搬运机械手机构设计与控制电路设计
搬运机械手电气控制系统设计
PLC课程设计姓名学号年级专业所在院系电气工程与自动化学院指导教师 X美俊、X哲铭提交日期某理工学院课程设计任务书课程名称电气控制与PLC课题名称搬运机械手电气控制系统设计专业班级某学号指导教师X美俊、X哲铭任务书下达日期201年月日课程设计完成日期201年月日《电气控制与PLC》课程设计指导小组 201年月日目录前言 (2)第1章概述 (3)1.1 PLC简介 (3)1.2机械手概述 (4)1.3搬运机械手的应用简况 (4)1.4机械手的应用意义 (5)1.5机械手控制系统设计步骤 (6)第2章控制方案 (7)2.1 搬运机械手的设计原理 (7)2.2 PLC的选取 (8)第3章控制系统硬件电路设计 (11)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (11)3.2P L C接口电路图 (12)第4章控制系统软件设计 (15)4.1控制系统的软件设计原理 (15)4.2梯形图和指令表 (18)第5章控制系统调试 (26)5.1 控制系统的调试过程 (26)总结 (27)前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要某现自动抓取、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。
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。
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。
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。
基于PLC的龙门式二维搬运机械手系统设计
说明书龙门式二维搬运机械手控制系统设计前言当今社会发展迅速，在机械电子专业的课程学习下，本文研究的机械手在社会未来的发展下将取代大量的人工操作。
本文的机械手只是简单地龙门式二维搬运机械手，操作简单，设计简便。
适用于简单地搬运工作，以小型的机器工作研究大型1机器的应用。
这对未来在企业工作时提高自身设计能力有很大的提高。
搬运机械手在自动化生产线上是一个重要的装置，他能精确定位并抓起工件搬运到另一个工作站并放下，具有故障报警，安全稳定的功能。
本系统采用的是PLC控制。
文中通过资料查阅的分析，确定了生产线搬运机械手的机械结构，通过对机械手的工作原理与机械手的控制要求，确定了适合的PLC型号进行了I/O 口的分配，对伺服电机的定位控制进行了软件设计。
研究表明，机械手具有良好的位置控制精度，运行的可靠稳定性，和简单的控制方法。
第1章绪论1.1机械手概念机械手（Robot）是自动执行工作的机器装置。
它是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。
在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
机械手是近50年才迅速发展起来的一种有代表性的、机械和电子控制系统组成的、自动化程度高的生产工具。
在生产制造业中，机械手技术得到广泛的应用。
它自动化程度高，对改善劳动条件，确保产品质量和提升工作效率，起到非常重要的作用。
可以说他是现代工业的一种技术革命。
1.2机械手发展方向机械手涉及到非常多学科的知识和领域。
包括：计算机、电子、控制、人工智能、传感器、通讯与网络、控制、机械等等。
机械手的发展离不开上述学科的发展。
正是由于各个学科的相互影响和综合集成，才能制造出自动化程度高的及其人。
随着科学技术的进步，机械手在应用得范围越来越广泛；技术也越来越得到调高，功能更加强大。
现在很对机械手的研究都往小型化发展。
机械手将会更多的进入到人们的日常生活中去。
总体的发展趋势是模块化、标准化、更加智能化。
机械手的广泛应用，对提升产品的质量与产能、保障人员安全，改善劳动环境，降低劳动的强度，提高生产效率，节约原材料消耗以及降低生产成本，起着一个十分重要的作用。
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。
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。
(完整版)基于PLC的搬运机械手控制系统设计112
基于PLC的搬运机械手控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好的节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要是曲轴在两条生产线之间搬运任务的搬运机械手控制系统进行设计。
采用了电气一体化的设计方案，使用带自锁功能的气缸实现了机械手对工件的抓放和保证了在断气状态下机械手状态的保持，通过伺服电机来实现机械手在水平、竖直方向快速精确的移动。
采用SIEMENS公司的SIMATIC S7-200系列PLC 作为核心控制器，外扩定位模块EM253模块对伺服电机进行精确的定位控制，从硬件和软件两个方面进行设计，完成了PLC在搬运机械手中硬件连接，I/O点分配和应用程序的设计，实现了机械手的上电初始化、零点复位、故障报警、手动运行、半自动运行和在无人看守时的自动运行。
最终达到设计要求，完成搬运目的。
关键词搬运机械手定位模块EM2253控制系统可编程PLC SIMATIC S7-200 系列PLC 核心控制器。
目录目录 (2)1引言 (1)1.1 搬运机械手的应用简况 (1)1.2机械手的应用意义 (2)2系统设计 (2)2.1系统结构及流程 (2)2.2系统主要部件选择 (4)2.2.1气缸的选择 (5)2.2.2阀门的选择 (6)2.2.3行程开关的选择 (6)2.2.4接近开关的选择 (6)2.2.5驱动电机的选择 (6)3控制系统的硬件设计 (7)3.1控制系统功能 (7)3.2控制系统硬件结构 (8)3.2.1位控模块 (8)3.2.3控制系统硬件结构 (9)3.3操作面板的设计 (9)3.4 PLC系统设计 (11)3.4.1 PLC 的I/O 分配表 (11)3.4.2 PLC 的I/O 接线图 (11)3.5运动控制系统的实现 (12)3.6控制系统电路设计 (17)4系统软件的设计与实现 (19)4.1系统工作方式 (19)4.2程序设计 (19)4.2.1主程序设计 (19)4.2.2初始化子程序设计 (20)4.2.3复位子程序设计 (20)4.2.4报警子程序设计 (21)4.2.5手动运行子程序设计 (21)4.2.6半自动运行子程序 (22)4.2.7自动子程序设计 (23)5结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1系统配件清单 (28)附录2程序清单 (28)1引言1.1搬运机械手的应用简况在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
基于PLC的搬运机械手控制系统设计
基于PLC的搬运机械手控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于自动化领域中的控制设备，它拥有可编程的逻辑控制功能，具有高精度、高可靠性、动态稳定性好等特点。
在制造业中，搬运机械手广泛应用于对生产线上产品的搬运，包装和装载等操作。
基于PLC 的搬运机械手控制系统就是将PLC作为核心控制器，实现对搬运机械手的控制和调节，从而提高其工作效率和精度。
搬运机械手控制系统设计基于PLC的搬运机械手控制系统的设计由以下几个部分组成：1. 机械结构设计：机械结构是搬运机械手控制系统的基本构成部分，包括机械臂、传动机构和夹持机构等。
机械结构的设计需要考虑机械臂的长度、强度、重量、运动速度和角度等参数。
传动机构包括电机、减速器、传动轮等，其作用是将电机转换为机械臂的运动。
夹持机构用于夹持待处理的物品，实现搬运和装载等操作。
2. 电气设计：电气设计包括控制系统的电源、控制器、传感器和执行器等。
控制系统的电源是供电保障，必须保证输入电压稳定。
控制器根据输入信号实现对机械手的控制，包括控制信号的生成、控制程序的调试和PID调节等。
传感器用于实时获取机械手的位置、状态和运动方向等信息。
执行器执行机械手的运动和夹持等功能。
3. 软件设计：PLC控制器是基于程序的工作，程序的编写需要考虑搬运机械手的不同工作场景和判据，以实现自动化控制。
软件设计主要包括程序设计和逻辑控制等。
程序设计是根据搬运机械手的功能和运动方式编写程序，以实现对机械手的控制、调节和监测。
逻辑控制是根据具体工作场景进行逻辑判断，实现机械手的自动化控制动作。
基于PLC的搬运机械手控制系统的特点基于PLC的搬运机械手控制系统在制造业中得到广泛应用，其具有以下特点：1. 稳定性好：PLC控制器控制器稳定性好，能够长时间连续工作，不易出现故障。
2. 精度高：PLC控制器具有高精度的控制能力，能够控制搬运机械手的精度和速度，以及对物品的判别和定位等。
3. 可编程性强：PLC控制器采用可编程的逻辑控制，能够为不同的工作场景编写程序，实现自动化控制。
搬运机械手结构设计
搬运机械手结构设计摘要：近年来，随着机械的广泛应用，工业自动化也迅速的普及和发展,各个行业对搬运机械手的需求量逐年增加，主要用在机械、电子、汽车、食品、医药等各个领域。
搬运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。
在本设计中，通过对机械手手部结构的设计，臂部结构的设计，以及液压系统的设计，实现四自由度的运动。
搬运机械手可以有效的减少工人的劳动强度和提高运输设备或产品的效率，以降低某些工作对工人的危害、满足现代经济开展的要求。
关键词：结构设计；液压系统；四自由度引言随着机械的广泛应用，机械的自动化设备也日益完善起来。
由于一些特殊的货物，工人们会受到有高温、腐蚀和有毒气体或者过于重的货物的危害，加大了工人们的劳动强度，甚至危害健康，危害生命安全。
所以搬运机械手由此诞生。
随着国内科学技术的发展，搬运机械手的应用越来越广泛，目前的搬运机械手不仅仅用在传统的装卸货物上，还扩展到了各个领域。
国内外现在都在大力研发具有智能的机器人搬运机械手。
机械手的研发设计，可以有效代替人工干一些对人体有伤害的货物和大型货物，有效的提高工作效率和安全性。
具有很高的研究价值。
1搬运机械手的整体方案设计通过调研、搜集整理课题的相关资料。
确定搬运机械手的结构组成。
然后通过查阅资料，确定搬运机械手的液压系统，并进行设计，最后对搬运机械手进行改进和完善。
图1 机械手结构示意图2搬运机械手手部机构设计手部即与物件接触的部件。
由于与物件接触的形式不同、可分为夹持式和吸附式，我们采用夹持式手部结构。
夹持式手部由手指(或手爪)和传力机构所构成。
手指是与物件直接接触的构件。
常用的手指运动形式有回转型和平移型。
回转型手指结构简单，制造容易。
故应用较广泛。
平移型应用较少，其原因是结构比拟复杂，但平移型手指夹持圆形零件时。
工件直径变化不影响其轴心的位置、因此适宜夹持直径变化围大的工件。
手指结构取决于被抓取物件的外表形状、被抓部位(是外廓或是孔)和物件的重量与尺寸。
(完整版)搬运机械手PLC控制系统设计毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传设计题目搬运机械手PLC控制系统设计学生姓名孙飞龙专业班级机电一体化（1）班指导老师张兰仙机电工程系搬运机械手PLC控制系统设计毕业设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。
关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），液压，电磁阀目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及" title="下一页">> >> >>| 其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 IO分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1）梯形图的总体设计……………………………………………………2）各部分梯形图的设计…………………………………………………3）绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附：语句表梯形图 IO接线图前言机械手：mechanical )和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
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电气控制系统设计搬运机械手是一种自动化机械装备，能够控制运动轨迹，用于在生产线上进行物品的搬运、装卸、堆垛、包装等作业，具有准确、高效、稳定等优点。
搬运机械手的电气控制系统设计是其中的重要组成部分，它直接影响到机械手的性能和使用效果。
本文将讲述如何进行搬运机械手电气控制系统的设计。
一、搬运机械手的结构搬运机械手主要由机身、控制系统、执行机构等部分组成，机械手主体通常由横梁、纵梁、立柱、斗臂、底座等构成。
执行机构包括伸缩、旋转、吸附、夹具等模块，用于实现机械手的各种运动和操作。
控制系统包括中央处理器、I/O接口、编码器、传感器、以太网通讯卡等部分，主要用于控制机械手的运行状态和操作。
二、搬运机械手的电气控制系统设计1.控制系统整体设计控制系统整体设计包括系统结构设计、功能划分和硬件选型等内容。
系统结构设计考虑到机械手的运动过程和操作需求，确定控制方式和信号交互方式。
功能划分将机械手的运动过程和控制指令划分为不同的模块，明确各模块之间的联系和执行顺序，确保系统运行流畅。
硬件选型主要考虑各种电路、元器件的规格、性能、可靠性和价格等因素，选用合适的硬件设备组成控制系统。
2.编码器和传感器选择编码器和传感器是机械手电气控制系统中非常重要的部分。
编码器用于测量机械手的位置、速度和加速度等信息，传感器用于检测机器人周围环境、工件属性和各种物理量。
编码器和传感器的选型需要考虑到测量精度、测量范围、重复性和稳定性等因素，保证机械手的运动状态和操作过程的精确可靠。
3.控制算法设计控制算法是机械手电气控制系统最核心的部分，主要包括运动控制算法和操作控制算法。
运动控制算法用于计算机械手的运动轨迹和速度变化等信息，包括PID控制、位移规划、插补算法等。
操作控制算法用于计算机械手的操作指令和指令执行顺序，包括工件识别、抓取规划、重心计算等。
控制算法的设计需要考虑到运算速度、精度和可靠性等问题，确保机械手能够按照预定的路径和指令执行。
（完整版）六自由度搬运机械手结构设计
（完整版）六⾃由度搬运机械⼿结构设计2. 六⾃由度搬运机械⼿的结构设计根据机械⼿的基本要求能快速、准确地拾起-放下搬运物件，这就要求它们具有⾼精度、快速反应、⼀定的承载能⼒、⾜够的⼯作空间和灵活的⾃由度及在任⼀位置都能⾃动定位等特征。
设计原则是：充分分析作业对象（⼯件）的作业技术要求，拟定最合理的作业⼯序和⼯艺、并满⾜系统功能要求和环境条件；明确⼯件的形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受⼒特性、尺⼨和质量参数等，从⽽进⼀步确定对该机械⼿结构和运⾏控制的要求；尽量选⽤定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通⽤性和专⽤性，并能实现柔性转接和编程控制。
本课题设计的是⼀种⼩型的多关节式六⾃由度机械⼿，能够满⾜相应的动作要求，并对⼀些⼩质量⼯件实现抓取、搬运等⼀些列动作。
2.1 六⾃由度搬运机械⼿的功能分析该机械⼿系统共有6个⾃由度，分别为肩的回转与曲摆，⼤臂的曲摆，⼩臂的曲摆，⼿腕的曲摆与回转，以及⼿抓的回转。
该系统中基座固定，与基座相连的肩可以进⾏360度的回转；与肩相连接的⼤臂可以进⾏-90～+90度曲摆，与⼤臂相连接的⼩臂可以进⾏-90～+90度曲摆，⼤臂和⼩臂动作幅度较⼤，可以满⾜俯仰要求。
⼿腕可以进⾏360度的旋转，⼿腕也可以完成-90～+90度的曲摆，末端的⼿⽖部分可以-90～+90度夹持，⼿⽖部分通过⼀对齿轮的啮合转动，及其四杆机构完成⼿⽖的开合，可以满⾜夹持⼯件的要求。
通过预先编好的程序，下载到单⽚机内，从⽽使该六⾃由度搬运机械⼿能独⽴的完成⼀套指定的搬运动作，并⼀直重复进⾏下去！2.2 六⾃由度搬运机械⼿的坐标形式和⾃由度2.2.1 六⾃由度搬运机械⼿的坐标形式按机械⼿⼿臂的不同运动形式及组合情况，其坐标形式可以分为直⾓坐标式、圆柱坐标式、球坐标式和关节式。
（1）直⾓坐标式机械⼿直⾓坐标式机械⼿是适合于⼯作位置成⾏排列或传送带配合使⽤的⼀种机械⼿。
它的⼿臂可以伸缩，左右和上下移动，按照直⾓坐标形式x、y、z三个⽅向的直线运动，其⼯作范围可以是1个直线运动、2个直线运动或3个直线运动。
机械手电气控制系统设计说明
机械手电气控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。
自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。
机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。
机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。
本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器 (PLQ 控制功能。
使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。
关键字：机械手；自动化装备；可编程控制器；PLC摘要前言 (2)第1章设计目的及主要内容 (3)1.1 设计目的 (3)1.2.主要内容 (3)第2章机械手的操作要求及功能 (4)2.1.操作要求 (4)2.2操作功能 (5)第3章PLC及机械手的选择和论证 (6)3.1PLC (6)3.1.1 PLC 简介 (6)3.1.2 PLC的结构及基本配置 (6)3.1.3 PLC 的选择 (7)3.2机械手 (7)3.2.1机械手简介 (7)3.2.2机械手的选择 (8)第4章硬件电路设计及描述 (8)4.1操作方式 (10)4.2输入与输出分配表及I/O分配接线 (10)第5章软件电路设计及描述 (12)5.1机械手的操作系统程序 (12)5.2回原位程序 (12)5.3手动单步操作程序 (13)5.4自动操作程序 (14)5.5机械臂传送系统梯形图 (14)5.6指令语句表 (16)18第6章总结 (17)参考文献大二的学习即将结束，课程设计是其中一个重要环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
机械手PLC控制系统设计
机械手PLC控制系统设计一、本文概述随着工业自动化程度的不断提高，机械手在生产线上的应用越来越广泛。
作为一种重要的自动化设备，机械手的控制精度和稳定性对于提高生产效率和产品质量具有至关重要的作用。
因此，设计一套高效、稳定、可靠的机械手PLC控制系统显得尤为重要。
本文将详细介绍机械手PLC控制系统的设计过程，包括控制系统的硬件设计、软件设计以及调试与优化等方面，旨在为相关领域的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。
本文首先将对机械手PLC控制系统的基本构成和工作原理进行概述，包括PLC的基本功能、选型原则以及与机械手的接口方式等。
接着，将详细介绍控制系统的硬件设计，包括PLC的选型、输入输出模块的选择、电源模块的设计等。
在软件设计方面，本文将介绍PLC 编程语言的选择、程序结构的设计、控制算法的实现等关键内容。
本文将介绍控制系统的调试与优化方法，包括PLC程序的调试、机械手的运动调试、控制参数的优化等。
通过本文的介绍，读者可以全面了解机械手PLC控制系统的设计过程，掌握控制系统的硬件和软件设计方法，以及调试与优化的技巧。
本文还将提供一些实用的设计经验和注意事项，帮助工程师和技术人员在实际应用中更好地解决问题，提高控制系统的性能和稳定性。
二、机械手基础知识机械手，也称为工业机器人或自动化手臂，是一种能够模拟人类手臂动作，进行抓取、搬运、操作等作业的自动化装置。
在现代工业生产中，机械手被广泛应用于各种环境和使用场景，以实现生产线的自动化、提高生产效率、降低人力成本以及保障操作安全。
机械手的构成主要包括执行机构、驱动系统、控制系统和位置检测装置等部分。
执行机构是机械手的动作执行部分，通过模拟人类手臂的旋转、屈伸、抓放等动作，实现物体的抓取和搬运。
驱动系统为执行机构提供动力，常见的驱动方式有电动、气动和液压驱动等。
控制系统是机械手的“大脑”，负责接收外部指令，控制驱动系统使执行机构完成预定动作。
位置检测装置则负责检测执行机构的精确位置，为控制系统提供反馈信号，以确保机械手的作业精度。
三自由度搬运机械手机构设计
三自由度搬运机械手机构设计搬运机械手机构设计-三自由度机械手臂一、引言随着科技的发展，机器人在工业生产、物流等领域发挥着越来越重要的作用。
机械手臂作为机器人的重要组成部分，具有广泛的应用前景。
本文将介绍一种三自由度搬运机械手机构的设计。
二、设计目标本设计的目标是设计一种具备三个自由度的搬运机械手臂，能够实现灵活的运动，达到高效搬运的目的。
具体要求如下：1.三自由度：机械手臂具备三个关节，分别可以实现水平旋转、垂直旋转和前后伸缩的运动。
2.高承载能力：机械手臂需要具备足够的承载能力，能够稳定搬运重物。
3.灵活性：机械手臂需要具备足够的灵活性，能够适应不同的工作环境和搬运任务。
4.可控性：机械手臂需要具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。
三、设计方案基于上述设计目标，我们提出以下设计方案：1.结构设计：机械手臂由三个关节组成，分别为水平旋转关节、垂直旋转关节和前后伸缩关节。
其中，水平旋转关节和垂直旋转关节采用舵机作为驱动装置，前后伸缩关节采用滑轨设计。
这种结构设计既能满足机械手臂的运动需求，又能够实现紧凑的机械结构。
2.材料选择：机械手臂的主要材料选择应考虑强度和重量的平衡。
我们可以采用铝合金作为机械手臂的主要材料，既能够满足强度要求，又能够降低自身的重量。
3.控制系统设计：机械手臂的控制系统应具备良好的控制性能，能够通过外部控制实现精确的运动。
我们可以采用嵌入式控制系统，通过编程控制机械手臂的运动，并且可以与其他设备进行数据交互，实现智能化的控制。
4.承载能力设计：机械手臂的承载能力需要根据实际应用需求进行设计。
我们可以根据机械手臂的结构和材料选择，进行力学分析和仿真，来确定机械手臂的承载能力。
四、设计步骤1.结构设计：设计机械手臂的结构，确定关节类型和数量，并确定机械手臂的整体尺寸。
2.材料选择：根据机械手臂的要求和预算限制，选择合适的材料，并确定机械手臂的材料规格。
3.控制系统设计：根据机械手臂的运动要求，设计控制系统的硬件和软件部分，并确定控制系统的接口和通信方式。
基于PLC的物料搬运机械手控制系统设计
毕业论文题目：基于PLC的物料搬运机械手控制系统设计学生姓名：袁涛学生学号：**********系别：电气信息工程学院专业：自动化届别：2012届指导教师：孙静基于PLC的物料机械搬运手自动化控制系统设计学生：袁涛知道教师：孙静淮南师范学院电气信息工程系摘要: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。
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，气动控制，可编程控制器（PLC），自动化控制，物料分拣Based on PLC material handling robot control system designStudent: YuanTaoKnow the teacher: ms. Sun jingHuainan normal college electrical information engineeringAbstract:In advanced manufacturing robot plays a very important role. It can carry goods, sorting items, instead of human heavy labor. Can realize the mechanization of manufacturing and automation, can in harmful environment operation to protect the personal safety and so widely usedIn this paper a review in recent years on development status of manipulator, combined with the design of manipulator, the technology of the manipulator system analysis, and put forward the pneumatic drive and PLC control in the design. The design idea of integration, the full consideration of the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. For the material sorting the structure of the manipulator, executive structure, driving system and control system analysis and design. In its drive system by pneumatic drive, the choice in the control system of the control unit to complete PLC system function initialization, the mobile manipulator, fault alarm functions. Finally puts forward a simple and easy to realize and theoretical significance specific control strategy.Key words: manipulator;pneumatic control;the programmable controller (PLC);automatic control;material sorting前言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。
搬运机械手的结构和控制系统设计.
机电工程学院机电一体化系统设计课程设计设计题目：专业：学号：姓名：指导老师：毕业论文（设计）任务书一、题目：搬运机械手的结构和控制系统设计二、研究内容与目标：本设计主要的研究内容是1. 用proe绘制搬运机械手三维立体图2. 用proe转配搬运机械手及制作仿真动画并生成仿真视频制作3. 利用PLC实现控制系统设计4. 设计说明书（1份）目标：让搬运机械手能搬运物品，掌握机械手的设计原理和控制过程三、研究方法：通过不断地查找资料，研究工业机械手的作用，并不断分析最后制作出工业上需要的机械手。
四、主要参考文献：(5篇以上)[1]刘明保，吕春红等主编.机械手的组成机构及技术指标的确定.河南高等专科学校学报，2004.120-134[2]李超主编.气动通用上下料机械手的研究与开发.陕西科技大学，2003.103-121[3]陆祥生，杨绣莲主编.机械手.中国铁道出版社,1985.56-58[4]张建民主编.工业机械人.北京：北京理工大学出版社,1992.76-79[5]李允文主编.工业机械手设计.机械工业出版社,1996.[6]蔡自兴主编.机械人学的发展趋势和发展战略.机械人技术,2001.12-15[7]金茂青，曲忠萍，张桂华等主编.国外工业机械人发展的态势分析.机械人技术与应用,2001.23-24[8]王雄耀主编.近代气动机械人（机械手）的发展及应用.液压气动与密封,1999.31-32[9]李明主编.单臂回转机械手设计.制造技术与机床，2004. 64-66[10]张军，封志辉主编.多工步搬运机械手的设计.机械设计,2004.27-28目录第一章绪论 (2)1.1工业机器人的简介 (2)1.2机械手概述 (3)1.3工业机械手的发展趋势 (4)1.4 国内外研究现状和趋势 (5)1.6 液压系统传动原理 (7)第二章电机驱动和液压驱动混合式搬运机械手方案设计 (8)2.1电动驱动和液压驱动式搬运机械手的组成及各部分关系概述 (8)2.2液压式搬运机械手方案设计 (8)2.3机械手的系统工作原理及组成 (9)2.4机械手手臂的结构设计 (13)第三章尺寸设计与校核 (18)3.1手臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核 (18)3.2手臂升降液压缸的尺寸设计与校核 (19)3.3 腰部传动负载作回转运动的设计与校核 (20)第四章机械手的PLC控制系统设计 (22)4.1 PLC的工作原理 (22)4.2 可编程序控制器的选择及工作过程 (23)4.3 可编程序控制器的使用步骤 (24)4.4 机械手可编程序控制器控制方案 (25)第五章四自由度机械手运动仿真 (27)5.1 运动学仿真过程及定义分析 (27)结论 (30)致谢 (30)搬运机械手的结构和控制系统设计[摘要]用于再现人手功能的技术装置称为机械手。
搬运机械手及其控制系统设计(包括CAD图纸)概论
目录摘要 (I)ABSTRACT（英文摘要） (Ⅱ)目录 (IV)第一章引言 (1)1.1课题的背景和意义 (1)1.2课题国内外发展现状 (2)第二章总体方案确定 (4)2.1总体方案论证 (4)2.1.1 机械手手臂结构方案设计 (4)2.1.2 机械手驱动方案设计 (4)2.1.3 机械手控制方案设计 (5)2.1.4 机械手主要参数 (5)2.1.5 机械手的技术参数列表 (6)第三章机械手总体结构设计 (7)3.1动作工况与分析 (7)3.2机械手各部分结构设计 (8)3.2.1 机械手底座的设计 (8)3.2.2 立柱结构的设计 (8)3.2.3 轴承的选择 (9)3.2.4 上轴承座的选择 (10)3.2.5 下轴承座的选择 (11)3.2.6 大臂的结构设计 (12)3.2.7 小臂的结构设计 (12)3.2.8 气爪的结构设计 (12)3.2.9 手部夹紧气缸设计计算 (14)3.2.10 升降气缸设计计算 (18)- IV -3.2.11 伸缩气缸设计计算 (22)3.2.12 回转气缸设计计算 (25)第四章气动部分设计 (28)第五章PLC控制部分设计 (30)5.1电磁铁动作顺序 (30)5.2I/O分配 (30)5.3PLC控制梯形图 (31)5.4PLC控制程序指令 (32)结论 (37)参考文献 (38)致谢及声明 (39)摘要近20年来，气动技术的应用领域迅速拓宽，尤其是在各种自动化生产线上得到广泛应用。
电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求。
本课题设计源于生产线中的搬运站，传动方式采用气压传动，即用各种气缸来控制机械手的动作，控制部分结合可编程控制技术编写程序进行控制来实现两站之间的搬运。
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。
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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。
可按人们所设计的固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。
在工业生产生活中应用机械手可以代替人从事单调、重复或繁重的体力劳动，实现生产的机械化和自动化，代替人在有害环境下的手工操作，改善劳动条件，保证人身安全，更能提高生产效率，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。