機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)篇一：機(jī)械手構(gòu)造設(shè)計(jì)畢業(yè)論文1.緒論1.1工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)的意義1、熟悉機(jī)械手的應(yīng)用場所及有關(guān)機(jī)械手設(shè)計(jì)的環(huán)節(jié)；2、機(jī)械手可以提高生產(chǎn)過程中的自動化程度，減輕人力，便于有節(jié)奏的生產(chǎn)；3、結(jié)合機(jī)械手設(shè)計(jì)這方面的知識，在設(shè)計(jì)過程中學(xué)會怎樣發(fā)現(xiàn)問題、研究問題、處理問題。1.2國外的機(jī)械狀況現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手來源于20世紀(jì)50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應(yīng)產(chǎn)品種類變更，具有多自由度動作功能的柔性自動化。機(jī)械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制企業(yè)研制出第一臺機(jī)械手。他的構(gòu)造是：機(jī)體上安裝回轉(zhuǎn)長臂，端部裝有電磁鐵的工件抓放機(jī)構(gòu)，控制系統(tǒng)是示教型的。1962年，美國機(jī)械鑄造企業(yè)在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。商名為Uni-mate(即萬能自動)。運(yùn)動系統(tǒng)仿造坦克炮塔，臂回轉(zhuǎn)、俯仰，用液壓驅(qū)動；控制系統(tǒng)用磁鼓最存儲裝置。不少球坐標(biāo)式通用機(jī)械手就是在這個基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。同年該企業(yè)和普魯曼企業(yè)合并成立萬能自動企業(yè)（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。1962年美國機(jī)械鑄造企業(yè)也試驗(yàn)成功一種叫Versatran機(jī)械手，原意是靈活搬運(yùn)。該機(jī)械手的中央立柱可以回轉(zhuǎn)，臂可以回轉(zhuǎn)、升降、伸縮、采用液壓驅(qū)動，控制系統(tǒng)也是示教再現(xiàn)型。雖然這兩種機(jī)械手出目前六十年代初，但都是國外工業(yè)機(jī)械手發(fā)展的基礎(chǔ)。1978年美國Uni-mate企業(yè)和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種Uni-mate型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可不不小于±1毫米。美國還十分注意提高機(jī)械手的可靠性，改善構(gòu)造，減少成本。如Uni-mate企業(yè)建立了8年機(jī)械手試驗(yàn)臺，進(jìn)行多種性能的試驗(yàn)。準(zhǔn)備把故障前平均時間（注：故障前平均時間是指一臺設(shè)備可靠性的一種量度。它給出在第一次故障前的平均運(yùn)行時間），由400小時提高到1500小時，精度可提高到±0.1毫米。德國機(jī)器制造業(yè)是從1970年開始應(yīng)用機(jī)械手，重要用于起重運(yùn)送、焊接和設(shè)備的上下料等作業(yè)。德國Kn-Ka企業(yè)還生產(chǎn)一種點(diǎn)焊機(jī)械手，采用關(guān)節(jié)式構(gòu)造和程序控制。瑞士RETAB企業(yè)生產(chǎn)一種涂漆機(jī)械手，采用示教措施編制程序。瑞典安莎企業(yè)采用機(jī)械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。日本是工業(yè)機(jī)械手發(fā)展最快、應(yīng)用最多的國家。自1969年從美國引進(jìn)二種經(jīng)典機(jī)械手后，大力研究機(jī)械手的研究。據(jù)報道，1979年從事機(jī)械手的研究工作的大專院校、研究單位多達(dá)50多種。1976年大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費(fèi)用42%。1979年日本機(jī)械手的產(chǎn)值達(dá)443億日元，產(chǎn)量為14535臺。其中固定程序和可變程序約占二分之一，達(dá)222億日元，是1978年的二倍。具有記憶功能的機(jī)械手產(chǎn)值約為67億日元，比1978年增長50%。智能機(jī)械手約為17億日元，為1978年的6倍。截止1979年，機(jī)械手合計(jì)產(chǎn)量達(dá)56900臺。在數(shù)量上已占世界首位，約占70%，并以每年50%～60%的速度增長。使用機(jī)械手最多的是汽車工業(yè)，另一方面是電機(jī)、電器。估計(jì)到1990年將有55萬機(jī)器人在工作。第二代機(jī)械手正在加緊研制。它設(shè)有微型電子計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝多種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機(jī)械手。第三代機(jī)械手（機(jī)械人）則能獨(dú)立地完畢工作過程中的任務(wù)。它與電子計(jì)算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)絡(luò)。并逐漸發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(FlexibleManufacturingsystem)和柔性制造單元(FlexibleManufacturingCell)中重要一環(huán)。伴隨工業(yè)機(jī)器手（機(jī)械人）研究制造和應(yīng)用的擴(kuò)大，國際性學(xué)術(shù)交流活動十分活躍，歐美各國和其他國家學(xué)術(shù)交流活動開展諸多。1.3國內(nèi)形勢[1]：通過近十年的努力，我國在工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的開發(fā)方面已具有相稱的實(shí)力，已經(jīng)有一支理解企業(yè)的需求，能開發(fā)出符合實(shí)際使用條件應(yīng)用工程，成本低，服務(wù)及時，具有與國外企業(yè)的競爭能力，因此加強(qiáng)工業(yè)機(jī)器人應(yīng)用工程的開發(fā)，并圍繞應(yīng)用工程的需要進(jìn)行工業(yè)機(jī)器人新產(chǎn)品的開發(fā)，使之具有一定的規(guī)模化生產(chǎn)能力，這樣可以增進(jìn)我國企業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和提高競爭力，同步工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用也可形成具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)。假如說20世紀(jì)90年代機(jī)床創(chuàng)新的最大成就是發(fā)明并聯(lián)機(jī)床的話，那么當(dāng)今工業(yè)機(jī)器人在機(jī)床上的應(yīng)用已成為發(fā)展的一大趨向。機(jī)器人與機(jī)床相結(jié)合，以往重要是處理工件自動上下料搬運(yùn)問題，致使機(jī)床得以無人化24小時持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。如擅長專機(jī)制作的意大利COMAU企業(yè)，他們比較成熟地將缸體及缸蓋生產(chǎn)線中的零件搬運(yùn)，設(shè)計(jì)成由機(jī)器人完畢。當(dāng)然，對工件的拋光打磨、清洗及其他臟、累活也是機(jī)器人體現(xiàn)的舞臺。去年9月在漢諾威EMO展覽會上，工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用非常搶眼，并且它應(yīng)用的領(lǐng)域也在擴(kuò)大。然而在這次CCMT展覽會上，值得一機(jī)器人應(yīng)用是當(dāng)今機(jī)床發(fā)展的一大趨向提的是1號館W1-916意大利意沃樂EVOLUT企業(yè)，這個歐洲最大的機(jī)器人應(yīng)用與集成企業(yè)，他們的一臺DC-5機(jī)器人修邊、倒角裝置尤其引人注目。該機(jī)器人可以裝夾工具對主軸上零件修邊去毛刺，甚至機(jī)器人可以加裝動力源用刀具對零件進(jìn)行加工，因此它已將機(jī)械人老式的搬運(yùn)、噴漆、焊接工作范圍擴(kuò)展到了金屬切削及拋光領(lǐng)域。工作單元還可以配置多種上料方式：如帶視頻裝置可抓取隨機(jī)擺放的工件，或以旋轉(zhuǎn)臺擺放，或以傳送帶擺放等等。DC-5工作單元可以處理的最大負(fù)荷為120/150kg。合適加工的金屬材料為鋁鎂合金、銅、鉛、鑄鐵等。可以替代至少四個工人的工作量。3D編程軟件將以往8小時編程時間縮減為15分鐘，為小批量多品種的工件提供最佳的處理方案。意沃樂企業(yè)除此以外最常涉足的領(lǐng)域尚有用于壓鑄單元、車、銑中心單元、復(fù)合機(jī)床單元、零件拋光單元上的多種機(jī)械人應(yīng)用等等。伴隨社會的不停發(fā)展和進(jìn)步，勢必勞動力的成本將越來越高，對環(huán)境保護(hù)及安全的規(guī)定將越來越嚴(yán)，因此工業(yè)機(jī)器人的應(yīng)用必將與時俱進(jìn)。并且，由機(jī)器人干出的工件，譬如說打磨，其零件的一致性肯定比人工來得好，因此歐洲有些名牌汽車制造商甚至對某些零件的某些工步，規(guī)定必須由機(jī)器人來操作。由此看來，工業(yè)機(jī)器人在機(jī)床上的應(yīng)用會將越來越廣。國外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾種趨勢：1.工業(yè)機(jī)器人性能不停提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操做和維修)，而單機(jī)不停下降，平均單機(jī)價格從1991年的10.3萬美元降至的6.5萬美元。⒉機(jī)械構(gòu)造向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)檢測系統(tǒng)三位一體化，由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī)，國外已經(jīng)有模塊化妝配機(jī)器人產(chǎn)品問世。⒊工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于原則化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日漸小巧，且采用模塊化構(gòu)造；大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維2總體分析2.1自由度分析該機(jī)械手臂用于物流生產(chǎn)線上物品的抓取和易位。整個機(jī)械臂安裝在一種回轉(zhuǎn)支座上，回轉(zhuǎn)角度范圍為360°；肩關(guān)節(jié)為轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié),回轉(zhuǎn)角度范圍為360°；小臂相對于大臂可擺動，擺動范圍為60°-120°；小臂末端的手腕也可以擺動，水平和垂直擺動范圍為-60°到+60°；手腕的末端安裝一機(jī)械手，機(jī)械手具有開閉能力，用于直徑30-45mm工件的抓取。系統(tǒng)共有5個自由度，分別是基座的回轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)、肩部俯仰、肘部左右俯仰、腕部轉(zhuǎn)動及俯仰。2.2功能分析該機(jī)構(gòu)是一種五自由度的工業(yè)機(jī)械手，能完畢夾緊、旋轉(zhuǎn)、俯仰、搖擺以及回轉(zhuǎn)動作，可用于工業(yè)流水線上的操作。我們重要針對設(shè)計(jì)的是在流水線上對已加工成品的夾取放置（范圍為邊長為1000mm），機(jī)構(gòu)簡便、效率高，可控范圍大，基座運(yùn)用齒輪傳動，效率高，強(qiáng)度大，可調(diào)角度大，回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和俯仰機(jī)構(gòu)都是-60°到60°。機(jī)構(gòu)所用零件便于加工，原則件較多，便于機(jī)構(gòu)的組裝，對應(yīng)的成本也不高2.3機(jī)械手的機(jī)構(gòu)形式基座的回轉(zhuǎn)可以進(jìn)行360°的回轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人本體除基座以外機(jī)構(gòu)的轉(zhuǎn)動（腰部）；與基座相連的轉(zhuǎn)動肩關(guān)節(jié)，可以帶動大臂，小臂，手腕及工件的上下轉(zhuǎn)動，幅度較大，可以滿足60°-120°的俯仰規(guī)定（肩部）；與此相連部分為左右搖擺機(jī)構(gòu)，可以完畢-60°~60°度的左右來回?cái)[動，可滿足機(jī)器人工作空間上高度的規(guī)定（肘部）；接著下去手腕的是俯仰機(jī)構(gòu)和擺動機(jī)構(gòu)，也可實(shí)現(xiàn)上下俯仰動作，也可完畢左右擺動，分別實(shí)現(xiàn)手爪的俯仰和擺動，角度范圍為-60°~60°。機(jī)構(gòu)采用齒輪傳動控制各自由度的動作，簡樸以便且功率大，各自由度之間互相聯(lián)絡(luò)且獨(dú)立，動作時互不干涉。篇二：基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))XinyuUniversity畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)學(xué)生姓名:學(xué)號:專業(yè):指導(dǎo)教師:學(xué)院:何友良131016電氣工程及其自動化謝富珍副專家電氣與電子工程江西·新余獨(dú)創(chuàng)性申明本人鄭重申明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及獲得的研究成果。其中除加以標(biāo)注和道謝的地方，以及法律規(guī)定容許的之外，不包括其他人已經(jīng)刊登或撰寫完畢并以某種方式公開過的研究成果，也不包括為獲得其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而作的材料。其他同志對本研究所做的任何奉獻(xiàn)均已在文中作了明確的闡明并表達(dá)謝意。本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成果是本人在新余學(xué)院期間在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獲得的，成果歸新余學(xué)院所有。特此申明。作者簽名（手寫）：簽名日期：年月日版權(quán)使用授權(quán)書本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）作者及指導(dǎo)教師完全理解新余學(xué)院有關(guān)保留、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的復(fù)印件和磁盤，容許畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）被查閱和借閱。作者簽名（手寫）：指導(dǎo)教師簽名（手寫）：日期：年月日日期：年月日論文題目：基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)專業(yè)：電氣工程及其自動化學(xué)生姓名：何友良指導(dǎo)教師：謝富珍副專家摘要伴隨現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化技術(shù)越來越高，生產(chǎn)工況也有趨于惡劣的態(tài)勢，這對一線工人的操作技能也提出了更高的規(guī)定，同步操作工人的工作安全也受到了對應(yīng)的威脅。工人工作環(huán)境和工作內(nèi)容也規(guī)定理想化簡樸化，對于某些往復(fù)的工作由機(jī)械手遠(yuǎn)程控制或自動完畢顯得非常重要。這樣可以防止某些人不能接觸的物質(zhì)對人體導(dǎo)致傷害，如冶金、化工、醫(yī)藥、航空航天等。在機(jī)械制造業(yè)中，機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前重要應(yīng)用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料以及焊接、噴漆等作業(yè)，它可以按照事先制定的作業(yè)程序完畢規(guī)定的操作，有些還具有有傳感反饋能力，能應(yīng)付外界的變化。應(yīng)用機(jī)械手，有助于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，減少生產(chǎn)成本，加緊實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。本文重要論述了基于PLC設(shè)計(jì)的機(jī)械手控制系統(tǒng)。首先，對也許用到的可編程控制器進(jìn)行了有關(guān)的簡介，再選擇設(shè)計(jì)所用到的PLC型號。然后，通過對機(jī)械手的控制方式及各功能的實(shí)現(xiàn)方式進(jìn)行研究，確定各功能的實(shí)現(xiàn)方案和設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)所用到的器材。最終，對PLC控制系統(tǒng)的軟件程序和硬件構(gòu)造進(jìn)行設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：工業(yè)自動化；可編程控制器；機(jī)械手；遠(yuǎn)程控制；傳感反饋Title:DesignofmanipulatorbasedonPLCcontrolSpecialty:ElectricalEngineeringandautomationApplicant:YouliangHeSupervisor:FuzhenXieassociateprofessorAbstractWiththedevelopmentofmodernindustrialtechnology,industrialautomationtechnologyismoreandmorehigh,theproductionconditionsalsotendedtobadsituation,thefront-lineworkersskillsalsoputforwardhigherrequirements,andtheoperationsafetyofworkershasalsobeenacorrespondingthreat.Theworkersworkenvironmentandworkcontentalsorequiresidealforsomesimple,reciprocatingworkbyrobotremotecontrolorautomaticcompletionisveryimportantThiscanavoidsomepeoplecannotcontactwiththehumanbodydamage,suchasmetallurgy,chemical,pharmaceutical,aerospace,etc..Inthemechanicalmanufacturingindustry,theapplicationofmechanicalhandmore,thedevelopmentoffaster.Atpresent,itismainlyusedinmachinetools,forgingpressunderthematerialandwelding,paintingandotheroperations,itcanbeinaccordancewithpreestablishedoperatingprocedurestocompletetheprescribedoperation,andsomealsohavewithsensorfeedbackability,cancopewithexternalchanges.Applicationofthemanipulator,toimprovethematerialtransfer,workpieceloadingandunloading,toolreplacementandmachineassemblyautomation,whichcanimprovelaborproductivity,reduceproductioncosts,acceleratethepaceofindustrialproductionmechanizationandautomation.ThispapermainlydiscussesthedesignofmanipulatorcontrolsystembasedonPLC.First,thepossibleuseoftheprogrammablecontrollerisrelatedtotheintroduction,andthenchoosethedesignofthePLCmodel.Then,throughthecontrolmodeofthemanipulatorandtherealizationwayofeachfunction,therealizationschemeofeachfunctionandtheequipmentusedinthedesigncontrolsystemaredetermined.Finally,thesoftwareprogramandhardwarestructureofPLCcontrolsystemaredesigned.Keywords:industrial;automationprogrammablecontroller;manipulator；Remotecontrol；sensorfeedback目錄1緒論.............................................................................................................................................11.1課題背景...............................................................................................................................11.2機(jī)械手的定義與分類...........................................................................................................11.3機(jī)械手的應(yīng)用及有關(guān)構(gòu)成...................................................................................................21.4機(jī)械手的發(fā)展趨勢...............................................................................................................31.5總體設(shè)計(jì)規(guī)定.......................................................................................................................32PLC的簡介與選擇......................................................................................................................52.1PLC的特點(diǎn)............................................................................................................................52.2PLC的選型............................................................................................................................52.3三菱FX系列的構(gòu)造功能.....................................................................................................62.4PLC的保護(hù)............................................................................................................................73機(jī)械手系統(tǒng)構(gòu)成.........................................................................................................................93.1機(jī)械手模型的機(jī)能特性.......................................................................................................93.2夾緊機(jī)構(gòu)...............................................................................................................................93.3軀干.......................................................................................................................................93.4旋轉(zhuǎn)編碼盤.........................................................................................................................104控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)...........................................................................................................................114.1控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì).............................................................................................................114.1.1PLC梯形圖中的編程元件..........................................................................................124.1.2PLC的I/O分派..........................................................................................................124.1.3機(jī)械手控制系統(tǒng)的外部接線圖.................................................................................134.2控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì).............................................................................................................144.2.1公用程序......................................................................................................................144.2.2自動操作程序..............................................................................................................154.2.3手動單步操作程序.....................................................................................................244.2.4回原位程序.................................................................................................................294.3PLC程序的上載和下載......................................................................................................344.3.1PLC程序的上載..........................................................................................................344.3.2PLC程序的下載..........................................................................................................345設(shè)計(jì)總結(jié)...................................................................................................................................355.1總結(jié).....................................................................................................................................355.2展望.....................................................................................................................................35參照文獻(xiàn).........................................................................................................................................37致謝............................................................................................................................................39篇三：機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)樣本廣州鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)題目系別專業(yè)班級姓名學(xué)號年月日至年月日共周指導(dǎo)教師簽字___________系主管領(lǐng)導(dǎo)簽字____________________________年________月_______日摘要機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中老式的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一。機(jī)械手的機(jī)械構(gòu)造采用滾珠絲桿、滑桿、等機(jī)械器件構(gòu)成；電氣方面有直流流電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器、傳感器、等電子器件構(gòu)成。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、檢測技術(shù)等，是機(jī)電一體化的經(jīng)典代表儀器之一。本文簡介的機(jī)械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅(qū)動橫軸、豎軸步進(jìn)電機(jī)，控制機(jī)械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關(guān)將位置信號傳給PLC主機(jī)；位置信號由靠近開關(guān)反饋給PLC主機(jī)，通過直流電機(jī)的正反轉(zhuǎn)來控制機(jī)械手手爪和底盤的旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手精確運(yùn)動的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運(yùn)機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可替代人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動流程的規(guī)定隨時更改有關(guān)參數(shù)。關(guān)鍵詞:機(jī)械手；步進(jìn)電機(jī)；步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器；PLC。目錄摘要····································································1第一章緒論·····························································31.1引言······························································31.2機(jī)械手的設(shè)計(jì)······················································31.2.1設(shè)計(jì)目的·············································