机械手设计 毕业论文

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1、1毕业设计毕业设计( (论文论文) )项目名称项目名称 机 械 手 设 计 专专 业业 机机 电电 一一 体体 化化 班班 级级 09 级级 2 班班 学生姓名学生姓名 指导教师指导教师 机械与电子工程系机械与电子工程系2012 年年 6 月月 13 日日- 2 -重庆三峡职业学院 毕业设计（论文）评语及成绩专业机电一体化班 级09 级机电 2 班姓名 题目机械手设计指导教师评语：签字：年 月 日答辩记录及评语：记录员：年 月 日综合成绩：答辩小组组长签字： 系主任签字：年 月 日- 3 -毕业设计任务书毕业设计任务书专业机电一体化班级09 级机电 2 班姓名题目机械手设计内容1、对机械手的控

2、制和运行相关资料的收集整理 2、根据其工作原理设计其原理图 3、完成设计 基本要求从原点开始按下起动按钮时，下降电磁阀通电，机械手下降。下降到底时，碰到下限开 关，下降电磁阀断电，机械手下降停止；同时按夹紧电磁阀，机械手夹紧。夹紧后，上升电 磁阀通电，机械手上升。上升到顶时，碰到上限开关，上升电磁阀断电，机械手上升停止； 同时接同右移电磁阀，机械手右移。右移到位时，碰到右限开关，右移电磁阀断电，机械手 右移停止。若此时工作台上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降。下降 到底时，碰到下限开关，下降电磁阀断电，机械手下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手 放松。放松后，上升电磁阀通电，

3、机械手上升。上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀 断电，上升停止；同时接通左移电磁阀，机械手左移。左移到原点时，碰到左限位开关，左 移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手经过 8 步动作完成了一个周期。重点研究问题1、机械手的设计 2、设计其原理图3、功能的实现主要技术指标其它要说明的问题指导教师签字：年 月 日- 4 -重庆三峡职业学院毕业设计(论文)进度考核表起止日期毕业设计 (论文)各阶段工作任务完成情况指导教师签字第 1-2 周开题报告完成第 3 周系统分析和设计完成第 4 周写出设计提纲 统计出需要的元件完成第 5 周进行设计与制作完成第 6 周系统安装和模拟调试。完成第 7 周撰写

4、毕业设计报告 完成毕业设计完成第 8 周上交毕业设计及其相关资料 进行设计总结及毕业答辩完成备注注：本表用于考核学生毕业设计(论文)的进度及完成情况，是学生毕业答辩资格认定和成 绩评定的依据之一。- 5 -摘摘 要要随着时代的不断进步，人们生活水平得到了很大的改善，对休闲玩耍类的机器有了更 多的挑剔，尤其是在外面一些游乐城里的玩具机器有了更进一步的完善和柔性化，所以在 现实生活中人们所创造出来的机器人和机械手类产品受到了社会的广泛应用。 本次设计的机械手的操作方式分为手动操作和自动操作两种。但为了广大用户的需求我们 还将系统更加的完善。将自动操作又分为单步，单周期和连续操作方式。由于现代社会对

5、 于自动化产品的要求逐渐深化从而使我们的设计显得更加有难度。不仅仅只是个控制而已， 还要有更多的新样式，不然将被广大用户拒之门外。例如：一、每按依次起动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。二、机械手从原点开始，按一下起动按钮，机械手将自动完成一个周期的动作，然后停止在原起始点位置。三、机械手从原点开始，按一下起动按钮，机械手的动作将自动地，连续不断地周期性循环。在以上这个例子中，有三个方式，一个是单步运行，一个是整个程序段的运行，另一个是不断地周期运行，那么你会选择哪个更加快捷地去完成这个作业的过程呢？ 答案很显然，就是用第三种方式。所以本次设计主要采用的是电动联合气动控制机械手的方式进行设计

6、的。其系统的主要组成部分有如下：机械手 可编程控制器 水果抓取手 PLC 来进行 控制设计，本系统功能实用、节约时间，使用灵活性好,安全系数高,适用范围广,生产成本低,因此,该类控制方法在市场上占有绝大部分主导地位，成为了社会中自动控制产品中的产业支柱。关键词关键词 机械手 可编程控制器 水果抓取手 PLC 控制设计 - 6 -目目 录录摘要5 目录6 前言7 1. 机械手的介绍8 1.1 机械手的概述9 1.2 机械手的工作过程10 1.3 机械手的工作方式11 1.4 机械手的工作原理11 2. 抓取水果机械手控制系统的工作任务11 2.1 确定所需要的用户 I/O 设备及 I/O 点数1

7、1 2.2 选择 PLC13 3. 水果抓取机械手控制系统程序设计14 3.1 总体布局14 3.2 手动操作程序15 3.3 自动操作程序17 3.4 程序的下载、安装、调试18 总结20 致谢21 参考文献22附录 123- 7 -第一章第一章 前前 言言自从 1962 年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品不断活 跃发展迅速，机器人技术不再像开始那样只局限于传统的工业和制造业，根据现代这会的 需要，目前已经被应用于众多领域。如我国研发出特种机器人、农业采摘机器人。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。机械手的是机器人的一个重要分支。 它的特点是可通过编

8、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。 机械手也被称为自动手，从形状上可以看出来，类似于人的手臂，同时也具备能够模 仿人手和臂的某些动作功能，以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。 它可代替人的繁重劳动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。机械手的控制对于很 多场合需求很大，不论是机床使用的小型系统还是流水线上的这类设备，其基本动作要求 类似，所以控制的实现也

9、可以相互借鉴。对于控制程序的编写，这里给出的只是一种实现 手段，使用可编程控制器还有其他的方法可以实现这样的控制，针对所用的具体系统的情 况，设计人员可以选用不同的方法来编写程序。机械手高效的工作效率，准确的定位精度， 以及简单的结构及控制方式是人手不能替代的，所以机械手在现实生活中的使用也将越来 越广泛。 在社会主义新农村建设中，如何进一步发挥农业机械化的作用，从而推进新农村建设， 是农机工作者所面临的新课题。我国虽是一个农业大国，但随着农业生产的规模化、精确 化、某些地域呈现出劳动力不足的现象，在加之苹果、桃子等水果的分类挑选是一项劳动 密集型工作，以及水果生产对时令的要求，劳动力问题很难

10、解决。广大果农由于不能及时、 准确地对水果进行抓取包装，从而使水果生产受到很大的影响。水果抓取机械手的应用可 以提高劳动生产率，解决劳动力不足问题、改善农业的生产环境、防止农药、化肥等化学 药品对人体的伤害、提高劳动作业质量等。下面介绍采用先进的可编程控制器 PLC 作为机 械手的控制系统，可以克服以前继电器控制的诸多缺点，利用 PLC 作为可靠性高、抗干扰 能力强、功耗低、环境适应能力强等特点，使机械手执行机构平稳，准时，准确地工作。课题研究方法：本设计主要采用 PLC、电路、电磁阀、限位开关等工作元件来控制机械手的气缸，从 而让机械手产生不同的运动，进行工件的抓取运送安放等一系列的工作步骤

11、。 它们的组成元件有: 机械手 PLC 电磁阀 限位开关 电源开关 按钮 电线 - 8 -机械手的介绍机械手的介绍1.11.1 机械手的概述机械手的概述机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具 的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动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。 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子 技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起 来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更

12、好地实现与机械化和自 动化的有机结合。 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，是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。为了抓取空间中任意位置和方位的物体 ，需有 6 个自由度 。自由度是机械 手设计的关键参数 。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。 一般专用机械手有 23 个自由度。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但

13、它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不 怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来 越广泛地得到了应用，例如： (1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。 (2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中 它可以用来组装零部件。(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动/ (4)可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。(5)宇宙及海洋的开发。(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。 机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式。机械式机械手 ；按适 用范围可分为专用机械手和通用机械手两种 ；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续 轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生 产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作 装置需