码垛机械手设计
直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计
直角坐标系袋装码垛机器人是用于自动化堆叠袋装物料的设备,结构设计需要考虑到机器人的稳定性、精度和工作效率。
以下是直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计要点:
1. 机械结构设计:
-框架结构:设计强度足够、刚性好的框架结构,确保机器人整体稳定性。
-运动系统:采用直线导轨、滑块等结构,确保机器人在直角坐标系内平稳移动。
-夹持装置:设计合适的夹持装置,能够准确抓取和放置袋装物料。
-升降系统:考虑到堆垛高度的需求,设计相应的升降系统,确保机器人可以完成不同高度的码垛任务。
2. 控制系统设计:
-选用适合的控制系统,如PLC 控制系统或者工控机控制系统,确保机器人可以按照预定程序准确执行任务。
-配备传感器:安装传感器监测袋装物料的位置和姿态,保证夹持装置的准确夹持和放置。
3. 视觉系统设计:
-配备视觉系统,用于实时监测袋装物料的位置和形态,提高机
器人的定位精度。
-可以考虑使用摄像头、激光传感器等设备,辅助机器人完成自动码垛任务。
4. 安全设计:
-设计安全防护装置,确保机器人在工作过程中不会对操作人员造成伤害。
-配备紧急停止按钮和安全感知器,及时停止机器人的运行以避免意外发生。
5. 系统集成设计:
-将上述各部分结构有机地集成在一起,确保机器人可以稳定、高效地完成袋装码垛任务。
综上所述,直角坐标系袋装码垛机器人的结构设计需要综合考虑机械结构、控制系统、视觉系统、安全设计和系统集成等多个方面,以实现高效、稳定的袋装物料自动化码垛功能。
搬运码垛机器人毕业设计
搬运码垛机器人毕业设计标题:搬运码垛机器人设计与实现一、引言随着现代工业生产的迅猛发展,自动化生产已经成为工业生产的主要趋势。
其中,机器人技术的快速发展已经成为自动化生产的重要组成部分。
机器人的广泛应用不仅提高了生产效率,还有效地减少了人力资源的使用,降低了劳动强度,提高了生产质量。
本文以搬运码垛机器人为主题,详细介绍了其设计和实现。
二、设计目标本设计旨在实现一个自动化搬运码垛机器人,具备以下功能:1.实现对不同尺寸、不同重量的货物的搬运和垛码;2.具备自适应能力,能够根据环境变化灵活调整搬运路径;3.具备安全性,能够保证人员和货物安全;4.操作简便,可通过不同设备和方式进行控制。
三、硬件设计1.机械臂:采用多关节机械臂,具备广泛的运动范围和搬运能力;2.轮式底盘:用于机器人的移动和定位,具备良好的稳定性和灵活性;3.传感器:通过安装在机器人上的传感器获取环境信息,如距离、重量、能量等;4.控制系统:包括单片机、驱动电路和输入输出设备,用于控制机器人的运动和操作。
四、软件设计机器人的软件设计主要包括路径规划、自适应调整和安全控制等功能:1.路径规划:通过算法计算最优路径,将搬运过程中的轨迹规划为自动获取到的最短路径;2.自适应调整:通过传感器获取环境信息,根据实时数据进行路径调整,避免障碍物和优化运输效率;3.安全控制:通过设置监控系统和传感器,确保机器人在搬运和垛码过程中不会对人员和物品造成伤害;4.用户界面:设计一个友好的用户界面,可以通过需要搬运或者垛码的货物参数进行设置。
五、实验与验证在设备完成设计后,需要进行实验和验证,确保其具备预期功能和要求。
1.运动测试:通过控制系统测试机器人的各项运动功能,包括前进、转向、抓取和放置等动作;2.环境适应性测试:在不同环境中进行测试,验证机器人是否能够适应各种情况下的运动和搬运;3.安全性测试:测试机器人在操作过程中是否能够实时感知到周围环境并避免碰撞;4.效率测试:测试机器人的搬运速度和准确性,与手工操作进行对比。
智能码垛机械手控制系统设计
摘要自21 世纪以来,作为高科技前沿技术之一的机械手技术发展迅猛,广泛应用于各行各业,工业上运用机械手主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂危险枯燥的作业。
智能机械手技术是综合了计算机、控制理论、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,其应用情况标志着一个国家高科技水平和工业自动化的发展程度。
本设计采用的是电气控制,智能码垛机械手基于PLC (Programmable logic Controller,简称PLC)的控制系统设计。
本设计主要由硬件设计和软件设计两大部分组成,其中硬件设计包括主电路、控制电路以及电气控制线路的设计,软件设计包括流程图和梯形图的设计。
主电路由伺服电机、热继电器、熔断器、接触器构成;控制电路由PLC控制器、传感器、驱动器等构成,并且在控制中加入智能算法,运用反馈闭环控制使码垛机械手更加精确运行。
在设计中由传感器光电传感器等将位置、力度信号传给PLC主机,PLC通过控制各个驱动器实现电机的正反转,从而控制机械手的左右、伸缩运动,及手爪对物件的抓放。
动作灵活多样,并可根据工作环境变化及运动流程要求随时更改相关参数。
最后,借助于智能控制理论,对码垛机器人手臂的运行位置进行了智能优化。
在基于S7-200 PLC为核心技术进行研发其控制系统指令表程序并调试,形成手动、全周期半周期及单步控制方式,对越来越广泛应用的“机-电”形成的自动化控制装置进行研究与推广。
关键词:智能机械手;传感器;驱动器;智能算法;PLC控制AbstractSince the 21st century, as one of the high-tech cutting-edge technology of the manipulator technology developing rapidly,is widely used in each Walks of life,Industrial use of robots mainly for welding, assembling handling, processing, spraying, pallet and other complex dangerous boring job.Intelligent manipulator is a combination of computer technology, control theory, organization learning, information and sensing technology, artificial intelligence, bionics and other -disciplinary and formation of the new and high technology, its application marks a national high-tech level and the development of industrial automation degree.Electrical control are introduced in this paper, intelligent stacking manipulator based on PLC (Programmable logic Controller, herein after referred to as PLC) control system design.This design is mainly composed of hardware design and software design of two parts,the hardware design including main circuit, control circuit and the design of electrical control circuit, software design including the design of the flow diagram and ladder diagram.Main circuit, thermal relay, fuse, a servo motor contractor;Control circuit by PLC controller, sensors, drives, and travel switch, etc.And join in the control of intelligent algorithm, using the feedback closed-loop control to make stacking manipulator more precise operation.By sensors in the design and the switch position, strength signal to the PLC host, PLC by controlling the drive of the motor and reversing, the pallet trajectory of robot arm intelligent optimization and tracking control.Based on S7-200 PLC as the core technology research and development of the control system of ladder diagram program, instruction sheets and debugging, the formation of manual and full cycle half cycle and single step control method of more and more widely used electrical automation control device for research and extension.Key words: Intelligent manipulator;The sensor;Drive;Intelligent algorithms;PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (2)1.3 机械手的各类型与用途比较 (4)1.4 研究内容及章节安排 (7)1.4.1 主要研究内容 (7)1.4.2 主要难点 (7)1.4.3 章节安排 (7)第2章智能码垛机械手的总体方案设计 (9)2.1 基于PLC的智能机械手总体设计方案与论证 (9)2.1.1 方案设计 (9)2.1.2 方案论证 (10)2.2 机械手的主要结构及控制方案 (11)2.2.1 机械手的基本结构 (11)2.2.2 机械手的基本结构设计 (12)2.3 机械手的工作参数及工作流程 (12)2.4 码垛机械手硬件部分选型与设计 (14)2.4.1 机械手爪的结构设计选型 (14)2.4.2 伺服电机选型 (14)2.4.3 驱动器的选择 (17)2.5 传感器的选型 (21)2.5.1 末端触力传感器设计选型 (21)2.5.2 光电传感器设计选型 (23)2.6 主电路的设计 (24)2.6.1 熔断器的选择 (24)2.6.2 热继电器的选择 (24)2.6.3 接触器的选择 (24)第3章系统的软件设计及智能算法的研究 (26)3.1 PLC的选型与端口设计 (26)3.1.1 PLC型号的选择 (26)3.1.2 PLC输入输出端口的设置 (26)3.2 机械手特殊环节的软件设计 (27)3.3 控制规律与智能算法 (29)3.3.1 伺服驱动器的闭环控制 (29)3.3.2 控制智能算法 (30)3.4 软件的编程 (32)第4章智能机械手的调试 (33)4.1 机械手的流程 (33)4.2 机械手现场调试及路径规划分析 (34)4.3 智能码垛机械手示意 (36)结论 (39)参考文献 (40)附录 (41)致谢 (44)第1章绪论1.1 课题背景与意义1.1.1 研究背景随着时代的不断进步经济飞速发展,生活水平的逐年提高,人们的环保意识自我安全意识也在不断加强,同时也使人们对各种产品的要求更高了,智能机械手显然更符合人们的需求。
码垛机械手护栅栏设计要求
码垛机械手护栅栏设计要求全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:码垛机械手是一种在自动化生产线上常见的机械设备,它可以快速而精确地将货物或产品按照预定的规则堆放在码垛区域。
为了保障操作人员的安全,护栏栏设计是非常重要的。
以下是关于码垛机械手护栏栏设计要求的内容。
一、护栏高度码垛机械手护栏的高度应该保证足够高度,以防止操作人员意外接触到机械手或堆放货物。
一般来说,护栏的高度应该在1.2米以上,同时要考虑到机械手的操作范围、货物的高度以及操作人员的站立位置等因素,确保最佳安全效果。
二、护栏材质护栏的材质应该具有足够的强度和耐用性,能够承受一定的外力冲击和压力。
常见的护栏材质包括钢铁、铝合金等,需要注意的是材料的表面要光滑,不得有任何明显的锋利或凹凸不平的部位,以免对操作人员造成伤害。
三、护栏结构码垛机械手护栏的结构应该稳固可靠,能够有效地固定在地面或设备上,不得存在晃动或松动的情况。
在设计护栏结构时应考虑到通道的宽度和便捷性,方便操作人员进出,并且要留有足够的空间进行维护和清洁。
四、护栏开口设计码垛机械手护栏的开口设计应该合理,能够确保操作人员在必要时能够方便快速地进入或离开码垛区域。
开口的位置和尺寸要考虑到机械手的运动轨迹,避免操作人员与机械手发生碰撞或夹缝的情况。
五、护栏标识为了提醒和警示操作人员注意安全,码垛机械手护栏上应该标有明显的安全标识,如“禁止靠近”、“请勿触摸”等提示语。
护栏的颜色也要与周围环境形成鲜明对比,以便更容易被注意到。
在设计码垛机械手护栏时,以上几点要求是非常重要的,只有严格遵循这些要求,才能确保操作人员在工作中的安全。
定期检查护栏的使用情况,并进行必要的维护和修理,也是保证护栏有效性的重要措施。
希望生产厂家和使用单位能够高度重视码垛机械手护栏的设计和管理,提高生产安全意识,减少事故发生的可能性。
【End of Document】第二篇示例:码垛机械手是一种用于堆垛货物的自动化设备,通常在仓储、物流等行业广泛应用。
码垛机器人的结构设计
码垛机器人的结构设计1.基本构架:码垛机器人的基本构架通常由底座、支撑臂、端夹器和控制系统组成。
底座负责行驶和支撑机器人的重量,支撑臂用于抓取货物并进行堆叠,端夹器用于稳定货物。
控制系统负责指导机器人的运动和操作。
2.机器人臂:机器人臂是码垛机器人最核心的部分,它需要具备足够的灵活性和稳定性。
通常采用的机械臂类型有:串联式机械臂、并联式机械臂和混合式机械臂。
这些机械臂都能够通过旋转、伸缩、抓取等运动来完成堆垛任务。
3.抓取装置:抓取装置用于抓取、移动和放置货物。
根据货物的形状、重量和尺寸不同,可以采用各种类型的抓取装置,如吸盘、夹爪、人工手臂等。
同时,抓取装置需要具备足够的灵活性和适应性,以适应各种不同类型的货物。
4.控制系统:码垛机器人的控制系统需要具备高度的智能化和自动化程度。
它需要能够自主感知环境,规划最优路径,调整姿态和力量,实时调整操作。
同时,也需要与上位系统进行良好的通信,接受任务指令,反馈执行情况。
5.安全系统:码垛机器人的安全系统是非常重要的一部分,它需要确保机器人在操作过程中不会造成伤害或事故。
安全系统通常包括传感器、摄像头、红外线防护器等。
这些设备可以实时监测机器人周围的环境,检测障碍物和人员,判断是否安全进行操作。
6.能源供应:码垛机器人通常需要使用电池或其他能源供应,以确保其正常运行。
能源供应系统需要稳定可靠,能够为机器人提供足够的电量,同时充电时间也应该尽可能的短。
总而言之,在码垛机器人的结构设计中,需要充分考虑机器人的稳定性、灵活性、安全性和智能性等因素,以满足不同工作环境和任务需求。
通过合理设计,可以实现高效、精确地完成码垛任务,提高工作效率和减少劳动力成本。
基于六自由度机械手的自动码垛系统设计
基于六自由度机械手的自动码垛系统设计随着工业自动化的不断发展,机器人技术也逐渐得到应用。
在物流行业中,自动码垛系统已经被广泛采用。
自动码垛系统可以取代人工码垛,能够大大提高工作效率,减少劳动力成本。
本文将基于六自由度机械手,设计一套自动码垛系统。
一、系统设计的背景传统人工码垛存在大量的瓶颈和限制,例如工人的体力疲劳、加班工作量大,同时精度也无法保证。
为了解决这些问题,科学家们借助机械手技术,研发出了自动码垛系统。
这种系统不仅能够大幅提高效率,并且减少了人为介入的机会,从而降低了工作风险。
目前,六自由度机械手是自动码垛系统中最为使用的类型。
二、系统设计的原理六自由度机械手是指机械手可以在三维空间中进行旋转的自由度,机械手可以通过加入多个电机驱动,实现不同自由度的控制。
在自动码垛系统中,机械手需要根据码垛方案,在空间中完成物品的抓取、运输、码垛等多个动作。
在六自由度机械手的运动控制中,使用的主要是“反向运动学”模型。
运动学模型可以计算出机械手的运动轨迹和方式,而反向运动学模型可以根据空间中的目标点,计算出需要移动的机械手坐标和角度。
因此,在自动码垛系统的设计中,我们需要先确定机械手的诸多参数和运动规划方式。
三、系统设计的流程及步骤1. 建模与仿真在物流自动化系统中,建模是非常重要的一个环节,通过建模可以快速验证方案的可行性。
在六自由度机械手的设计中,需要使用相关软件进行建模和仿真,例如SolidWorks、Catia、Pro/E、UG等软件。
首先,设计师需要准确定义机械手的建模参数,包括尺寸、重量、材质、自由度等。
然后,使用三维建模软件进行机械手的建模。
最后,利用系统仿真软件进行一系列动力学计算、相互作用模拟等,得出机械手的预期性能。
2. 控制系统设计机械手在操作过程中需要受到准确的控制和指令,因此需要设计一个精准的控制系统。
控制系统通常使用 PLC 或者单片机等进行控制,用于接收并处理各种指令信号,控制机械手的每个运动。
龙门式码垛机器人结构设计
龙门式码垛机器人是一种常见的工业自动化设备,用于在物流、制造等领域进行货物的堆码和码垛操作。
以下是一个典型的龙门式码垛机器人的结构设计:
1. 龙门架:龙门架是机器人的主体框架,通常由梁柱结构组成,具有足够的刚性和稳定性。
龙门架的大小和尺寸会根据所需的工作范围和承载能力进行设计。
2. 导轨系统:龙门架上安装有导轨系统,主要用于支持和引导机器人的移动。
导轨系统通常包括直线导轨和滑块组件,能够使机器人在X轴和Y轴方向上平稳运动。
3. 传动系统:传动系统用于驱动机器人在导轨上的移动。
常见的传动方式包括伺服电机、步进电机或液压系统等,通过齿轮、皮带等机构将电机的旋转运动转化为线性运动。
4. 码垛平台:位于龙门架的末端,用于承载和堆放货物。
码垛平台通常由一个或多个平行移动的横梁组成,通过气动、液压或电动机构控制其上下、前后和左右的运动。
5. 机械手臂:码垛平台上通常安装有一个或多个机械手臂,用于抓取和放置货物。
机械手臂通常由几个关节组成,通过电机驱动实现自
由度的控制。
常见的机械手臂结构包括伺服机械手臂、气动机械手臂等。
6. 感知与控制系统:龙门式码垛机器人还配备了感知与控制系统,用于感知环境和执行任务。
感知系统通常包括传感器,如视觉传感器、力传感器等,用于获取周围环境和货物信息。
控制系统则负责对机器人进行路径规划、运动控制和任务调度。
以上是典型的龙门式码垛机器人的结构设计,具体的设计方案会根据实际需求和应用场景的不同而有所差异。
设计时需要考虑机器人的承载能力、运动速度、精度要求以及安全性等因素,并确保机器人能够稳定、高效地完成码垛任务。
码垛机机械手的整体设计
码垛机机械手的整体设计毕业设计1.前言1.1 选题背景及意义1.1.1 国内外研究现状目前国内的码垛设备厂的专业化程度还不高,很多企业是兼业生产。
只有上海、山东、江苏、辽宁、浙江、广东等省市有专业厂较多。
长期以来,包装生产线只是把物料包装好,后续的搬运工作完全由搬运工人完成。
造成这种局面的原因有很多,但主要是由于我国生产力水平较低,劳动力便宜,科研技术人才缺乏。
随着知识经济时代的到来,这种局面必将会被打破。
总的来说,我国码垛设备制造工业经过近20年的努力,在数量、质量、水平方面均有较大的进展,为我国建立一个门类齐全、技术先进、水平相当、独立完善的码垛设备生产系统奠定了坚实的基础。
但要想在未来的国际竞争中占有一席之地,还必须要找出自身缺点和不足,特别是要找出与北美、日本、西欧等国家的差距。
现在,码垛机已经获得日益广泛的应用。
随着组装运的发展,向货板上装货呈现出自动化的发展趋势,出现了码垛机,完成硬纸箱、塑料箱、油桶等物品堆放与自动搬运等操作。
特别是自动仓库的出现,更加速了码垛机的广泛应用。
1.1.2 选题的目的及意义在现在市场上,码垛机的种类较多,而本次课题针对太阳能热水器成品的码垛进行设计。
通过结构改进,提高其码垛性能,并以此加深、巩固所学基础知识,并将知识有机的整合到一起,提高自己的设计水平和动手能力。
1.2 方案设计及论证码垛机工作时,伺服电机通过同步齿形带带动导轨架进行水平移动,机械手将成品从生产线取下,同时伺服电机通过同步齿形带带动滚珠丝杠螺母副带动机械手竖直运动,将产品整齐地码在架子上。
设计参数:1.码垛高度:3m2.导轨架移动速度:1.5m/s3.生产能力:5垛/小时4.货物尺寸:宽500-800mm,长800-2000mm1.2.1 水平传动方案初步设计首先,应满足机器的功能要求,如传递功率大小、转速和运动形式。
此外,还应满足工作平稳、传动效率较高、传动距离远、结构简单、工艺性好、使用维护方便等特点。
码垛机械手设计
摘要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。
机械手技术涉及到力学、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。
本次毕业设计以“码垛机械手”作为设计课题,将先进的设计理念,先进的设计技术和方法相结合应用于传统产品的设计中,采用当今比较先进的设计软件。
它需要完成将毛坯材料(直径80mm)从传送带上移到加工中心,再将加工好的零件放回传送带的任务。
并且整个过程要求用PLC控制。
通过对机械手在国内外的使用现状的介绍,以及它们在使用中存在的问题,对各种支护设备进行比较,从而确定设计方案和设计参数,进而对机械手进行受力分析和控制系统的设计,以确保它的可行性。
为以后机械手的设计与改进提供了依据。
关键词:机械手液压 PLC 设计AbstractRobots are a kind of automatic positioning control and can be programmed to change to the multi-function machine, it is more freedom, and can be used to carry objects to complete the work in different environments. Robot technology involves mechanics, mechanics, electric hydraulic technology, automatic control technology, the sensor technology and computer technology, science, is an interdisciplinary comprehensive technology.The graduation design in "palletizing robot" as a design topic, the advanced design idea, method and technology of advanced design combined application of traditional product design, the comparison of advanced software design today. It will need to complete blank materials (diameter 80mm) from the conveyor belt to machining center, again will be processed parts put back the conveyor belt. And the whole process requirements with PLC.Through the use of robots at home and abroad are introduced, and the current problems existing in the use of various supporting equipment, compared to determine the design scheme and design parameters, then analyzes forces of manipulator and the design of control system, to ensure its feasibility. For the design and improvement of the manipulator.Keyword: Manipulator Hydraulic PLC Design目录第1章绪论 (1)1.1工业机械手概述 (1)1.1.1机器人的定义 (1)1.1.2机械手概述 (2)1.2总体方案设计 (4)1.2.1平行夹持机构方案设计 (4)1.2.2平行四边形机构设计 (4)1.2.3大臂设计方案 (5)1.2.4液压控制系统设计方案 (5)1.2.5 PLC电控系统设计方案 (6)1.3设计要求 (6)1.4我国工业机器人现状及发展趋势 (7)1.5国外机器人研究与发展趋势 (9)第2章夹持器的设计 (11)2.1夹持器的总体机构设计 (11)2.2夹持器的结构计算及其说明 (11)2.2.1设计要求 (11)2.2.2夹持器的设计计算 (11)2.2.3运动部件的主要设计校核 (12)2.3液压缸的选择 (14)2.3.1 设计要求 (14)2.2.2 液压缸的设计计算 (14)第3章平行四边形机构设计方案 (17)3.1四边形升降机构具体设计 (17)3.1.1设计目的及要求 (17)3.1.2设计参数 (17)3.1.3液压驱动的设计 (17)3.2具体设计计算与校核 (17)3.2.1对BE杆的设计计算 (18)3.2.2研究CD杆件 (20)3.3平行四边形机构行程计算 (21)3.3.1平行四边形机构的简图 (21)3.4动态计算 (22)3.4.1平行四边形机构动态计算 (22)3.4.2底座回转时的动态计算 (24)3.4.3液压缸1运动时平行四边形机构的动态计算 (27)3.5带动平行四边形机构的液压缸2的设计与计算 (27)3.5.1液压缸2的行程计算 (27)第4章液压控制系统的设计与计算 (33)4.1设计内容 (33)4.2 设计方案 (33)4.3总体设计要求 (33)4.4液压回路设计 (34)4.5油泵的选择计算 (34)4.5.1油泵的选择计算 (34)4.5.2泵驱动电机的选择计算 (34)4.5.3液压阀的选择 (34)4.5.4辅助元件的选择 (35)4.5.5液压系统性能的验算 (36)4.5.6液压系统图 (36)第5章 PLC控制系统设计 (37)5.1 PLC的构成及工作原理 (37)5.2选择PLC (37)5.3 PLC外部I/O分配图 (37)5.4软件设计 (39)5.5硬件设计 (46)第6章结论 (47)参考文献 (48)致谢 (49)第一章绪论1.1工业机械手概述首先我介绍一下机器人产生的背景,机器人技术的发展,它应该说是一个科学技术发展共同的一个综合性的结果,也同时,为社会经济发展产生了一个重大影响的一门科学技术,它的发展归功于在第二次世界大战中,各国加强了经济的投入,就加强了本国的经济的发展。
【精品毕设】智能码垛机械手控制系统设计
摘要自21 世纪以来,作为高科技前沿技术之一的机械手技术发展迅猛,广泛应用于各行各业,工业上运用机械手主要进行焊接、装配、搬运、加工、喷涂、码垛等复杂危险枯燥的作业。
智能机械手技术是综合了计算机、控制理论、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,其应用情况标志着一个国家高科技水平和工业自动化的发展程度。
本设计采用的是电气控制,智能码垛机械手基于PLC (Programmable logic Controller,简称PLC)的控制系统设计。
本设计主要由硬件设计和软件设计两大部分组成,其中硬件设计包括主电路、控制电路以及电气控制线路的设计,软件设计包括流程图和梯形图的设计。
主电路由伺服电机、热继电器、熔断器、接触器构成;控制电路由PLC控制器、传感器、驱动器等构成,并且在控制中加入智能算法,运用反馈闭环控制使码垛机械手更加精确运行。
在设计中由传感器光电传感器等将位置、力度信号传给PLC主机,PLC通过控制各个驱动器实现电机的正反转,从而控制机械手的左右、伸缩运动,及手爪对物件的抓放。
动作灵活多样,并可根据工作环境变化及运动流程要求随时更改相关参数。
最后,借助于智能控制理论,对码垛机器人手臂的运行位置进行了智能优化。
在基于S7-200 PLC为核心技术进行研发其控制系统指令表程序并调试,形成手动、全周期半周期及单步控制方式,对越来越广泛应用的“机-电”形成的自动化控制装置进行研究与推广。
关键词:智能机械手;传感器;驱动器;智能算法;PLC控制AbstractSince the 21st century, as one of the high-tech cutting-edge technology of the manipulator technology developing rapidly,is widely used in each Walks of life,Industrial use of robots mainly for welding, assembling handling, processing, spraying, pallet and other complex dangerous boring job.Intelligent manipulator is a combination of computer technology, control theory, organization learning, information and sensing technology, artificial intelligence, bionics and other -disciplinary and formation of the new and high technology, its application marks a national high-tech level and the development of industrial automation degree.Electrical control are introduced in this paper, intelligent stacking manipulator based on PLC (Programmable logic Controller, herein after referred to as PLC) control system design.This design is mainly composed of hardware design and software design of two parts,the hardware design including main circuit, control circuit and the design of electrical control circuit, software design including the design of the flow diagram and ladder diagram.Main circuit, thermal relay, fuse, a servo motor contractor;Control circuit by PLC controller, sensors, drives, and travel switch, etc.And join in the control of intelligent algorithm, using the feedback closed-loop control to make stacking manipulator more precise operation.By sensors in the design and the switch position, strength signal to the PLC host, PLC by controlling the drive of the motor and reversing, the pallet trajectory of robot arm intelligent optimization and tracking control.Based on S7-200 PLC as the core technology research and development of the control system of ladder diagram program, instruction sheets and debugging, the formation of manual and full cycle half cycle and single step control method of more and more widely used electrical automation control device for research and extension.Key words: Intelligent manipulator;The sensor;Drive;Intelligent algorithms;PLC control目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景与意义 (1)1.1.1 研究背景 (1)1.1.2 研究意义 (2)1.2 国内外研究现状与发展趋势 (2)1.3 机械手的各类型与用途比较 (4)1.4 研究内容及章节安排 (7)1.4.1 主要研究内容 (7)1.4.2 主要难点 (7)1.4.3 章节安排 (7)第2章智能码垛机械手的总体方案设计 (9)2.1 基于PLC的智能机械手总体设计方案与论证 (9)2.1.1 方案设计 (9)2.1.2 方案论证 (10)2.2 机械手的主要结构及控制方案 (11)2.2.1 机械手的基本结构 (11)2.2.2 机械手的基本结构设计 (12)2.3 机械手的工作参数及工作流程 (12)2.4 码垛机械手硬件部分选型与设计 (14)2.4.1 机械手爪的结构设计选型 (14)2.4.2 伺服电机选型 (14)2.4.3 驱动器的选择 (17)2.5 传感器的选型 (21)2.5.1 末端触力传感器设计选型 (21)2.5.2 光电传感器设计选型 (23)2.6 主电路的设计 (24)2.6.1 熔断器的选择 (24)2.6.2 热继电器的选择 (24)2.6.3 接触器的选择 (24)第3章系统的软件设计及智能算法的研究 (26)3.1 PLC的选型与端口设计 (26)3.1.1 PLC型号的选择 (26)3.1.2 PLC输入输出端口的设置 (26)3.2 机械手特殊环节的软件设计 (27)3.3 控制规律与智能算法 (29)3.3.1 伺服驱动器的闭环控制 (29)3.3.2 控制智能算法 (30)3.4 软件的编程 (32)第4章智能机械手的调试 (33)4.1 机械手的流程 (33)4.2 机械手现场调试及路径规划分析 (34)4.3 智能码垛机械手示意 (36)结论 (39)参考文献 (40)附录 (41)致谢 (44)。
码垛机械手设计
码垛机械手设计1. 引言码垛机械手是一种自动化设备,用于将货物从生产线上提取,按照特定的顺序码垛到指定的位置。
它可以大大提高生产效率、减少人力成本,并减少人工操作中的错误率。
本文将介绍一个基于机器人技术的码垛机械手的设计方案。
2. 设计目标本项目的设计目标如下:•实现自动提取货物,并按照指定的顺序进行码垛。
•提高码垛速度,减少操作时间。
•提高码垛的准确性,减少错误率。
•确保机械手在操作过程中的安全性。
3. 系统组成本系统主要由以下几部分组成:•控制系统:负责控制机械手的运动和动作。
•传感器系统:用于感知周围环境,以便机械手能够准确地定位和操作货物。
•机械结构:包括机械臂、夹具等,用于提取和码垛货物。
4. 控制系统设计控制系统是整个码垛机械手的核心部分,它通过控制机械臂和夹具的运动,实现货物的提取和码垛。
控制系统的设计要考虑以下几个方面:•控制算法:选择合适的控制算法,以实现机械臂的精确运动和夹具的准确操作。
常见的控制算法包括PID控制、模糊控制等。
•控制器选择:根据实际需求选择合适的控制器,如PLC、单片机等。
控制器需要具备足够的计算能力和接口来连接传感器和执行器。
•通信方式:控制系统与其他部分之间需要进行数据交换和指令传递,可以选择有线或无线通信方式。
常用的通信方式有RS232、RS485、以太网等。
5. 传感器系统设计传感器系统是码垛机械手的感知器官,它能够感知周围环境中的货物位置、大小、形状等信息,以便机械手能够准确地定位和操作货物。
传感器系统的设计要考虑以下几个方面:•位置传感器:用于确定机械臂和夹具的位置和姿态。
常用的位置传感器有编码器、光电传感器等。
•距离传感器:用于测量机械臂和货物之间的距离,以便控制机械臂运动的幅度。
常用的距离传感器有超声波传感器、激光传感器等。
•视觉传感器:用于获取货物的外观信息,以便机械手能够准确地识别货物的种类和属性。
常用的视觉传感器有摄像头、激光扫描仪等。
码垛机械手结构设计开题报告
码垛机械手结构设计开题报告码垛机械手结构设计开题报告1. 研究背景码垛机械手是一种用于将货物按照特定规则进行堆叠的装置。
在物流和仓储行业中,码垛机械手的应用越来越广泛。
然而,为了实现高效且准确的货物码垛,机械手的结构设计是至关重要的。
2. 研究目的本次研究旨在通过对码垛机械手的结构设计进行深入探讨,提出一种能够满足高效、准确码垛要求的设计方案。
具体而言,我们将重点研究以下几个方面:2.1 机械手的关节结构设计机械手的关节结构直接影响到机械手的灵活性和工作效率。
我们将研究不同关节结构的特点,包括旋转关节、线性关节和平移关节,并评估它们在码垛过程中的适用性。
2.2 机械手的传动机构设计传动机构是机械手能够实现运动和力量传递的关键组成部分。
我们将研究不同的传动机构,如齿轮传动、皮带传动和滚珠丝杠传动,并分析它们在码垛机械手中的应用效果。
2.3 机械手的控制系统设计机械手的控制系统直接影响到机械手的运动精度和稳定性。
我们将研究不同的控制系统,如基于PID控制器的闭环控制系统和基于模糊逻辑控制的开环控制系统,并比较它们在码垛机械手中的性能优劣。
3. 研究方法在本次研究中,我们将采用以下研究方法:3.1 文献综述我们将对现有的相关文献进行深入综述,了解当前码垛机械手结构设计的研究状况和存在的问题。
3.2 模拟仿真通过使用计算机模拟软件,我们将对不同的机械手结构设计进行仿真实验。
通过分析仿真结果,我们能够评估不同设计方案在码垛过程中的性能表现。
3.3 实物验证为了验证仿真结果的准确性,我们将制作实际的码垛机械手样机,并进行实物验证。
通过与仿真结果的对比,我们能够评估设计方案的可行性和实用性。
4. 预期结果和意义通过本次研究,我们希望能够提出一种创新且实用的码垛机械手结构设计方案,以满足高效、准确的码垛要求。
这将为物流和仓储行业提供更先进、更可靠的装置,提高货物堆垛的效率和质量。
5. 研究计划我们将按照以下计划进行研究:5.1 第一阶段:文献综述和理论研究在第一阶段,我们将对现有的相关文献进行综述,了解码垛机械手结构设计的研究状况。
龙门式码垛机器人结构设计范本
龙门式码垛机器人结构设计范本
龙门式码垛机器人是一种高效、自动化的机器人系统,可以在生产线上完成物料的垛放任务。
其结构设计需要考虑机器人的稳定性、精度、速度和可靠性等因素,以下为一个龙门式码垛机器人结构设计的范本:
1.机器人结构
龙门式码垛机器人采用龙门结构,由两个平行的立柱和跨越两立柱的横梁组成。
机器人横梁上安装有横向移动的横臂,横臂上再安装有纵向移动的纵臂,纵臂上装有机械手臂和末端执行器。
2.机器人控制系统
机器人控制系统包括硬件和软件两部分。
硬件包括控制器、电机、传感器等,软件包括运动控制算法、路径规划算法、人机界面等。
控制器可以实现机器人的运动和控制,传感器可以实现机器人的位置感知和环境感知,人机界面可以实现机器人的操作和监控。
3.机器人末端执行器
机器人末端执行器是机器人完成任务的关键部件,其设计需要考虑物料的大小、重量和形状等因素。
常见的末端执行器有夹爪、吸盘、磁性吸盘等,可以根据不同的物料选择合适的末端执行器。
4.安全保护系统
为了保证机器人的安全性,需要在机器人周围设置安全保护系统。
常见的安全保护系统有光栅、安全门、急停按钮等,可以在机器人运动时及时检测和响应危险情况,保证操作人员和设备的安全。
5.机器人维护系统
机器人维护系统包括机器人的保养、维修和更换部件等,可以保证机器人的长期稳定运行。
维护系统需要考虑机器人的易用性和维护成本,可以通过设计易于维护的结构和提供完善的维护手册等方式来实现。
以上是一个龙门式码垛机器人结构设计的范本,具体的设计需要根据实际情况进行调整和优化,以达到最佳的效果。
码垛机机械手的整体设计
1前言1.1选题背景及意义1.1.1国内外研究现状从专业化程度看,目前国内码垛设备厂专业化程度还不高,很多的企业是兼业生产,仅上海、山东、江苏、辽宁、浙江、广东等省市专业厂较多。
很久以来,包装生产线只是做到把物料包装好为止,至于后续的搬运工作则完全由搬运工人来完成。
造成这种局面的原因有很多,但主要是由于我国生产力水平较低,劳动力便宜,科研技术人才缺乏造成的。
随着知识经济时代的到来,这种局面必将会被打破。
总的来说,我国码垛设备制造工业经近20年的努力,在数量质量,水平方面均有较大的进展,为我国建立一个门类齐全、技术先进、水平相当,独立完善的码垛设备生产系统奠定了坚实的基础。
但要想在未来的国际竞争中占有一席之地,还必须要找出自身缺点和不足,特别是要找出与北美、日本、西欧等国家的差距。
现在码垛机已获得日益广泛的应用,随着组装运的发展,向货板上装货呈现出自动化的发展趋势,出现了码垛机,完成硬纸箱、塑料箱、油桶等物品堆放与自动搬运等操作;特别是自动仓库的出现,更加速了码垛机的广泛应用。
1.1.2 选题的目的及意义在现在市场上,码垛机的种类较多,而本次课题针对太阳能热水器成品的码垛进行设计。
通过结构改进,提高其码垛性能,并以此加深、巩固所学基础知识,并将知识有机的整合到一起,提高自己的设计水平和动手能力。
1.2方案设计及论证码垛机工作时,伺服电机通过同步齿形带带动导轨架进行水平移动,机械手将成品从生产线取下,同时伺服电机通过同步齿形带带动滚珠丝杠螺母副带动机械手竖直运动,将产品整齐地码在架子上。
设计参数:1. 码垛高度:3m2. 导轨架移动速度:1.5m/s3. 生产能力:5垛/小时4. 货物尺寸:宽 500-800mm 长800-2000mm1.2.1水平传动方案初步设计首先,应满足机器的功能要求,如传递功率大小、转速和运动形式,此外还应满足工作平稳、传动效率较高、传动距离远、结构简单、工艺性好、使用维护方便等特点。
码垛机器人毕业设计
码垛机器人毕业设计码垛机器人毕业设计在当今高速发展的工业领域,自动化技术的应用已经成为提高生产效率和降低人力成本的重要手段。
其中,码垛机器人作为一种自动化设备,为物流行业提供了极大的便利和效益。
本文将探讨码垛机器人的毕业设计,从设计原理、技术难点和未来发展等方面进行阐述。
一、设计原理码垛机器人是一种能够实现自动码垛的工业机器人。
其设计原理主要包括感知、规划和执行三个环节。
首先,通过激光雷达、视觉传感器等感知设备,机器人能够获取周围环境的信息,包括货物的位置、形状和重量等。
然后,通过规划算法,机器人能够根据输入的任务要求,确定最佳的码垛路径和方式。
最后,机器人根据规划结果,通过机械臂和抓取器等执行器,将货物准确地码垛到指定位置。
二、技术难点在码垛机器人的毕业设计中,存在一些技术难点需要克服。
首先,机器人需要具备高精度的感知能力,能够准确地识别和定位货物。
这就要求设计师在选择和配置感知设备时,考虑到不同形状、材质和颜色的货物,以确保机器人能够对其进行准确的感知。
其次,机器人需要具备智能的规划算法,能够根据不同的任务要求,灵活地调整码垛路径和方式。
这就要求设计师在算法设计中,考虑到货物的尺寸、重量和堆叠方式等因素,以确保机器人能够高效地完成码垛任务。
此外,机器人的执行器也是设计中的关键问题。
机械臂和抓取器的设计需要考虑到不同形状和重量的货物,以确保机器人能够稳定地抓取和搬运货物。
同时,机器人的执行速度和精度也是需要平衡的因素,既要保证快速完成任务,又要保证码垛的准确性。
三、未来发展随着科技的不断进步,码垛机器人在未来的发展前景十分广阔。
首先,随着人工智能技术的发展,机器人的感知和规划能力将得到进一步提升。
机器人能够更加准确地感知和识别货物,更加智能地进行规划和决策,从而提高码垛的效率和准确性。
其次,随着机械臂技术的不断创新,机器人的执行能力将得到提升。
新型的机械臂材料和结构设计,使得机器人能够更加灵活地抓取和搬运货物,适应更多种类的码垛任务。
码垛机械手结构设计开题报告
码垛机械手结构设计开题报告引言码垛机械手是一种自动化设备,用于将物体按照规定的方式码放到垛位上。
它具有高效、准确、节省人力的特点,在物流仓储、生产线等领域得到了广泛应用。
本文将深入探讨码垛机械手的结构设计,包括机械手的构成、运动方式、关键技术等方面。
机械手的构成机械手是由多个部件组成的复杂系统。
下面是机械手常见的构成部分:1.控制系统:控制机械手的运动和动作,通常采用PLC控制器或者计算机控制系统。
2.夹具:用于抓取和保持物体的部件,通常包括机械手指和夹爪。
3.关节:连接机械手各个部分的关键部件,用于实现机械手的各种运动。
4.手臂:机械手的主体部分,由多个关节连接组成,可以实现灵活的运动和姿态调整。
5.传动装置:用于传递力和运动的部件,通常包括电机、减速器等。
机械手的运动方式机械手的运动方式主要有三种:直线运动、旋转运动和复合运动。
下面分别介绍这三种运动方式:直线运动直线运动是指机械手沿直线轨道运动的方式,可以前后、左右、上下等方向的移动。
通常通过导轨、滚珠丝杠等装置实现。
旋转运动旋转运动是指机械手绕固定点或轴心旋转的方式,可以实现角度的调整和物体的旋转。
通常通过电机、减速器等装置实现。
复合运动复合运动是指机械手同时进行直线运动和旋转运动的方式,可以实现更加灵活的操作。
通常通过多个关节、传动装置等实现。
码垛机械手的关键技术码垛机械手的设计和运行涉及到多个关键技术,下面介绍几个常见的关键技术:物体识别技术机械手需要能够准确地识别和辨别不同的物体,以便进行合适的抓取和码放操作。
常用的物体识别技术包括计算机视觉、激光雷达等。
运动规划技术机械手需要根据任务要求进行运动规划,确定合适的轨迹和动作。
常用的运动规划技术包括插补算法、路径规划等。
控制系统技术机械手的运动和动作需要由控制系统进行实时控制和监控。
控制系统需要具备高精度、高速度和高可靠性。
常用的控制系统技术包括PID控制、伺服控制等。
安全保护技术机械手在工作过程中需要考虑安全问题,防止意外伤害和设备损坏。
码垛机械手设计
摘要在现代工业中,生产过程中的自动化已成为突出的主题。
各行各业的自动化水平越来越高,现代化加工车间,常配有机械手,以提高生产效率,完成工人难以完成的或者危险的工作随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。
用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
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。
文章主要叙述了机械手的设计计算过程。
首先,本文介绍码垛机械手的作用,码垛机械手的组成和分类,说明了自由度和机械手整体座标的形式。
同时,本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。
文章中介绍了码垛机械手的设计理论与方法。
全面详尽的讨论了码垛机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。
最后用PLC对码垛机械手进行控制关键词:码垛机械手,液压传动,液压缸,PLC控制ABSTRACTIn modern industry, the automation of the production process has become a prominent theme.Increasingly high level of automation in all walks of life, modern processing plant, often with a mechanical hand in order to improve production efficiency, to complete it hard for workers to complete the work or riskWith the development needs of industrial automation, mechanical hand more and more important in industrial ed to reproduce the function of the technical staff of the device is called robot.Robot is modeled on the part of staffing action, according to a given program, automatically track and requirements capture, handling or operation of the automatic mechanical devices.Application in industrial production is known as industrial robot manipulator.This paper mainly describes the design of the manipulator calculation.First, the article describes the role of robot palletizing, robotic palletizing composition and classification, indicating the degree of freedom and the coordinates in the form of the whole manipulator.Meanwhile, this paper, the machinery of the main performance specifications of hand parameters.Article describes the robot palletizer design theory and prehensive and detailed discussion of the palletizing robot's hand, wrist, arm and body and other major components of the structural design.Finally, PLC control for robotic palletizerKey words: Palletizer robot, hydraulic transmission, hydraulic cylinder, PLC control目录1 绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.2机械手的简史 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.3工业机械手在生产中的应用 --------------------------------------------------------------------------------------- 21.4机械手的组成 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 31.4.1 执行机构----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31.4.2驱动机构----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.4.3控制系统分类 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.5机械手的发展趋势 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 41.5.1国外机械手领域发展趋势: ------------------------------------------------------------------------------ 41.5.2我国机械手领域的现状及发展: ------------------------------------------------------------------------ 41.6本章小结-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 52 机械手的总体设计方案---------------------------------------------------------------------------------------------- 62.1机械手基本形式的选择---------------------------------------------------------------------------------------------- 62.2机械手的主要部件及运动 ------------------------------------------------------------------------------------------- 72.3驱动机构的选择---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 72.4机械手的技术参数列表---------------------------------------------------------------------------------------------- 72.5手臂的配置形式---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 72.6位置检测装置的选择 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 82.7本章小结-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 3机械手手部的设计计算---------------------------------------------------------------------------------------------- 93.1概述---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 93.2设计时应考虑的几个问题 ------------------------------------------------------------------------------------------ 93.3 手部设计基本要求 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 93.4 典型的手部结构------------------------------------------------------------------------------------------------------- 103.5机械手手抓的设计计算--------------------------------------------------------------------------------------------- 103.5.1选择手抓的类型及夹紧装置 ---------------------------------------------------------------------------- 103.5.2手抓的力学分析---------------------------------------------------------------------------------------------- 103.5.3 夹紧力及驱动力的计算----------------------------------------------------------------------------------- 133.5.4手抓夹持范围计算 ------------------------------------------------------------------------------------------ 143.6本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 4腕部的设计计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 164.1腕部设计的基本要求 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 164.2腕部的设计计算------------------------------------------------------------------------------------------------------- 164.2.1腕部设计考虑的参数 -------------------------------------------------------------------------------------- 164.3.2腕部的驱动力矩计算 -------------------------------------------------------------------------------------- 164.4本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 5臂部的设计及有关计算-------------------------------------------------------------------------------------------- 195.1臂部设计的基本要求 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 195.2 手臂的典型机构以及结构的选择 ----------------------------------------------------------------------------- 205.2.1手臂的典型运动机构 -------------------------------------------------------------------------------------- 205.2.2手臂运动机构的选择 -------------------------------------------------------------------------------------- 205.3手臂直线运动的驱动力计算------------------------------------------------------------------------------------- 205.3.1手臂摩擦力的分析与计算 ------------------------------------------------------------------------------- 205.3.2手臂惯性力的计算 ------------------------------------------------------------------------------------------ 225.3.3密封装置的摩擦阻力 -------------------------------------------------------------------------------------- 225.4液压缸工作压力和结构的确定--------------------------------------------------------------------------------- 225.5 四连杆固定轴剪切力校核 ---------------------------------------------------------------------------------------- 235.6本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 246 机身的设计计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 256.1机身的整体设计------------------------------------------------------------------------------------------------------- 256.2 机身回转机构的设计计算 ---------------------------------------------------------------------------------------- 266.3机身升降机构的计算 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 276.3.1手臂偏重力矩的计算 -------------------------------------------------------------------------------------- 276.3.2 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 --------------------------------------------------------- 286.4轴承的选择分析------------------------------------------------------------------------------------------------------- 296.5齿轮的选型 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 296.6本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 7液压系统设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 327.1液压系统简介 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 327.2液压系统的组成-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 327.3机械手液压系统的控制回路 ------------------------------------------------------------------------------------- 327.3.1 压力控制回路------------------------------------------------------------------------------------------------ 327.3.2 速度控制回路------------------------------------------------------------------------------------------------ 337.3.3 方向控制回路 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 337.4 机械手的液压传动系统 ------------------------------------------------------------------------------------ 347.4.1 上料机械手的动作顺序----------------------------------------------------------------------------------- 347.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍----------------------------------------------------------------- 357.5机械手液压系统的简单计算 ------------------------------------------------------------------------------------- 367.6 本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 378 PLC控制回路的设计--------------------------------------------------------------------------------------------------- 388.1 电磁铁的动作顺序表 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 388.2 根据机械手的动作顺序表 ---------------------------------------------------------------------------------------- 398.3 PLC与现场器件的实际连接图---------------------------------------------------------------------------------- 408.4 梯形图 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 408.5指令程序------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 429 结论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 45 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 46 致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 471 绪论1.1前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
码垛机械手毕业设计
摘要
随着现代工业生产自动化程度的不断提高,搬运机械手在生产现场的流水线中扮演着越来越重要的作用,已成为现代化工业生产中不可缺少的重要环节。
目前国内全自动码垛、搬运设备主要依靠进口,国产设备生产厂家相对较少,搬运机器人技术很不成熟。
而且我国人工搬运的低效率与产量的口益提高之间的矛盾口益突出,因此对搬运机器人进行研究具有很高的经济意义和现实意义。
整个系统由控制器、驱动模块、执行部件、机械部件、传感器以及上位机组态监控系统组成。
系统的控制器采用了博锐捷公司的G5系列运动控制器;系统的驱动模块由伺服电机驱动器和步进电机驱动器两部分组成;执行部件分别为伺服电机和步进电机;机械部件包括基座、滚珠丝杠和导向支撑部件等。
本课题设计的机械手运动方案满足工作空间要求,即机械手的腰部回转运动、大臂竖直方向移动、小臂水平方向伸缩、腕部俯仰运动以及手爪的开合动作满足了运动范围要求。
通过采集的接近开关及触滑觉传感器信号的反馈,控制的电机运动状态。
并设计了机械手控制主程序、电机控制图,完成了机械手控制部分的设计。
本论文通过对机械手的机械系统、驱动传动系统和控制部分的设计,理论上实现了机械手对物体的抓取设计。
通过上述工作,机械手最终能够按照控制程序的要求进行运动,并且实现了上位机监控系统对本机械手的直观形象观测,达到了本论文的设计目的和要求。
关键字:运动控制器码垛流水线机械手。
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摘要在现代工业中,生产过程中的自动化已成为突出的主题。
各行各业的自动化水平越来越高,现代化加工车间,常配有机械手,以提高生产效率,完成工人难以完成的或者危险的工作随着工业自动化发展的需要,机械手在工业应用中越来越重要。
用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
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。
文章主要叙述了机械手的设计计算过程。
首先,本文介绍码垛机械手的作用,码垛机械手的组成和分类,说明了自由度和机械手整体座标的形式。
同时,本文给出了这台机械手的主要性能规格参量。
文章中介绍了码垛机械手的设计理论与方法。
全面详尽的讨论了码垛机械手的手部、腕部、手臂以及机身等主要部件的结构设计。
最后用PLC对码垛机械手进行控制关键词:码垛机械手,液压传动,液压缸,PLC控制ABSTRACTIn modern industry, the automation of the production process has become a prominent theme.Increasingly high level of automation in all walks of life, modern processing plant, often with a mechanical hand in order to improve production efficiency, to complete it hard for workers to complete the work or riskWith the development needs of industrial automation, mechanical hand more and more important in industrial ed to reproduce the function of the technical staff of the device is called robot.Robot is modeled on the part of staffing action, according to a given program, automatically track and requirements capture, handling or operation of the automatic mechanical devices.Application in industrial production is known as industrial robot manipulator.This paper mainly describes the design of the manipulator calculation.First, the article describes the role of robot palletizing, robotic palletizing composition and classification, indicating the degree of freedom and the coordinates in the form of the whole manipulator.Meanwhile, this paper, the machinery of the main performance specifications of hand parameters.Article describes the robot palletizer design theory and prehensive and detailed discussion of the palletizing robot's hand, wrist, arm and body and other major components of the structural design.Finally, PLC control for robotic palletizerKey words: Palletizer robot, hydraulic transmission, hydraulic cylinder, PLC control目录1 绪论-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.2机械手的简史 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 11.3工业机械手在生产中的应用 --------------------------------------------------------------------------------------- 21.4机械手的组成 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 31.4.1 执行机构----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 31.4.2驱动机构----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.4.3控制系统分类 --------------------------------------------------------------------------------------------------- 41.5机械手的发展趋势 ------------------------------------------------------------------------------------------------------ 41.5.1国外机械手领域发展趋势: ------------------------------------------------------------------------------ 41.5.2我国机械手领域的现状及发展: ------------------------------------------------------------------------ 41.6本章小结-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 52 机械手的总体设计方案---------------------------------------------------------------------------------------------- 62.1机械手基本形式的选择---------------------------------------------------------------------------------------------- 62.2机械手的主要部件及运动 ------------------------------------------------------------------------------------------- 72.3驱动机构的选择---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 72.4机械手的技术参数列表---------------------------------------------------------------------------------------------- 72.5手臂的配置形式---------------------------------------------------------------------------------------------------------- 72.6位置检测装置的选择 -------------------------------------------------------------------------------------------------- 82.7本章小结-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 8 3机械手手部的设计计算---------------------------------------------------------------------------------------------- 93.1概述---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 93.2设计时应考虑的几个问题 ------------------------------------------------------------------------------------------ 93.3 手部设计基本要求 ----------------------------------------------------------------------------------------------------- 93.4 典型的手部结构------------------------------------------------------------------------------------------------------- 103.5机械手手抓的设计计算--------------------------------------------------------------------------------------------- 103.5.1选择手抓的类型及夹紧装置 ---------------------------------------------------------------------------- 103.5.2手抓的力学分析---------------------------------------------------------------------------------------------- 103.5.3 夹紧力及驱动力的计算----------------------------------------------------------------------------------- 133.5.4手抓夹持范围计算 ------------------------------------------------------------------------------------------ 143.6本章小结 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 14 4腕部的设计计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 164.1腕部设计的基本要求 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 164.2腕部的设计计算------------------------------------------------------------------------------------------------------- 164.2.1腕部设计考虑的参数 -------------------------------------------------------------------------------------- 164.3.2腕部的驱动力矩计算 -------------------------------------------------------------------------------------- 164.4本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 17 5臂部的设计及有关计算-------------------------------------------------------------------------------------------- 195.1臂部设计的基本要求 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 195.2 手臂的典型机构以及结构的选择 ----------------------------------------------------------------------------- 205.2.1手臂的典型运动机构 -------------------------------------------------------------------------------------- 205.2.2手臂运动机构的选择 -------------------------------------------------------------------------------------- 205.3手臂直线运动的驱动力计算------------------------------------------------------------------------------------- 205.3.1手臂摩擦力的分析与计算 ------------------------------------------------------------------------------- 205.3.2手臂惯性力的计算 ------------------------------------------------------------------------------------------ 225.3.3密封装置的摩擦阻力 -------------------------------------------------------------------------------------- 225.4液压缸工作压力和结构的确定--------------------------------------------------------------------------------- 225.5 四连杆固定轴剪切力校核 ---------------------------------------------------------------------------------------- 235.6本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 246 机身的设计计算 -------------------------------------------------------------------------------------------------------- 256.1机身的整体设计------------------------------------------------------------------------------------------------------- 256.2 机身回转机构的设计计算 ---------------------------------------------------------------------------------------- 266.3机身升降机构的计算 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 276.3.1手臂偏重力矩的计算 -------------------------------------------------------------------------------------- 276.3.2 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 --------------------------------------------------------- 286.4轴承的选择分析------------------------------------------------------------------------------------------------------- 296.5齿轮的选型 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 296.6本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 30 7液压系统设计--------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 327.1液压系统简介 ----------------------------------------------------------------------------------------------------------- 327.2液压系统的组成-------------------------------------------------------------------------------------------------------- 327.3机械手液压系统的控制回路 ------------------------------------------------------------------------------------- 327.3.1 压力控制回路------------------------------------------------------------------------------------------------ 327.3.2 速度控制回路------------------------------------------------------------------------------------------------ 337.3.3 方向控制回路 ------------------------------------------------------------------------------------------------- 337.4 机械手的液压传动系统 ------------------------------------------------------------------------------------ 347.4.1 上料机械手的动作顺序----------------------------------------------------------------------------------- 347.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍----------------------------------------------------------------- 357.5机械手液压系统的简单计算 ------------------------------------------------------------------------------------- 367.6 本章小结------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 378 PLC控制回路的设计--------------------------------------------------------------------------------------------------- 388.1 电磁铁的动作顺序表 ----------------------------------------------------------------------------------------------- 388.2 根据机械手的动作顺序表 ---------------------------------------------------------------------------------------- 398.3 PLC与现场器件的实际连接图---------------------------------------------------------------------------------- 408.4 梯形图 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 408.5指令程序------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 429 结论 ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------ 45 参考文献---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 46 致谢 -------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 471 绪论1.1前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。