电。
电源与稳压电路用于对输入电源进行整流、滤波和稳压处理，以保证电路的正常工作。
4. 机械手控制电路的设计要点4.1 选择合适的电动机根据机械手的具体需求，选择合适的电动机。
常见的电动机有直流电机、步进电机和伺服电机。
机械手控制电路毕业设计---机械手控制电路设计
毕业设计机械手控制电路设计摘要随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定方式输送带为主的传统物件搬运方式、不但占用空间而且不容易变更生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加了生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
因此减轻劳动强度，保障生产可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大的问题。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用电磁阀和PLC控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。
在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略关键词：机械手，PLC，控制电路第一章绪论在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
机器手的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
它能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门1.1本课题的设计的目的和意义随着我国经济迅速发展，很多行业技术水平不但提高微电子技术、计算机技术和自动化技术就是其中最快的技术之一，机械手在早期的应用时在汽车制造方面，进行一般的焊接、喷漆、搬运物料等。
机械手控制电路设计
机械手控制电路设计一、引言机械手是一种常见的自动化设备，广泛应用于工业生产和物流领域。
机械手控制电路负责控制机械手的运动和动作，使其能够完成所需的任务。
本文将介绍机械手控制电路的设计原理和方法。
二、机械手控制电路的设计原理1.运动控制：机械手需要能够在三维空间内准确地移动和定位。
因此，机械手控制电路需要能够控制各个关节的运动，并实现运动的连续性和平滑性。
2.动作控制：机械手的动作通常包括抓取、放置和释放等。
机械手控制电路需要能够根据外部信号控制机械手的动作，以完成各种任务。
3.传感器接口：机械手控制电路需要与各种传感器进行连接，以获取所需的信息。
例如，光电传感器可以用于检测物体的位置和距离，力传感器可以用于检测机械手的抓取力度。
4.用户界面：机械手控制电路通常需要一个用户界面，以便操作人员对机械手进行参数设置和控制。
用户界面可以是按钮、开关、触摸屏等设备。
三、机械手控制电路的设计方法1.硬件设计硬件设计主要包括电路的选择和布局。
在选择电路时，需要考虑机械手的性能要求、供电情况和成本等因素。
例如，电机控制器可以选择PWM技术，以实现电机的精确控制。
电路的布局要合理，以保证各个电路之间的串扰最小。
2.软件设计软件设计主要包括编程和控制算法的设计。
编程可以使用常用的嵌入式编程语言，例如C、C++等。
控制算法的设计需要根据机械手的运动特点和任务要求进行调整。
例如，可以采用PID控制算法来实现机械手的位置控制。
四、机械手控制电路的实例下面是一个简单的机械手控制电路的实例。
该电路包括一个基于Arduino的控制板、几个舵机、一个开关和一个触摸屏。
控制板通过串口与触摸屏通信，接收指令后通过PWM信号驱动舵机实现机械手的运动和动作。
在软件方面，使用Arduino编程语言，编写程序来实现机械手的控制。
程序通过读取触摸屏的指令，并根据不同的指令发送对应的PWM信号来控制舵机的转动。
同时，程序还可以处理传感器信息，并根据需要进行相应的控制。
机械手控制电路毕业设计---机械手控制电路设计
毕业设计机械手控制电路设计摘要随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定方式输送带为主的传统物件搬运方式、不但占用空间而且不容易变更生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加了生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
因此减轻劳动强度，保障生产可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大的问题。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用电磁阀和PLC控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。
在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略关键词：机械手，PLC，控制电路第一章绪论在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。
但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。
机器手的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
它能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门1.1本课题的设计的目的和意义随着我国经济迅速发展，很多行业技术水平不但提高微电子技术、计算机技术和自动化技术就是其中最快的技术之一，机械手在早期的应用时在汽车制造方面，进行一般的焊接、喷漆、搬运物料等。
搬运机械手机构设计与控制电路设计
毕业设计（论文）题目：搬运机械手机构与控制电路设计（英文）：Design of Manipulator Mechanism andControl Circuit院别：机电学院专业：机械电子工程姓名：学号：指导教师：日期：图纸请联系qq625880526搬运机械手机构设计与控制电路设计摘要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。
机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用于按固定程序抓取、搬运物体或操作工具的自动操作装置。
它可以代替人的繁重劳动以实现生产自动化和机械化，能在有害环境下操作以保证人的安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
在工业部门中应用的机械手称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
涉及到力学、机械学、电器液压技术、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。
它的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
设计包含了机械手的结构设计及控制电路设计，其中在结构设计这方面包含了机械手的手部结构、腕部结构、臂部结构设计及机身的整体结构设计。
在控制电路设计这方面包含了液压驱动控制设计、器件的选择设计、PLC可编程自动控制电路设计。
本毕业设计《搬运机械手机构与控制电路设计》非常适合作为机械电子工程这门专业大学四年的一个总结。
因为其中包含了机械设计与电路设计，是机械与电子的结合体，能充分体现这门专业的内涵。
关键词：机械手；手部；腕部；臂部；机身；液压；电路搬运机械手机构设计与控制电路设计Design of Manipulator Mechanism andControl CircuitABSTRACTManipulator is a kind of automatic control and from the new process to change the multi-function machine, he has multiple degrees of freedom, can carry objects to complete the work in different environments. Mechanical hand can imitate hand and arm function for some action, according to a fixed program to crawl, moving objects or to operate the automatic tool operation device. It can replace people arduous labor to realize production automation and mechanization, can operate under the hostile environment to guarantee the security of the person, and so it is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electron, light industry and atomic energy industries. In the industrial sector in the application of the mechanical hand is called the industrial manipulator.Industrial machinery hand is the modern automatic control in the field of a new technology developed in recent years, is a high-tech automated production equipment. Involves mechanics, mechanical, electrical and hydraulic technology, the automatic control technology, sensor technology and computer technology and other fields of science, is an interdisciplinary comprehensive technology. It is characterized by a variety of programming to complete the expected operation, in the structure and performance of both people and machines to their respective advantages, especially in human intelligence and adaptability. Mechanical hand operating accuracy and environment to complete operations capability, in the national economy has a broad development space.This design includes the structure of the manipulator design and the control circuit, wherein the structure design that incorporates a mechanical hand, wrist, arm structure structure structure design and the overall structure of the design. Early control circuit design which contains a hydraulic drive control design, choice of sensors design, PLC programmable automatic control circuit design. This graduation design" handling manipulator mechanism and control circuit design" is suitable for the mechanical electronic engineering this specialized university four years in a summary. Because of which includes the mechanicaldesign and circuit design, mechanical and electronic integration, can fully reflect the professional connotation.Key words: mechanical hand; hand; wrist; arm; the fuselage; hydraulic circuit搬运机械手机构设计与控制电路设计目录第一章绪论 (1)1.1机械手的研究概况 (1)1.2机械手发展方向 (1)1.3工业机械手在生产中的应用 (2)1.4本设计中研究的主要内容 (3)第二章搬运机械手的总体设计方案 (4)2.1机械手的组成 (4)2.2机械手基本结构的选择 (4)2.3机械手的执行机构 (4)2.4机械手的驱动机构 (4)2.5机械手的控制方式选择 (5)2.6机械手的技术参数列表 (5)第三章搬运机械手手臂各部件的设计 (6)3.1机械手手部的设计计算 (6)3.1.1手部设计基本要求 (6)3.1.2手部机构的选择 (6)3.1.3手抓的设计计算 (6)3.2腕部的设计计算 (17)3.2.1腕部设计基本要求 (17)3.2.2腕部机构的选择 (17)3.2.3腕部的设计计算 (18)3.3臂部的设计计算 (24)3.3.1臂部设计基本要求 (24)3.3.2臂部机构方案的选择 (25)3.3.3臂部的设计计算 (27)第四章机身的设计计算 (40)4.1机身的总体设计 (40)4.2机身的升降机构设计计算 (41)4.2.1手臂偏重力矩的计算 (41)4.2.2升降导向立柱不自锁条件分析计算 (42)4.2.3机身升降液压缸驱动力矩的计算 (43)4.2.4手臂升降液压缸参数计算 (44)4.3机身的回转机构设计计算 (49)4.3.1机身回转液压缸驱动力矩计算 (49)4.3.2机身回转液压缸主要参数 (51)4.3.4机身回转液压缸螺钉的计算 (52)4.3.5动片与输出轴间的连接螺钉计算 (53)4.3.6机身回转液压缸筒的壁厚校核 (54)4.4联接板的设计 (55)4.4.1联接板的介绍及作用 (55)第五章液压驱动系统与控制电路的设计 (57)5.1驱动系统设计要求 (57)5.2驱动系统设计方案 (57)5.3驱动系统设计 (58)5.3.1分功能设计分析 (58)5.3.2液压泵的确定与所需功率计算 (59)5.4控制电路设计 (66)参考文献 (67)致谢 (68)附录A (69)搬运机械手机构设计与控制电路设计第一章绪论1.1机械手的研究概况机械手是一种模拟人手操作的自动机械。
注塑机机械手控制电路设计方案
目录题目：模具注塑机机械手控制电路设计1前言3引言3一、机械手的发展与应用现状3二、机械手的前景及方向5三、本课题的研究意义6第一章机械手硬件设计7一、机械手的总体设计7二、机械手的动作过程8三、主要部件及零件及要求8四、运动方式和工作过程8五、PLC控制方式8第二章电路设计9一、主线路9二、PLC控制及I/O分配9第三章软件设计12一、编程工具12二、梯形图如下13三、指语句令表15第四章整机调试18一、手动控制过程18二、自动运行控制过程18总结19致谢20参考文献21题目：模具注塑机机械手控制电路设计作者：王家欢【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。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但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力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用。
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。
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
机械手按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式和机械式机械手。
本文设计的机械手属于混合式机械手 ,它综合了电动式和气动式机械手的优点 ,既节省了行程开关和 PLC的 I/O 端口 ,又达到了简便操作和精确定位的目的。
【关键字】气动机械手、注塑机机械手、机械手控制电路设计、PLC控制Mold injection molding machine manipulator control circuit designAuthor: Wang JiaHuan【Abstract】The robot is a mechanized and automated production process developed a new type of device. In the modern production process, the mechanical hand has been widely used in automatic production lines, robots have become the hi-tech development and production of neighborhood and quickly made up a Hall of emerging technology, it is even more to promote the development of mechanical hands, making robot better able to achieve with the combination of mechanization and automation. Although the robot is not as flexible as staff, but it has to repeat the work and labor, I do not know fatigue, not afraid of danger, the power of lifting a heavy object larger than manual force characteristics, therefore, mechanical hand has been of great importance to many sectors, and Yue Lai has been applied more widely.Robot technology related to mechanics, mechanics,electrical hydraulic technology, automatic control technology,sensor technology and computer technology and other fields of science, is a cross-disciplinary integrated technology.Robot is a kind of positioning control can be automated and can be re-programmed to change in multi-functional machine, which has multiple degrees of freedom can be used to carry an object in order to complete the work in different environments.Robot-driven approach can be classified according to hydraulic, pneumatic, electric and mechanical manipulator. This design belongs to a hybrid robot manipulator, which combines electric and pneumatic manipulator benefits, saving the trip switch and the PLC, I / O ports, but also to achieve a simple operation and precise positioning purposes.【Keywords】pneumatic manipulator, injection molding machine manipulator, manipulator control circuit design, PLC control前言引言机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。
模具注塑机机械手控制电路设计
模具注塑机机械手控制电路设计1.确定控制电路的功能需求在设计模具注塑机机械手控制电路之前，首先要明确其功能需求，例如机械手的运动方向（水平、垂直、前后等），速度控制，起止动作控制等。
2.确定机械手驱动器的选择根据机械手的负载情况和所需运动参数来选择合适的驱动器，常见的驱动器有伺服电机、步进电机等。
通过计算和实验确定所需的驱动器参数。
3.设计电路原理图通过电路原理图来描述模具注塑机机械手控制电路的连接方式和工作原理。
包括电源电路、信号输入电路、信号处理电路、驱动电路等。
3.1电源电路设计根据驱动器的电源需求确定供电电源的电压和电流。
设计一个稳定的电源电路，包括变压器、整流电路和滤波电路，保证供电的稳定性。
3.2信号输入电路设计根据机械手控制信号的类型和电平要求设计相应的信号输入电路。
可以使用光电隔离电路来实现信号的转换和隔离，保护主控板和机械手控制电路。
3.3信号处理电路设计根据机械手的运动需求，设计相应的信号处理电路，包括编码器、传感器等。
通过信号处理电路将输入的位置、速度等信号转换为驱动器所需的信号格式。
3.4驱动电路设计根据驱动器的类型和参数要求，设计相应的驱动电路。
对于伺服电机，通常采用PWM信号控制电机的速度和位置，可以使用控制芯片来实现；对于步进电机，可以选择合适的驱动芯片实现控制。
4.PCB设计在电路原理图的基础上，进行PCB电路板的设计和布线。
根据信号传输的要求，尽量减小信号线的长度和交叉干扰，保证信号的稳定性和可靠性。
5.编程控制器根据机械手的运动需求和电路设计，进行控制器的编程。
编写相应的程序，实现机械手的运动控制和逻辑控制。
6.电路测试和调试将设计好的控制电路连接到模具注塑机机械手上，进行电路的测试和调试。
通过实验和调整，验证控制电路的稳定性和可靠性，确保其正常工作。
综上所述，模具注塑机机械手控制电路设计是一个涉及电源电路、信号输入处理电路、驱动电路等多个方面的复杂过程。
通过仔细的设计和调试，可以实现机械手的灵活控制和自动化操作。
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。
机械手-电气控制
电气控制系统设计一． 1.机械手及其应用1．1机械手：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”。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
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2～3个自由度。
1.2机械手的应用意义在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下：1.可以提高生产过程的自动化程度应用机械手，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。
2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。
而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。
在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
2．可以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。
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。
机械手电路说明
机械手电路说明
本电路采用单片机STC89C51进行核心控制，手持端与机械手之间通过无线模块进行控制。
电机通过H 桥进行驱动，电磁阀通过三极管进行控制。
核心控制电路
6
控制部分采用宏晶单片机公司的STC89C51单片机作为控制内核。
最小电路包括电源驱动、晶振触发电路、复位截止电路等。
发光二极管D1用于电路上电指示。
P0口接51K 上拉电阻，以提高P0口的带负载能力。
P1、P3与无线接收模块连接。
P0.4~P0.7用于控制电机。
P2用于控制电磁阀。
无线发射接收电路
无线接收发射电路采用集成的无线接收发射模块。
模块采用PT2262、PT2272分别作为发射接收的核心芯片。
在电路使用中，分别对四组无线发射接收模块进行地址编码。
当按键按下时，所对应的接口引脚进行置位，使与其对应的单片机引脚的状态改变，实现信号传输。
H桥驱动电机电路
H桥核心驱动采用大功率三极管TIP122、TIP127进行电流驱动。
二极管D1~D4用于保护电路。
由于三极管TIP122、TIP127的驱动电
流过大，超出了单片机引脚的驱动能力。
因此采用光电隔离器P521、三极管D882组成放大电路来驱动H桥。
电磁阀驱动电路
电磁阀驱动电路采用光电隔离器P521、三极管D882组成放大电路来为电磁阀提供电流。
基于PLC的机械手控制设计(含CAD图纸).doc
基于 PLC的机械手控制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。
工业机械手就这样诞生了 , 机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
电气方面有电机、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的机械手是由 PLC 输出四路来分别驱动横轴、竖轴、底盘转动、手转动电机，控制机械手横轴、竖轴和手爪顺逆旋转的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC 主机；电机拖动底盘旋转；电磁阀控制气阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。
本文设计的工业机械手模型可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词：可编程控制器 PLC,机械手 , 电机 , 任意位置！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD 图纸，凡下载了本文的读者请留下你的联系方式（ QQ 邮箱），或加我百度用户名QQ ，我把图纸发给你。
最后，希望此文能够帮到你！The control of manipulater by PLCABSTRACTIn industrial production and other domains, because works need, the people frequently receive factor the and so on high temperature,corrosion and virulent gas harm, increased worker's labor intensity,even endangers life. The industry manipulator like this was born, the manipulator is in theindustry robot assembly system the traditional duty implementingagency, is one of robot key components. The electrical aspect has theelectrical machinery, the switching power supply, the solenoid valve,and so on the electronic device composition. This equipment has covered the programmable control technology, theposition control technology, the air operated technology and so on, isthe integration of machinery model represents one of instruments. Thisarticle introduced the manipulator is outputs four groups by PLCseparately to actuate the abscissa axis, the z-axis, the chassisrotation, hand turns an electric motor, controls the manipulatorabscissa axis and the z-axis pintpointing, the microswitch bequeathsthe position signal the PLC main engine; The electrical machinerydrives the hand fingernail and the chassis revolves; The solenoidvalve controls the air valve the switch to control the manipulatorhand fingernail to gather, thus realizes the manipulator proper motionfunction. This topic plans the industry manipulator model which develops to bepossible in the space to grasp puts the object nimbly, the movement isdiverse, may replace artificially carries on the work in hightemperature and the dangerous operation area, and may changes therelated parameter as necessary according to the work piece change and the movement flow request.KEY WORDS: Programmable controller PLC, manipulator,electrical machinery,freeposition目录前言 (1)第 1 章机械手各功能实现形式与控制方式 (2)1.1 机械手概述 (2)1.1.1 机械手的定义与发展 (2)1.1.2 机械手分类及控制方法 (3)1.1.3 机械手的结构原理 (3)1.2 本机械手模型的机能和特性 (5)1.3 夹紧机构 (5)1.4 躯干 (6)1.5 设计要求 (6)1.5.1 控制方式及要求 (7)1.6 旋转编码盘 (9)第 2 章控制系统硬件设计 (10)2.1 PLC 的定义及特点 (10)2.2 PLC 的选型 (12)2.2.1 常用 PLC 介绍 (12)2.2.2 常用 PLC 介绍 (14)2.2.3 确定型号 FX1N －60MR (16)2.2.4 FX1N 所具有优越性能 (17)2.2.5 FX 系列 PLC 型号的说明 (17)2.3 三菱 FX 系列的结构功能 (18)2.3.1 PLC 内部功能 (19)2.3.2 PLC 输入输出接口的安全保护 (20)2.4 FX1N PLC 梯形图中的编程元件 (21)第 3 章软件设计 (23)3.1 程序的总体结构 (23)3.2 各部分程序如下 (24)结论 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)附录 (37)外文资料翻译 (45)前言随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，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。
机械手液压系统电气控制书
目录序言 (1)第一章绪论 (2)1.1 机械手的概述 (2)1.2 设计要求 (2)第二章分析JS01工业机械手液压系统的特点及工作原理 32.1液压系统的特点 (3)2.2液压系统的分析 (4)2.3液压系统工作原理 (4)第三章 PLC控制系统 (10)3.1可编程控制器简介及应用 (10)3.2可编程控制器的特点 (10)3.3继电器-接触器控制线路的设计 (11)3.4继电器——接触器控制线路 (12)3.5一些低压电器的选择 (16)第四章可编程控制器PLC控制系统的设计 (19)4.1 可编程控制器控制系统设计的基本原则 (19)4.2 可编程控制器系统设计的步骤 (19)总结 (22)参考文献 (23)序言机械手的概念和分类机械手，英文名mechanical hand，是指能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。
它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部和运动机构组成。
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2～6个自由度。
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。
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学院机电学院专业电气自动化技术班级20140302班姓名孔豪学号201403023226 指导教师倪涛学业作品任务书学生姓名：孔豪专业：电气自动化班级：201402 班学号：201403023226指导教师：倪涛学业作品题目：机械手控制电路学业作品主要内容：(1)机械手的控制电路的原理(2)机械手控制的PLC的程序的编程(3)机械手控制的液压系统的选择以及设计(4)机械手的CAD制图，以及装配图要求完成的主要内容：本次设计的液压传动机械手根据规矩的动作顺序，综合运用所学的基本理论，统图，PLC控制图，机械手的机械机构采用油缸，螺杆导向管等机械件组成；在液压传动机构中机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的传动采用齿条传动，机械手的升降采用升降油缸立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中采用FX2N，当按下连续启动后，PLC按制定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手惊醒相应的动作循环，当按下连续停止后机械手在完成一个循环动作后停止。
指导教师签名：专业负责人签名：黄冈职业技术学院机电学院学业作品开题报告课题名称: 机械手控制电路学院机电学院专业电气自动化班级201402班姓名孔豪学号201403023226指导教师倪涛毕业设计说明书题目：机械手控制电路学院：黄冈职业技术学院专业：电气自动化学号： 201403023226 姓名：孔豪指导教师：倪涛完成日期： 2016年12月27日The design of the hydraulic manipulatorAbstract: The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the designand drawing the necessary assembly,hydraulic system map PLC control system diagram Manipulator mechanical structure using tanks screw ,guide tubes and other mechanical device component In the hydraulic drive bodies manipulator arm stretching using telescopic tank rotating column of tanks used rack manipulator movements using tank movements the column takes the horizontal movement of tanks The PLC control circuit use the type of FX2N PLC When pressed for commencement PLC in accordance with the prescribed procedures through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.Keywords：Manipulator, Hydraulic, Control Loop, PLC.目录第一章前言 (8)1.1 工业机器人简介 (8)1.2世界机器人的发展 (8)1.3 我国工业机器人的发展 (9)1.4 我要设计的机械手 (10)1.4.1 臂力的确定 (10)1.4.2 工作范围的确定 (10)1.4.3 确定运动速度 (10)1.4.4 手臂的配置形式 (11)1.4.5 位置检测装置的选择 (11)1.4.6 驱动与控制方式的选择 (11)第二章手部结构 (12)2.1概述 (12)2.2 设计时应考虑的几个问题 (12)2.3 驱动力的计算 (12)2.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析 (14)第三章腕部的结构 (15)3.1 概述 (15)3.2 腕部的结构形式 (15)3.3手腕驱动力矩的计算 (16)第四章臂部的结构 (18)4.1 概述 (18)4.2手臂直线运动机构 (18)4.2.1手臂伸缩运动 (18)4.2.2 导向装置 (19)4.2.3 手臂的升降运动 (20)4.3 手臂回转运动 (20)4.4 手臂的横向移动 (21)4.5 臂部运动驱动力计算 (21)4.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算 (21)4.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算 (22)4.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算 (22)第五章液压系统的设计 (23)5.1液压系统简介 (23)5.2液压系统的组成 (23)5.3机械手液压系统的控制回路 (23)5.3.1 压力控制回路 (23)5.3.2 速度控制回路 (24)5.3.3 方向控制回路 (25)5.4 机械手的液压传动系统 (25)5.4.1 上料机械手的动作顺序 (25)5.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍 (26)5.5机械手液压系统的简单计算 (28)5.5.1 双作用单杆活塞油缸 (28)5.5.2 无杆活塞油缸(亦称齿条活塞油缸) (30)5.5.3 单叶片回转油缸 (31)5.5.4油泵的选择 (32)5.5.5 确定油泵电动机功率N (33)第六章 PLC控制回路的设计 (34)6.1电磁铁动作顺序 (34)6.2 根据机械手的动作顺序表，选定电磁阀、开关等现场器件相对应的PLC内部等效继电器的地址编号，其对照表如下： (34)6.3 PLC与现场器件的实际连接图 (35)6.4 梯形图 (36)第七章结束语 (42)第八章参考文献 (43)第九章致谢 (44)第一章前言1.1 工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。
如古希腊神话《阿鲁哥探险船》中的青铜巨人泰洛斯(Taloas)，犹太传说中的泥土巨人等等，这些美丽的神话时刻激励着人们一定要把美丽的神话变为现实，早在两千年前就开始出现了自动木人和一些简单的机械偶人。
到了近代，机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人问世之后，不同功能的机器人也相继出现并且活跃在不同的领域，从天上到地下，从工业拓广到农业、林、牧、渔，甚至进入寻常百姓家。
机器人的种类之多，应用之广，影响之深，是我们始料未及的。
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备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。
1.2世界机器人的发展近几年国外机器人领域发展有几个趋势：(1) 工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降，平均单机价格从91年的10.3万美元降至97年的6.5万美元。
(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。
(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。
(6) 当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。
美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。
(7) 机器人化机械开始兴起。
从94年美国开发出“虚拟轴机床”以来，这种新型装置已成为国际研究的热点之一，纷纷探索开拓其实际应用的领域。
1.3 我国工业机器人的发展有人认为，应用机器人只是为了节省劳动力，而我国劳动力资源丰富，发展机器人不一定符合我国国情。
这是一种误解。
在我国，社会主义制度的优越性决定了机器人能够充分发挥其长处。
它不仅能为我国的经济建设带来高度的生产力和巨大的经济效益，而且将为我国的宇宙开发、海洋开发、核能利用等新兴领域的发展做出卓越的贡献。
我国的工业机器人从80年代“七五”科技攻关开始起步，在国家的支持下，通过“七五”、“八五”科技攻关，目前已基本掌握了机器人操作机的设计制造技术、控制系统硬件和软件设计技术、运动学和轨迹规划技术，生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆、弧焊、点焊、装配、搬运等机器人；其中有130多台套喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线(站)上获得规模应用，弧焊机器人已应用在汽车制造厂的焊装线上。
但总的来看，我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，如：可靠性低于国外产品；机器人应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距；在应用规模上，我国已安装的国产工业机器人约200台，约占全球已安装台数的万分之四。
以上原因主要是没有形成机器人产业，当前我国的机器人生产都是应用户的要求，“一客户，一次重新设计”，品种规格多、批量小、零部件通用化程度低、供货周期长、成本也不低，而且质量、可靠性不稳定。