【正文】 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 摘 要 氣動機械手是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。本設(shè)計機械手主要用于物料的運輸。機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，本設(shè)計介紹的是機械手模型基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計。氣動機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計要求是在控制系統(tǒng)的指令下，能將工件迅速、靈活、準(zhǔn)確、可靠地抓起并運送到指定位置，因此本設(shè)計采用PLC可編程控制器作為工件抓取機械手的控制系統(tǒng)，首先根據(jù)機械手的動作流程和輸入輸出要求選擇了PLC的型號，然后根據(jù)機械手功能和特性對各原件進行了選型并對其進行了計算與校和，之后對機械手手爪進行了設(shè)計并對其進行計算與校和，在此基礎(chǔ)上對電氣回路進行了設(shè)計，最后對控制系統(tǒng)硬件及編輯原件進行了選擇，同時確定I/O接口，進行程序的編輯與調(diào)試，從而使機械手完成最后的裝夾任務(wù)。關(guān)鍵字： 可編程控制器PLC；機械手；步進電機；控制設(shè)計；I/O接口；電氣回路如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126研究成果的嚴(yán)肅態(tài)度以及向讀者提供有關(guān)信息的出處，正文之后一般應(yīng)列出參考文獻表引文應(yīng)以原始文獻和第一手資料為原則。所有引用別人的觀點或文字，無論曾否發(fā)表，無論是紙質(zhì)或電子版，都必須注明出處或加以注釋。凡轉(zhuǎn)引文獻資料，應(yīng)如實說明。對已有學(xué)術(shù)成果的介紹、評論、引用和注釋，應(yīng)力求客觀、公允、準(zhǔn)確。偽注、偽造、篡改文獻和數(shù)據(jù)等，均屬學(xué)術(shù)不端行為致謝一項科研成果或技術(shù)創(chuàng)新,往往不是獨自一人可以完成的,還需要各方面的人力,財力,在許多論文的末尾都列有致謝　　1) 著錄參考文獻可以反映論文作者的科學(xué)態(tài)度和論文具有真實、廣泛的科學(xué)依據(jù)，也反映出該論文的起點和深度?！　?) 著錄參考文獻能方便地把論文作者的成果與前人的成果區(qū)別開來?！　?) 著錄參考文獻能起索引作用?！　?) 著錄參考文獻有利于節(jié)省論文篇幅?！　01] Brown, H. D. Teaching by Principles: An Interactive Approach to Language Pedagogy[M]. Prentice Hall Regents, 1994.　　[02] Brown, J Set al. Situated Cognition and the Culture of Learning[J]. Educational Reasercher, 1, 1989.　　[03] Chris, Dede. The Evolution of Constructivist Learning Environments: Immersion in Distributed Virtual Worlds[J]. Educational Technology, SeptOct, 1995.　　學(xué)位申請者如果能通過規(guī)定的課程考試，而論文的審查和答辯合格，那么就給予學(xué)位。如果說學(xué)位申請者的課程考試通過了，但論文在答辯時被評為不合格，那么就不會授予他學(xué)位。　　有資格申請學(xué)位并為申請學(xué)位所寫的那篇畢業(yè)論文就稱為學(xué)位論文，學(xué)士學(xué)位論文。學(xué)士學(xué)位論文既如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126是學(xué)位論文又是畢業(yè)論文　中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)VDC 、CB 771387號文件給學(xué)術(shù)論文的定義為：　　學(xué)術(shù)論文是某一學(xué)術(shù)課題在實驗性、理論性或觀測性上具有新的科學(xué)研究成果或創(chuàng)新見解的知識和科現(xiàn)象、制定新理論的一種手段，舊的科學(xué)理論就必然會不斷地為新理論推翻?！保ㄋ沟俜颐飞┮虼耍瑳]有創(chuàng)造性，學(xué)術(shù)論文就沒有科學(xué)價值。三、創(chuàng)造性學(xué)術(shù)論文在形式上是屬于議論文的，但它與一般議論文不同，它必須是有自己的理論系統(tǒng)的，不能只是材料的羅列，應(yīng)對大量的事實、材料進行分析、研究，使感性認(rèn)識上升到理性認(rèn)識。一般來說，學(xué)術(shù)論文具有論證色彩，或具有論辯色彩。論文的內(nèi)容必須符合歷史唯物主義和唯物辯證法，符合“實事求是”、“有的放矢”、“既分析又綜合” 的科學(xué)研究方法?！　∫话闫胀铮ㄊ〖墶壹墸徍藭r間為一周，高質(zhì)量的雜志，審核時間為1420天?！　『诵钠诳瘜徍藭r間一般為4個月，須經(jīng)過初審、復(fù)審、終審三道程序?！　　！　覜]有對期刊進行級別劃分。但各單位一般根據(jù)期刊的主管單位的級別來對期刊劃為省級期刊和國家級期刊。省級期刊主管單位是省級單位。國家級期刊主管單位是國家部門或直屬部門。如需要圖紙等資料，聯(lián)系1961660126Abstract Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.Manipulator is an automatic position control and programming the machine to change again, this design is a model of manipulator based on PLC control system design. Pneumatic manipulator control system of design requirements is in control system of instruction Xia, can will workpiece quickly, and flexible, and accurate, and reliable to grabbed and delivery to specified location, so this design used PLC can programming controller as workpiece crawl manipulator of control system, first under manipulator of action process and entered output requirements select has PLC of model, and under manipulator function and characteristics on all original for has selection and on its for has calculation and school and, After the robot gripper is a design and calculation and school and, on the basis of the electrical circuit has been designed, last on the control system hardware and select the Edit original to determine I/O interface, editing and debugging of programs, so that the robot to plete the final setup tasks.Key words: PLC programmable controller ；Manipulator ；Stepping motor ；Control design ；I/O interface ；Electrical circuit 目 錄摘要……………………………………………………………..……….……....ⅠAbstract……………………………………………………………………...…Ⅱ第1章 緒論…………………………………………………………..….….1 課題背景…………………………………………………………...…..1 機械手的定義與分類……………………………………………...…..2 機械手應(yīng)用及組成結(jié)構(gòu)…………………………………………...…..2 機械手的發(fā)展趨勢…………………………………………….…..…..3 總體設(shè)計要求………………………………………………….…..…..4 基本內(nèi)容和擬解決的問題……………………………………….….…5第2章 PLC的介紹與選擇…………………………………….…..……6 PLC的特點………………………………………………….….…..…..6 PLC的選型……………………………………………………..…..…..7 三菱FX系列的結(jié)構(gòu)功能………………………………….……...…..8 本章小結(jié)……………………………………………………….....……9第3章 各功能實現(xiàn)形式與控制方式…………………………..…..…11 機械手模型的機能和特性……………………………………..…..…11 夾緊機構(gòu)…………………………………………………………....…11 軀干……………………………………………………………..…......11 直流電機的選擇…………………………………………………....…12 步進電機…………………………………………………………....…12 步進電機驅(qū)動器……………………………………………….......….14 傳感器……………………………………………………………......16 直流電機驅(qū)動單元……………………………………………..…....18 旋轉(zhuǎn)編碼盤………………………………………………………..…18………………………………………………………..…...20 第4章 機械手手爪的設(shè)計……………………………………..…..….21 手爪的種類及設(shè)計注意事項……………………………………..…21 手指的抓取機能及手指尺寸計算………………………………..…22 夾緊氣缸的選用…………………………………………………..…25 手爪驅(qū)動力的計算…………………………………………………..26 氣壓傳動的設(shè)計要求……………………………………………..….30 氣壓傳動系統(tǒng)組成………………………………………………..….30 氣路設(shè)計………………………………………………………….…..30 本章小結(jié)…………………………………………………………..….31第5章 控制系統(tǒng)設(shè)計………………………………………………...…32 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計………………………………………………..…32 PLC梯形圖中的編輯元件…………………………………….….…32 PLC的I/O分配………………………………………………..….…33 機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖……………………………….….....33 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計…………………………………………….….....34 公用程序……………………………………………………….….....35……………………………………………………...…36 手動單步操作程序……………………………………………...…...36 回原位程序……………………………………………………...…...36……………………………………………………….........47結(jié)論……………………………………………………………………..……..48參考文獻………………………………………………………………..........49 致謝………………………………………………………………………..….51附錄…….……………………………………………………………………..52第1章 緒 論 課題背景隨著現(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要求，同時操作工人的工作安全也受到了相應(yīng)的威脅。工人工作環(huán)境和工作內(nèi)容也要求理想化簡單化，對于一些往復(fù)的工作由機械手遠(yuǎn)程控制或自動完成顯得非常重要。這樣可以避免一些人不能接觸的物質(zhì)對人體造成傷害，如冶金、化工、醫(yī)藥、航空航天等。在機械制造業(yè)中，機械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機床、模鍛壓力機的上下料以及焊接、噴漆等作業(yè)，它可以按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，有些還具備有傳感反饋能力，能應(yīng)付外界的變化。如果機械手發(fā)生某些偏離時，會引起零部件甚至機械本身的損壞，但若有了傳感反饋自動，機械手就可以根據(jù)反饋自行調(diào)整。應(yīng)用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。機械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等