搬运机械手运动控制系统设计说明书

搬运机械手运动控制系统设计

搬运机械手运动控制系统设计第一部分：题目设计要求。

一、搬运机械手功能示意图二、基本要求与参数本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。

该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。

以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。

机械手通过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A 到B 的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转(机械手的初始位置在A 与B 之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ i 。

设计参数：（1）抓重:10Kg（2）最大工作半径：1500mm （3）运动参数：伸缩行程：0-1200mm ；伸缩速度：80mm/s ；升降行程：0-500mm ；升降速度：50mm/s 回转范围：0-1800控制器要求：（1）在PLC 、单片机、PC 微机或者DSP 中任选其一；AB工件 SQ 1SQ 45SQ夹紧松开（2）具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。

三、工作量（1）驱动及传动方案的设计及部件的选择；（2）二指夹持机构的设计及计算；（3）总体控制方案及控制流程的设计；（4）设计说明书一份。

四、设计内容及说明（1）机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。

（2）末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。

设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。

（3）控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。

第二部分：设计过程搬运机械手运动控制系统设计一机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。

1 工作台升降，机械手臂张合及伸缩驱动部件选用步进电机，速度容易控制，位置精度高。

小型搬运机械手的PLC控制系统设计

小型搬运机械手的PLC控制系统设计
小型搬运机械手的PLC控制系统设计包括以下几个方面：
1. 确定系统需求：首先需要明确机械手的工作任务和工作环境，包
括搬运物品的重量、尺寸和形状，以及工作空间的限制。

2. 选择适当的PLC：根据系统需求选择合适的PLC，考虑其输入输
出点数、通信接口、处理能力和可靠性等因素。

3. 确定传感器和执行器：根据机械手的工作任务选择合适的传感器
和执行器，例如光电传感器、接近开关、压力传感器、伺服电机等。

4. 确定控制策略：根据机械手的工作任务确定控制策略，包括运动
控制、路径规划、物体识别等。

5. 编写PLC程序：根据控制策略编写PLC程序，使用相应的编程语
言（如 ladder diagram、structured text 等），实现机械手的自
动化控制。

6. 连接传感器和执行器：根据PLC的输入输出点数，将传感器和执
行器与PLC连接起来，确保数据的准确传输和控制信号的可靠输出。

7. 调试和测试：完成PLC程序编写后，进行调试和测试，验证系统
的功能和性能是否满足需求，对程序进行优化和修正。

8. 系统集成和实施：将PLC控制系统与机械手进行集成，确保系统
的稳定运行和安全性。

9. 运维和维护：定期对PLC控制系统进行维护和保养，包括检查传
感器和执行器的工作状态，更新PLC程序，修复故障等。

需要注意的是，小型搬运机械手的PLC控制系统设计需要根据具体
的应用场景和要求进行定制，以上仅为一般性的设计步骤和考虑因素，具体设计还需根据实际情况进行调整和优化。

搬运机械手及其控制系统设计说明书

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书搬运机械手及控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化摘要摘要我国的机械手的发展在最近几年得到了突飞猛进的发展，机械手可以仿照人类的某些肢体运动完成某些特定的动作，所以机械手在生产活动中扮演着越来越重要的角色。

因此机械手会在我国得到更普遍广泛的应用。

搬运机械手在当今工业、医疗、自然灾害等等的领域中等到了广泛的应用发展，然而搬运机械手的控制系统和执行机构在工作中起到举足轻重的作用，因此控制部分和执行部分对于机械手的工作的整体运转情况具有十分重要的意义。

所以本次毕业设计主要的任务是解决执行机构和控制部分的问题，该毕业设计采用气压传动作为执行机构，可编程控制器作为搬运机械手的控制部分。

对于本论文的总体设计主要有一下几点，首先要确定搬运机械手的工作对象、设计的目的、搬运机械手的自由度。

本毕业设计要通过计算计算出气爪个夹紧力，伸缩臂的气缸、摆动气缸的扭矩等，然后选择标准气缸。

执行部分要画出气动原理图，控制部分要根据搬运机械手控的IO点数选择三菱FX系列PLC。

根据毕业设计的任务书要求画出梯形图和程序语句表。

关键词：搬运机械手气压动传动可编程控制器SMC气缸AbstractAbstractThe robot's development has been rapid development in recent years, The robot can be modeled on the human limb movements to complete certain actions. Play an increasingly important role in the move. Robot in China more generally, a wide range of applicationsHandling robot in wait for a wide range of application development in the area of today's industrial, medical, natural disasters, etc. However, the handling robot control system and the implementing agencies to play a decisive role in the work, Control and operative parts of great significance for the overall functioning of the robot work. The graduation project the main task is to solve the problem of implementing agencies and the control part of the, The graduation project adopts pneumatic transmission, programmable logic controller for moving the control part of the robot as the executing agency.For the overall design of this paper are mainly the following points, Must first determine the object handling robot designed to degrees of freedom of the handling robot, the robot parameters, and so on. This graduation project is calculated by calculating the outlet claws clamping force, The cylinder of the telescopic boom、Parameters of robot and so on. Then select the standard cylinder. Operative to draw pneumatic schematic, The control section according to the IO handling robot control points to select the Mitsubishi FX series PLC. Graduated from the design task book draw the ladder and the program statement table.Keyword: Moving robot Pressure dynamic transmissionProgrammable controller SMC cylinder目录摘要 (1)Abstract（英文摘要）…………………………………………………………………………………………………………目录…………………………………………………………………………第一章引言……………………………………………………………1．1课题的目和意义………………….1．2 工业机械手设计的基本步骤……………………………………………..2 总体设计...........................................................................2．1 设计的容...........................................................................2．1．1总体说明....................................................................... 2．1．2驱动方式的选择和设计 (6)2．1．3整体机构的确定……………………………………………………..3 工业机械手的机械部分设计 (8)3.1 工业机械手的规格参数……………………………………………..3.2 工业设计手的参数计算 (8)3.2.1 手部质量计算……………………………………………………..3.2.2 机械手的爪部夹紧气缸的选择 (9)3.2.3 腕部传动气缸的选择……………………………………………..3.2.4 伸缩气缸的选择……………………………………………………3.2.5 对伸缩导杆的校核 (12)3.2.6 配重算………………………………………………………………3.2.7 升降部分计算…………………………………………………………..3.2.8 对升降导杆的核算 (15)3.2.9挠度计算…………………………………………………...............3.2.10转台型齿杆式回转摆动气缸的计算 (16)4 工业机械手的控制部分设计 (17)4．1 回路计算……………………………………………………………….. 4．2 执行元件选择………………………………………………………….. 4．3 控制元件选择…………………………………………………………..4．4 执行元件用气量的计算和空压机的选择 (21)4．5 气动元件的清单……………………………………………………….4.6 动作顺序表………………………………………………………….电气控制系统设计………………………………………………………..5．1电气控制方案设计和元件的选择 (25)5．2 PLC控制系统设计及PLC及I/O端口分配图的设计………….5．3 PLC梯形图的设计………………………………………………………5．4 PLC的控制程序………………………………………………………..总结致谢参考文献第一章引言1.1课题来源及现实意义该课程设计是机械及机械控制理论及课程教学计划的实践学习的过程，是对这几年课程知识的综合考验与考察，是对我们的一个综合检测。

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。

搬运机械手运动控制系统设计范本

搬运机械手运动控制系统设计搬运机械手运动控制系统设计第一部分：题目设计要求。

一、搬运机械手功能示意图二、基本要求与参数本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。

该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。

以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。

机械手经过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A 到B 的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转(机械手的初始位置在A 与B 之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ i 。

A B 工SQ 1 SQ 2 SQ 3SQ 4SQ 5SQ 6夹松设计参数：（1）抓重:10Kg（2）最大工作半径：1500mm（3）运动参数：伸缩行程：0-1200mm；伸缩速度：80mm/s；升降行程：0-500mm；升降速度：50mm/s回转范围：0-1800控制器要求：（1）在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一；（2）具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。

三、工作量（1）驱动及传动方案的设计及部件的选择；（2）二指夹持机构的设计及计算；（3）总体控制方案及控制流程的设计；（4）设计说明书一份。

四、设计内容及说明（1）机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。

（2）末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。

设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。

（3）控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。

第二部分：设计过程搬运机械手运动控制系统设计一机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。

搬运机械手及其控制系统设计说明书

SHANDONGＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹＯＦＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ毕业设计说明书搬运机械手及控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械制造及其自动化摘要摘要我国的机械手的发展在最近几年得到了突飞猛进的发展，机械手可以仿照人类的某些肢体运动完成某些特定的动作，所以机械手在生产活动中扮演着越来越重要的角色。

因此机械手会在我国得到更普遍广泛的应用。

搬运机械手在当今工业、医疗、自然灾害等等的领域中等到了广泛的应用发展，然而搬运机械手的控制系统和执行机构在工作中起到举足轻重的作用，因此控制部分和执行部分对于机械手的工作的整体运转情况具有十分重要的意义。

所以本次毕业设计主要的任务是解决执行机构和控制部分的问题，该毕业设计采用气压传动作为执行机构，可编程控制器作为搬运机械手的控制部分。

对于本论文的总体设计主要有一下几点，首先要确定搬运机械手的工作对象、设计的目的、搬运机械手的自由度。

本毕业设计要通过计算计算出气爪个夹紧力，伸缩臂的气缸、摆动气缸的扭矩等，然后选择标准气缸。

执行部分要画出气动原理图，控制部分要根据搬运机械手控的IO点数选择三菱FX系列PLC。

根据毕业设计的任务书要求画出梯形图和程序语句表。

关键词：搬运机械手气压动传动可编程控制器SMC气缸AbstractAbstractThe robot's development has been rapid development in recent years, The robot can be modeled on the human limb movements to complete certain actions. Play an increasingly important role in the move. Robot in China more generally, a wide range of applicationsHandling robot in wait for a wide range of application development in the area of today's industrial, medical, natural disasters, etc. However, the handling robot control system and the implementing agencies to play a decisive role in the work, Control and operative parts of great significance for the overall functioning of the robot work. The graduation project the main task is to solve the problem of implementing agencies and the control part of the, The graduation project adopts pneumatic transmission, programmable logic controller for moving the control part of the robot as the executing agency.For the overall design of this paper are mainly the following points, Must first determine the object handling robot designed to degrees of freedom of the handling robot, the robot parameters, and so on. This graduation project is calculated by calculating the outlet claws clamping force, The cylinder of the telescopic boom、Parameters of robot and so on. Then select the standard cylinder. Operative to draw pneumatic schematic, The control section according to the IO handling robot control points to select the Mitsubishi FX series PLC. Graduated from the design task book draw the ladder and the program statement table.Keyword: Moving robot Pressure dynamic transmissionProgrammable controller SMC cylinder目录摘要 (1)Abstract（英文摘要）…………………………………………………………………………………………………………目录…………………………………………………………………………第一章引言……………………………………………………………1．1课题的目和意义………………….1．2 工业机械手设计的基本步骤……………………………………………..2 总体设计...........................................................................2．1 设计的容...........................................................................2．1．1总体说明....................................................................... 2．1．2驱动方式的选择和设计 (6)2．1．3整体机构的确定……………………………………………………..3 工业机械手的机械部分设计 (8)3.1 工业机械手的规格参数……………………………………………..3.2 工业设计手的参数计算 (8)3.2.1 手部质量计算……………………………………………………..3.2.2 机械手的爪部夹紧气缸的选择 (9)3.2.3 腕部传动气缸的选择……………………………………………..3.2.4 伸缩气缸的选择……………………………………………………3.2.5 对伸缩导杆的校核 (12)3.2.6 配重算………………………………………………………………3.2.7 升降部分计算…………………………………………………………..3.2.8 对升降导杆的核算 (15)3.2.9挠度计算…………………………………………………...............3.2.10转台型齿杆式回转摆动气缸的计算 (16)4 工业机械手的控制部分设计 (17)4．1 回路计算……………………………………………………………….. 4．2 执行元件选择………………………………………………………….. 4．3 控制元件选择…………………………………………………………..4．4 执行元件用气量的计算和空压机的选择 (21)4．5 气动元件的清单……………………………………………………….4.6 动作顺序表………………………………………………………….电气控制系统设计………………………………………………………..5．1电气控制方案设计和元件的选择 (25)5．2 PLC控制系统设计及PLC及I/O端口分配图的设计………….5．3 PLC梯形图的设计………………………………………………………5．4 PLC的控制程序………………………………………………………..总结致谢参考文献第一章引言1.1课题来源及现实意义该课程设计是机械及机械控制理论及课程教学计划的实践学习的过程，是对这几年课程知识的综合考验与考察，是对我们的一个综合检测。

基于PLC实现搬运机械手的控制设计说明

工业机械手PLC控制说明书专业名称:机电一体化班级: 10级机电4班设计课题:工业机械手的PLC控制导师:毅锋成员: 蔡明辉、颜骏晖、余雄起华、晨跃、福顺目录一、摘要 (2)二、设计任务 (3)三、设计目的 (3)四、设计要求 (3)五、机械手的概述 (3)六、机械手的工作方式 (4)七、机械手传送工件系统示意图 (4)（1）、机械手工作过程示意图 (4)（2）、机械手传送示意与操作面板图 (5)八、机械手的动作原理 (5)九、输入和输出点分配表 (6)十、控制系统流程图 (7)十一、控制程序 (7)十二、梯形图 (11)十三、指令表 (13)十四、设计小结 (14)十五、参考文献 (14)摘要机械手是工业控制和加工中经常用到的执行部件，具有能适应恶劣工作环境、效率高、安全稳定和可进行高强度工作的优点，在自动化生产线上有广泛的应用。

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。

专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、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,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。

机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。

自上世纪六十年代，PLC设计的机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，它可以在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产；提高生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到与其重要的作用。

关键字：机械手 PLC 现代工业一、设计任务：机械手PLC控制的实现二、设计目的：1、培养机械设计能力；2、扩展知识结构；3、培养综合运用能力；4、是课堂教学的有益补充。

通过本次论文，进一步加强自己对机械手和PLC的认识，以与它们在生活中广泛应用。

搬运工件机械手控制系统设计

搬运工件机械手控制系统设计引言搬运工件机械手是一种广泛应用于工业自动化领域的机器人，其主要功能是通过控制系统完成对工件的抓取、搬运和放置等动作。

本文将介绍搬运工件机械手控制系统的设计原理和相关技术。

系统架构搬运工件机械手控制系统主要由以下几个模块组成：1.传感器模块：用于感知周围环境，获取工件位置、姿态等信息；2.执行器模块：通过驱动电机控制机械手进行运动；3.控制模块：负责处理传感器模块获取的信息，并生成相应的控制信号；4.通信模块：将控制信号传输给执行器模块。

控制算法搬运工件机械手的控制算法主要包括运动控制和抓取控制两部分。

运动控制运动控制是机械手控制系统中的核心部分，其目标是使机械手能够准确、快速地完成工件的搬运任务。

常用的运动控制算法有：•路径规划：通过规划机械手的运动路径，使其能够避开障碍物并按照设定的轨迹进行移动；•逆运动学：根据工件的期望位置和姿态，计算出机械手每个关节的角度，以实现位置和姿态的控制；•运动控制器：根据机械手当前的状态和目标状态，控制执行器模块的运动，使机械手能够按照预定的轨迹运动。

抓取控制抓取控制是机械手控制系统中的另一重要部分，其目标是使机械手能够准确地抓取工件，并保持抓取的稳定性。

常用的抓取控制算法有：•触觉反馈控制：通过传感器模块获取抓取过程中的力、接触面积等信息，实时调整控制信号，使抓取过程更稳定；•视觉反馈控制：通过视觉传感器获取工件的位置、姿态信息，调整机械手的控制信号，以实现准确的抓取。

控制系统设计搬运工件机械手控制系统的设计需要考虑以下几个方面：1.功能需求：根据搬运任务的要求，确定机械手需要具备的功能，如负载能力、运动速度、精度等。

2.传感器选择：根据任务要求，选择合适的传感器进行环境感知和工件抓取过程的监控。

3.执行器选择：根据负载需求和运动速度要求，选择合适的执行器驱动机械手进行运动。

4.控制算法选择：根据任务要求和机械手的运动特性，选择合适的控制算法。

搬运机械手控制系统的设计说明书

湘潭大学毕业设计说明书题目：搬运机械手控制系统的设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化学号：2003070523 姓名：陈辉煌指导教师：毛美姣完成日期： 2007年6月2日湘潭大学毕业论文（设计）任务书论文（设计）题目：搬运机械手控制系统的设计学号：2003070523 姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化指导教师：毛美姣系主任：周善炳一、主要内容及基本要求在本次搬运机械手控制系统的设计中，要完成的任务有如下几个方面：1、用机器人运动学求得搬运机械手的正解；2、由运动学方程解得搬运机械手各关节变量，并求出轨迹方程；3、用VB建立人机交互界面，并根据轨迹方程画出轨迹曲线；4、实现VB界面与PLC的通信，以及对搬运机械手的控制；5、写一份8000字以上的毕业设计说明书；6、一篇不少于3000单词的英文原文及中文翻译。

二、重点研究的问题1、搬运机械手运动学方程正解的求解；2、建立VB界面，实现计算以及画出轨迹曲线；3、实现搬运机械手的自动控制。

三、进度安排四、应收集的资料及主要参考文献1、刘极峰，易际明.机器人技术基础[M].北京：高等教育出版社，2006年.2、张铁.机器人学[M].广州：华南理工大学出版社，2000年.3、从爽.实用运动控制技术[M].北京：电子工业出版社，2006年.4、钟肇新，范建东.可编程控制器原理及应用[M].广州：华南理工大学出版社，2003年5、俞建家.Visual Basic 6.0程序设计与应用教程[M].福建：厦门大学出版社，2003年6、吕伟臣.Visual Basic 6.0初级编程教程[M].北京：北京大学出版社，2002年.7、大熊.机器人控制[M].北京：科学出版社，2002年.8、张海根.机电传动控制[M].北京：高等教育出版社，2005年.9、丹尼斯.机器人设计与控制[M].北京：科学出版社，2004年.10、刘极峰.计算机辅助设计与制造[M].北京：高等教育出版社，2004年.湘潭大学毕业论文（设计）评阅表学号2003070523 姓名陈辉煌专业机械设计制造及其自动化毕业设计题目：搬运机械手控制系统的设计湘潭大学毕业论文（设计）鉴定意见学号：2003070523 姓名：陈辉煌专业：机械设计制造及其自动化毕业论文（设计说明书） 65 页图表 0 张目录摘要 (1)第1章引言 (2)1. 1课题研究趋势与意义 (2)1.2串联关节机器人的发展和现状 (3)1.3本文的研究内容和主要工作 (2)第2章PLC控制系统及实现 (4)2.1机械手及控制器主要参数 (4)2.2简述机械手动作的实现 (5)2.3控制软件的设计 (5)2.3.1 PLC的选择 (6)2.3.2 光电编码器 (6)2.3.3 接口电路 (7)2.3.4 控制原理及程序 (7)3.1引言 (9)3. 2机械手运动学数学基础 (9)3.2.1机器人位置与姿态的描述[12] (9)3.3空间齐次坐标变换 (10)3.3.1坐标变换 (10)3.3.2齐次坐标变换 (11)3.3 点在空间直角坐标系中绕过原点任意轴的一般旋转变换 (12)3.4 Denavt-Hartenberg(D-H)表示法 (14)3.4.1 坐标系的建立 (14)3.4.2 几何参数定义 (15)3.4.3 建立i坐标系和1i 坐标系的齐次变换矩阵 (15)第4章机器人运动学方程的求解 (17)4.1机器人正向运动学 (17)4.2 机器人逆向运动学 (17)第5章机械手轨迹规划 (19)5.1 机器人轨迹的概念 (19)5.2 轨迹的生成方式 (19)5.2.1 轨迹规划涉及的主要问题 (19)5.3 插补方式分类 (20)5.4 机器人轨迹插值计算 (20)5.4.1 三次多项式插值 (21)5.4.2机械手轨迹规划。

玻璃板搬运机械手系统设计说明书

摘要机械手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，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

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，提出了用气动驱动和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。

对玻璃搬运机械手的整体结构、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压驱动，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。

通过以上部分的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型玻璃搬运机械手的设计方案，对其他经济型PLC控制系统的设计也有一定的借鉴价值。

关键词:机械手；气动控制；可编程控制器（PLC）；自动化控制AbstractManipulator plays an extremely important role in the field of advanced manufacturing. It can carry goods, sort materials and do heavy works instead of the human being. It also can realize mechanization and automation of the production, do the jobs in harmful environment to protect the personal safety. So it is widely used in metallurgy, machinery manufacturing, electronics, light industry and atomic energy etc.In this paper,by reviewing the developmental status of the manipulator in recent years, combining the design of manipulator and systematic analyzing technology of the manipulator, We proposed the design scheme that the manipulator was driven by the pneumatic and the system was controlled by PLC. Integrative idea was adopted in this design to fully consider the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. We analyzed and designed the overall structure, the implementation of structural, driving system and control system of the manipulator. We used pneumatic-driven in the driving system, PLC control unit in the control system to complete initialization of the system, manipulator's moving, failure alarm and so on. Finally we put forward a control strategy which is simple, easy to realize, and clear theoretical significance.Through the work above, a practical, economical, high-reliability sorting material manipulator was designed, which also had certain reference value for the other types of economical PLC control system design.Key words:Manipulator ；Pneumatic-driven；Programmable logic controller (PLC)；Automatic control目录第1章绪论 (1)1.1 研究的目的及意义 (1)1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 (1)1.3主要研究的内容 (2)1.4 解决的关键问题 (3)第2章执行系统的分析与选择 (4)2.1执行机构坐标形式的选择 (4)2.2执行机构的组成 (6)2.3执行机构各部分的分析与选择 (6)2.3.1 手部的选择及计算 (6)2.3.2 手臂结构的选择 (7)2.3.3 纵向直动气缸的设计计算与校核 (8)2.3.4 横向气缸的设计计算与校核 (13)2.3.5 机身回转力矩的计算 (17)2.3.6 回转液压缸所驱动力矩计算 (18)2.3.7 气压缸盖螺钉的计算 (19)2.3.8 静片和输出轴间的连接螺钉 (20)2.3.9 矩形导轨的弯曲强度及挠度的校核 (21)2.3.10机座结构的选择 (22)2.3.11机身部位轴承选择与校核 (23)2.4 执行机构的工作原理 (23)第3章驱动系统的分析与选择 (24)3.1 驱动系统的分析与选择 (24)3.2 机械手驱动系统的控制设计 (25)3.3 气动元件选取及工作原理 (26)3.3.1 气源装置 (26)3.3.2 执行元件 (27)3.3.3 控制元件 (28)3.3.4 辅助元件 (29)3.3.5 真空发生器 (29)3.3.6 吸盘 (30)3.4 气动回路的工作原理 (30)第4章控制系统的分析设计 (33)4.1 控制系统的组成结构 (33)4.2 控制系统的性能要求 (33)4.3 传感器的选择 (34)4.3.1 位置检测装置 (34)4.3.2 滑觉传感器 (34)4.4 控制系统PLC的选型及控制原理 (35)4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (35)4.4.2 PLC种类及型号选择 (39)4.4.3 I/O点数分配 (39)4.4.4 PLC外部接线图 (41)4.4.5 机械手控制原理 (42)4.5 PLC程序设计 (43)4.5.1 总体程序框图 (43)4.5.2 初始化及报警程序 (45)4.5.3 手动控制程序 (47)4.5.4 自动控制程序 (48)总结 (51)参考文献 (52)致谢 (53)附录：英文及翻译 (54)第1章绪论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。

搬运机械手控制系统的设计说明书

搬运机械手控制系统的设计说明书1. 引言1.1 目的本文档旨在介绍搬运机械手控制系统的设计方案和实施细节，对于系统的设计进行全面而系统的介绍，方便开发人员更好地理解和实施该系统。

1.2 范围本文档适用于搬运机械手控制系统的设计和实施，涵盖了系统的硬件和软件部分。

1.3 参考资料•搬运机械手控制系统需求规格说明书•搬运机械手控制系统结构设计图纸2. 系统概述本章主要介绍搬运机械手控制系统的整体结构和功能。

2.1 系统结构搬运机械手控制系统由以下部分组成：•控制器：负责控制机械手的运动和动作。

•感知系统：用于感知周围环境，获取搬运物体的位置和信息。

•执行系统：包括电机和执行器，用于控制机械手的运动。

•通信接口：用于与其他系统进行通信，如与上位机进行数据传输。

2.2 系统功能搬运机械手控制系统的主要功能包括：•机械手自动定位和抓取搬运物体。

•搬运物体的准确定位和放置。

•实时监测机械手的状态和运行情况。

•与上位机进行数据交互和传输。

3. 系统设计本章详细介绍了搬运机械手控制系统的设计方案和技术细节。

3.1 控制器设计控制器是搬运机械手控制系统的核心部件，负责对机械手的运动进行控制。

控制器可采用嵌入式系统，通过编程实现对电机和执行器的控制。

3.2 感知系统设计感知系统是搬运机械手控制系统的关键部分，主要用于感知周围环境和搬运物体的位置和信息。

可以采用摄像头、激光雷达等传感器进行数据采集，并通过算法实现物体检测和定位。

3.3 执行系统设计执行系统由电机和执行器组成，负责控制机械手的运动。

电机可以采用步进电机或直流电机，通过控制器发出信号控制电机的转动。

执行器可以根据不同的搬运任务进行设计，如夹爪、吸盘等。

3.4 通信接口设计通信接口用于与其他系统进行数据交互和传输。

可采用串口、以太网等通信方式，与上位机进行通信，传输机械手的状态和控制指令。

4. 系统实施本章介绍了搬运机械手控制系统的实施细节，包括硬件和软件的实施步骤和技术要点。

某搬运工件机械手控制系统设计

某搬运工件机械手控制系统设计引言搬运工件机械手是一种广泛应用于工业生产线上的自动化设备。

它能够根据预设的指令自动完成工件的搬运任务，提高工作效率和生产线的运行稳定性。

本文将详细介绍某搬运工件机械手控制系统的设计方案。

硬件组成某搬运工件机械手主要由以下硬件组成：1.控制器：负责接收和解析输入指令，并控制机械手的动作。

2.电机：用于驱动机械手各个关节的运动。

3.传感器：用于感知工件位置和环境信息，以便机械手做出相应的动作调整。

4.机械结构：包括各个关节和连接件，实现机械手的运动。

控制系统设计方案某搬运工件机械手的控制系统设计方案如下：控制器选择选择一款功能强大、稳定可靠的控制器是控制系统设计的关键。

我们选择了某型号的嵌入式控制器，它具备多种输入输出接口，支持多线程运行，能够满足机械手控制系统的需求。

控制算法设计机械手的控制算法是实现精准搬运的关键。

我们采用了运动规划算法和反馈控制算法相结合的控制策略。

运动规划算法根据工件位置和容器尺寸，计算机械手的最佳运动路径，以最小化运动时间和能耗。

反馈控制算法根据传感器的反馈信号，实时调整机械手的位置和姿态，以确保工件的准确搬运。

通信协议设计机械手的控制系统需要与上位设备进行通信，接收指令并发送反馈信息。

我们选择了一种常用的工业通信协议作为机械手与上位设备之间的通信方式，通过串口或以太网进行数据传输。

电机驱动设计机械手的关节运动由电机驱动实现。

我们选择了一种高效能的电机驱动方案，通过PWM调节电机的转速和转向。

控制器根据输入指令控制电机的转速和转向，使机械手能够按预定路径和速度运动。

传感器选型和布局为了使机械手能够感知工件位置和环境信息，我们选择了某型号的传感器作为机械手的感知装置。

我们将传感器布置在机械手的各个关节上，以实时感知关节的运动状态和工件所在位置。

传感器采集的信号将通过控制器进行处理和解析。

安全措施设计为了确保机械手的安全操作，我们设计了以下安全措施：•急停开关：在紧急情况下，操作人员可以按下急停开关，立即停止机械手的运动。

机械手搬运单元控制课程设计说明书(doc 14页)

机械手搬运单元控制课程设计说明书(doc 14页)信息与电气工程学院课程设计说明书（2011/2012学年第一学期）课程名称：可编程控制器应用题目：机械手搬运单元控制专业班级：学生姓名：学号：指导教师：设计周数：两周设计成绩：2011 年12月23日图 (4)4.2内存变量分配表 (4)4.3控制程序 (5)5.与下位机的通讯连接 (7)5.1监控组态界面 (7)5.2监控组态程序清单 (7)四.总结 (12)五.参考文献 (13)一.前言机电一体化技术是近十几年来国际上发展最快的高新技术，已渗透到国民经济的各个领域。

采用机电一体化技术就是发挥以微机为核心的微电子技术优势：对于一般机械而言，可使机械结构简化且控制更为灵活、细致；对于采用气动元件作为执行机构的机械设备而言，较之采用继电器接触控制更为可靠、方便，增加了柔性。

微型计算机及以微机为核心的专用控制机的推广应用，采用电子控制的便捷、灵活和可靠等优势与采用气压传动的简单、便捷和安全的优点相互结合，使得电子气动技术应运而生。

电子气动控制技术是机电一体化技术的一个重要组成部分，由于它在工业机器人中的成功应用，使得这项技术的推广具有了良好而广阔的前景。

基于PLC控制气动移置机械手系统正是由此出发点而研制开发的，可以满足《工业机器人》、《气动技术》、《可编程序控制器技术》等课程的教学、实验，应用其具有可编程、二次设计、调试等功能特点，可提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力，满足培养综合性和创新型、高层次、复合型工程技术人员的要求。

二.实验目的利用S7-200系列PLC的各种基本指令进行编写程序，并能熟练掌握PLC编程软件的编程方法和程序调试方法；学会并使用下位机编写程序实现机械手的自动和手动控制，并能利用上位机进行通讯连接实现实时监控。

三.系统设计1.控制要求当工件被送到机械手下方后，机械手将向下运动，然后锁紧夹爪；当工件被夹住后，机械手上升，到达上端后，手臂向右旋转180°。

机械手设计及运动仿真说明书

搬运机械手结构设计及运动仿真摘要机械手可谓是自动手，能够模仿手等的部分工作一些功能，根据处理对象固定的程序还是爬行，操作工具自动运行装置。

机械手起到很多作用，简答来说可以能够取代人的复杂劳动，来实现生产活动的机械化及自动化，也可以在不良环境下运作，起到保护人身安全的作用，因为这方面的要求我们可以将机械手应用于机械制造中锻造方面、冶金方面、电子方面等部门，将机械手运用这些方面可以提高生产效率等。

本课题要求是通常圆柱坐标系设计的搬运机械手。

论文中是对对机械手的功能、分类及进行了叙述，并通过该论文设计要求，对机械手的手、腕、臂以及机身的结构方面的设计及计算和液压传动原理方面设计，使其能实现自动上料、腕部旋转、手臂伸展、机身旋转及升降等动作，并运用Pro/E对搬运机械手的工作过程进行机构运动仿真。

通过运动仿真对机械手的结构设计有个比较详细的了解，能够更好让机械手广泛运用于工业方面。

关键词机械手；液压传动；机械手结构设计；运动仿真Handling Robot Design and Motion SimulationAbstractManipulator can be described as automatic hand, can mimic some of the features hands and other parts of the work, according to the processing target fixed procedure or crawling, operating tool automatically run devices. Robot plays many roles, it may be able to replace short-answer people's complex labor to mechanization and automation of production activities, and can also operate in adverse environments, protect the personal safety role because this requirement, we can The robot used in machinery manufacturing in terms of forging, metallurgy, electronics and other departments, the robot can use these areas to improve production efficiency.The requirements of the subject is generally cylindrical coordinate system designed handling robot. Paper is a mechanical hand function, classification and has been described, and by the paper design requirements, design and calculation of structures of the robot's hand, wrist, arm, and body and hydraulic drive principle aspects of the design, so that it can automatic feeding, wrist rotation, arm extension, rotation and lifting and other body movements, and the use of Pro / E for the handling of the robot motion simulation work processes. By motion simulation to design the robot has a more detailed understanding, better able to make the robot widely used in industry.Keywords manipulator; hydraulic transmission; hand structure design; motion simulation目录摘要 (I)Abstract (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 研究意义 (2)1.3 国内外研究现状分析 (3)1.4 研究的主要内容及方法 (3)1.5 工业机械手的分类，基本形式及组成 (4)1.5.1 工业机械手的分类 (4)1.5.2 工业机械手的基本形式 (4)1.5.3 基本组成 (6)1.6 本章小结 (9)第2章搬运机械手总体设计方案 (10)2.1 搬运机械手设计参数 (10)2.2 搬运机械手基本形式的选择 (11)2.3 驱动机构的选择..................................................... 错误！未定义书签。

搬运机器人设计说明书5篇

搬运机器人设计说明书5篇第一篇：搬运机器人设计说明书青岛科技大学本科毕业设计（论文）绪论1.1研究背景与意义工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。

机械手涉及到力学、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。

工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。

工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。

他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[1-3]。

机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。

尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。

在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。

图1-1 生产线上的机械手Fig.1-1 The manipulator on the production line物料搬运机械手结构设计进入21世纪，随着我国人口老龄化的提前到来，近来在东南沿海还出现大量的缺工现象，迫切要求我们提高劳动生产率，提高我国工业自动化水平势在必行。

工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用，因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。

搬运机械手设计说明

搬运机械手设计说明一、引言搬运机械手是一种用来替代人工进行搬运工作的机器装置。

它能够自动化地完成搬运、装卸、堆码等工作，提高生产效益、减少劳动强度，并且能适应各种环境和工作场合。

本设计说明旨在介绍一款搬运机械手的设计原理、结构及工作流程。

二、设计原理1.机械传动原理：采用电机驱动系统，通过齿轮、链条、皮带等传动装置将电机的旋转运动转换为机械手运动，实现搬运、举升等功能。

2.传感器原理：通过激光、红外线、压力传感器等传感器，实时感知物体的位置、形状、质量等参数，并将这些信息传输给控制系统。

3.控制系统原理：采用单片机或PLC控制系统，根据传感器反馈的信息，对机械手的动作进行控制和调整，实现精确的搬运操作。

三、结构设计1.底座：底座是机械手的支撑和固定部分，通常采用铸造或焊接工艺制作，保证机械手的稳定性和刚性。

2.臂架：臂架由多个可调节的关节构成，用于支撑和控制机械手的运动，臂架材料可以选用铝合金等轻质材料，以提高机械手的灵活性和运动速度。

3.夹具：夹具是机械手与被搬运物体直接接触的部分，通常采用夹爪或磁力吸盘等形式，以实现对物体的抓取和释放。

4.末端执行器：末端执行器是机械手的最后一段，可以根据具体需求选用吸盘、夹爪、工件接触面等不同形式，以适应不同尺寸、重量和形状的物体。

四、工作流程1.运动控制：通过操纵系统控制机械手的关节运动，将机械手移动到目标位置。

2.物体感应：通过传感器感知被搬运物体的位置、形状、质量等信息。

3.夹持物体：根据物体的尺寸和形状，选择合适的夹具进行夹持。

4.搬运操作：机械手将物体从起始位置移动到目标位置，并根据需要进行旋转、举升等动作。

5.放置物体：机械手将物体安放到目标位置，并释放夹具。

五、安全考虑在设计搬运机械手时，需要考虑以下安全因素：1.机械手运动范围的限定，避免碰撞或损坏设备。

2.夹具的设计要保证夹持力度适中，既要夹持住物体，又不能造成物体损坏。

3.传感器的准确性和可靠性，确保机械手能够准确感知物体的位置、形状等信息。

搬运机械手设计说明书介绍

机械与装备工程学院课程设计说明书（2016/2017学年第 1学期）课程名称：机械设计课程设计题目：搬运机械手的设计专业班级：机械设计制造及其自动化学生姓名 : 学号: 130200216 指导教师：设计周数： 2周设计成绩 : 2016年 12月 31日目录第一章绪论 01.1 机械手的应用现状 01.2 机械手研究的目的、意义 01。

3 设计时要解决的几个问题 0第二章机械手总体方案的设计 (2)2。

1 机械手的系统工作原理及组成 (2)2。

2 机械手的基本结构及工作流程 (2)第三章机械手的方案设计及其主要参数 (4)3.1 坐标形式和自由度选择 (4)3.2 执行机构 (4)3。

3 驱动系统 (5)3.4 控制系统 (6)第四章结构设计及优化 (7)4。

1手部夹紧气缸的设计 (7)4。

1.1手部夹紧气缸的设计 (7)4。

1.2 确定气缸直径 (7)4.1。

3 气缸作用力的计算及校核 (8)4.1。

4 缸筒壁厚的设计 (8)4。

1。

5 气缸的基本组成部分及工作原理 (9)4。

2手臂结构优化设计 (9)4。

2.1问题描述 (9)4.2。

2设计分析 (9)4.2。

3建立数学模型 (10)4。

2。

4优化计算 (11)4。

2。

5优化结果分析 (13)第五章 Adams运动仿真 (14)总结与展望 (15)摘要机械手是近几十年发展起来一种高科技自动化生产设备，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,随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业.本设计中的搬运机械手的动作由气动缸驱动，气动缸由相应的电磁阀来控制，电磁阀由PLC控制。

驱动执行元件完成，能十分方便的嵌入到各类工业生产线中。

本文中对机械手臂运用MATLAB算法进行优化设计，它使得优化过程变得非常简单、容易理解和掌握,从而避免编写各种复杂的运算程序，提高了设计效率。