機(jī)械手臂的plc控制設(shè)計(jì)

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1、摘要本文旨在對(duì)機(jī)床送料機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)。在現(xiàn)有的技術(shù)層面上，通過(guò)對(duì)比國(guó)A外機(jī)械手臂的發(fā)展?fàn)顩r，并對(duì)技術(shù)優(yōu)劣進(jìn)行對(duì)比，選擇技術(shù)易于達(dá)到的更優(yōu)方案進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文涉及了機(jī)械臂的坐標(biāo)、自由度、結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方案、控制方案設(shè)計(jì)，并制定了機(jī)械手的主要參數(shù)，對(duì)于其主要部件氣缸又進(jìn)行了進(jìn)一步的計(jì)算和校核。同時(shí)還兼顧到氣動(dòng)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單設(shè)計(jì)。最后，對(duì)于實(shí)現(xiàn)控制的PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行了簡(jiǎn)單的介紹和分析。關(guān)鍵詞：機(jī)械手臂，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，PLU簡(jiǎn)介1緒論31.1機(jī)械手的組成31.1.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)31.1.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)41.1.3控制系統(tǒng)41.1.4位置檢測(cè)系統(tǒng)41.2機(jī)械手

2、的分類(lèi)41.3國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r51.3.1國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢(shì):51.3.2國(guó)內(nèi)機(jī)器人發(fā)展61.4課題的提出及主要任務(wù)71.4.1課題的提出71.4.2課題的主要任務(wù)82氣動(dòng)機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案82.1機(jī)械手的坐標(biāo)型式與自由度82.2機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)82.3機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)92.4機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)方案設(shè)計(jì)92.5機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)92.6機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)92.7機(jī)械手的主要參數(shù)92.8機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表103手臂伸縮、回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)103.1手臂伸縮氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核103.1.1驅(qū)動(dòng)力：

3、103.1.2活塞桿113.2手腕回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)114氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)115PLC控制簡(jiǎn)介125.1可編程序控器的簡(jiǎn)介125.2PLC的結(jié)構(gòu)，種類(lèi)和分類(lèi)125.2.1中央處理單元(CPU)135.2.2存儲(chǔ)器135.2.3電源13@i侖14#M151緒論機(jī)械手主要巾執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。擰制系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行:驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)作:執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作信號(hào)傳遞給位置檢測(cè)裝置:最后位置檢測(cè)裝置再將反饋信號(hào)傳回控制系統(tǒng)，使其調(diào)整控制信號(hào)。1.1.1執(zhí)行機(jī)構(gòu)包拈抓手、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增沒(méi)行

4、走機(jī)構(gòu)。抓手即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指（或手爪）和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有叫轉(zhuǎn)型和平移型。M轉(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓収物件的表面形狀、被抓部位（是外廓或是內(nèi)孔）和物件的重量及尺、常川的指形有平面的、v形面的和曲面的:手指有外夾式和內(nèi)撐式

5、;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機(jī)構(gòu)則通過(guò)手指產(chǎn)生夾緊力來(lái)完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜而杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。手腕是連接手部和手臂的部件，并可用來(lái)調(diào)整被抓取物件的方位（即姿勢(shì)）。手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓収物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置.工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件（如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等）與驅(qū)動(dòng)源（如液壓、氣壓或電機(jī)等）相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。立柱

6、是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。機(jī)械手的立柱因工作耑要，有時(shí)也可作橫向移動(dòng)，即稱(chēng)為可移式立柱。當(dāng)工業(yè)機(jī)械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作，或擴(kuò)大使用范圍時(shí)，可在機(jī)座上安滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械手的整機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾輪式布為有軌的和無(wú)軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳動(dòng)裝置。機(jī)座是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支撐和連接的作川。1.1.2驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔

7、助裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位（或機(jī)械擋塊定位）系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息（如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間），同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般巾程序控制

8、系統(tǒng)和電氣定位（或機(jī)械擋塊定位）系統(tǒng)組成。擰制系統(tǒng)有電氣擰制和射流擰制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息（如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及吋間），同吋按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要吋可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行