【正文】 能機(jī)器人走出實驗室進(jìn)入實用化階段。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)；國外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問市。目前機(jī)器人已經(jīng)從制造業(yè)逐漸轉(zhuǎn)向了非制造業(yè)和服務(wù)行業(yè)，例如：，在美國，他們研制的像大型客機(jī)這種清洗工作，如果人來做的話十分繁重，那么大一個機(jī)體來清洗的話，工作量是很大，而且也很不方便，那么他們采用這種機(jī)器人來實現(xiàn)像飛機(jī)的這些清洗的工作，包括一些國家開發(fā)像高層建筑的清洗機(jī)器人，這也都是服務(wù)行業(yè)的機(jī)器人，還包括像家庭使用的，還有一些賓館和一些公共場合使用的這種清潔機(jī)器人，對地面來進(jìn)行清掃，還包括網(wǎng)球場上能夠自動地把撒下的球，集中收集起來，這種機(jī)器人也都是存在的。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。該機(jī)械手還具有結(jié)構(gòu)簡單，工作穩(wěn)定性高，精度準(zhǔn)確，研究成本低，使用壽命長等特點。他的特點是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上建有人和機(jī)器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。目前在我國機(jī)械手常用于完成的工作有：注塑工業(yè)中從模具中快速抓取制品并將制品傳送到下一個生產(chǎn)工序；機(jī)械手加工行業(yè)中用于取料、送料；澆鑄行業(yè)中用于提取高溫熔液等等。據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的5%。并逐步發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing system)和柔性制造單元(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。研究安裝各種傳感器，把感覺到的信息反饋，使機(jī)械手具有感覺機(jī)能。使用機(jī)械手最多的是汽車工業(yè)，其次是電機(jī)、電器。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%。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多個。瑞士RETAB公司生產(chǎn)一種涂漆機(jī)械手，采用示教方法編制程序。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。1978美國Unimate公司和斯坦福大學(xué)、麻省理工學(xué)院聯(lián)合研制一種UnimateVicarm型工業(yè)機(jī)械手，裝有小型電子計算機(jī)進(jìn)行控制，用于裝配作業(yè)，定位誤差可小于177。同年該公司和普魯曼公司合并成立萬能自動公司（Unimaton）,專門生產(chǎn)工業(yè)機(jī)械手。36重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 1 緒論 1962年，美國機(jī)械鑄造公司在上述方案的基礎(chǔ)之上又試制成一臺數(shù)控示教再現(xiàn)型機(jī)械手。現(xiàn)代工業(yè)機(jī)械手起源于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產(chǎn)品。 機(jī)械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機(jī)器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。機(jī)械手是模仿著人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機(jī)械裝置。關(guān)鍵詞：機(jī)械手 氣壓傳動 PLC控制 程序調(diào)試Ⅰ重慶科技學(xué)院本科生畢業(yè)論文 ABSTRACT ABSTRACTThe research of light parallel manipulator has the advantages of simple structure, high working stability, accuracy, of low cost, long life and other characteristics. Can be used in different occasions, greatly improved the conditions of labour, improve labor productivity, accelerate the realization of industrial production mechanization and automation of the pace.The first chapter introduces the development and significance of research of manipulator?？梢詰?yīng)用在不同的場合，大大的改善了工人的勞動條件，顯著提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。 重慶科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計（論文） 題 目 基于PLC控制的輕型 平動搬運機(jī)械手設(shè)計 學(xué) 院 機(jī)械與動力工程學(xué)院 專業(yè)班級 機(jī)電普200803 學(xué)生姓名 梅武斌 學(xué)號 2008440848 指導(dǎo)教師 王曉梅 職稱 講 師 評閱教師 黎澤倫 職稱 副教授 2012 年 6 月 1日學(xué)生畢業(yè)設(shè)計（論文）原創(chuàng)性聲明本人以信譽聲明：所呈交的畢業(yè)設(shè)計（論文）是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進(jìn)行的設(shè)計（研究）工作及取得的成果，設(shè)計（論文）中引用他（她）人的文獻(xiàn)、數(shù)據(jù)、圖件、資料均已明確標(biāo)注出，論文中的結(jié)論和結(jié)果為本人獨立完成，不包含他人成果及為獲得重慶科技學(xué)院或其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用其材料。本文第一章節(jié)簡述了機(jī)械手的發(fā)展及研究意義；第二章節(jié)至第六章節(jié)對機(jī)械手的結(jié)構(gòu)部分設(shè)計；最后兩章節(jié)對機(jī)械手的電氣控制、PLC編程及程序調(diào)試進(jìn)行簡述。 chapter second to sixth chapters on the structure of the manipulator design。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個重要分支。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)。機(jī)械手首先是從美國開始研制的。商名為Unimate(即萬能自動)。1962年美國機(jī)械鑄造公司也試驗成功一種叫Versatran機(jī)械手，原意是靈活搬運。1毫米。它給出在第一次故障前的平均運行時間），由400小時提高到1500小時，精度可提高到177。瑞典安莎公司采用機(jī)械手清理鑄鋁齒輪箱毛刺等。1976年個大學(xué)和國家研究部門用在機(jī)械手的研究費用42%。智能機(jī)械手約為17億日元，為1978年的6倍。預(yù)計到1990年將有55萬機(jī)器人在工作。目前國外已經(jīng)出現(xiàn)了觸覺和視覺機(jī)械手。隨著工業(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)交流活動開展越來越多。從這里可以看出，裝卸、搬運等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實現(xiàn)這些工序的自動化而產(chǎn)生的。本課題以能夠?qū)崿F(xiàn)這類工作的搬運機(jī)械手為研究對象。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。可以應(yīng)用在不同的場合，尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合應(yīng)用的更為廣泛，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動化的步伐。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 飛機(jī)清洗機(jī)器人 水下機(jī)器人我國目前主要單位像中科院沈陽自動化所，原機(jī)械部的北京自動化所，像哈爾濱工業(yè)大學(xué)，北京航空航天大學(xué)，清華大學(xué)，還包括中科院北京自動化所等等的一些單位都做了非常重要的研究工作，也取得了很多的成果，而且目前這幾年來看，我們國家在高校里邊，有很多單位從事機(jī)器人研究，很多研究生和博士生都在從事機(jī)器人方面的研究，目前我們國家比較有代表性的研究，有工業(yè)機(jī)器人，水下機(jī)器人（），空間機(jī)器人，核工業(yè)的機(jī)器人，都在國際上應(yīng)該處于領(lǐng)先水平，總體上我們國家與發(fā)達(dá)國家相比，還存在很大的差距，主要表現(xiàn)在，我們國家在機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化方面，目前還沒有固定的成熟的產(chǎn)品，但是在上述這些水下、空間、核工業(yè)，一些特殊機(jī)器人方面，我們?nèi)〉昧撕芏嘤刑厣难芯砍删汀?3)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，便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化；器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu)：大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。美國發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實例。1）機(jī)械手爪重5kg；2）自由度4（即左移/右移、上升/下降、夾緊/放松、左旋/右旋）；3）手腕運動參數(shù)： 回轉(zhuǎn)范圍0～180176。機(jī)械手的總體設(shè)計要進(jìn)行綜合考慮，盡可能使之做到結(jié)構(gòu)簡單，緊湊，容易操作安全可靠，安裝維護(hù)方便，經(jīng)濟(jì)性好。本工業(yè)機(jī)械手的控制定位方式是簡易型的定位控制，因此，其控制系統(tǒng)不是很復(fù)雜。3）本工業(yè)機(jī)械手是四自由度機(jī)械手。它的主要特點是運動準(zhǔn)確可靠、動作頻率高、但結(jié)構(gòu)尺寸較大，動作程序不可變。但因油的泄露對工件性能影響較大，故它對密封裝置要求嚴(yán)格，且不宜在高溫或低溫下工作。能在高溫、高速和粉塵大的環(huán)境中工作、但由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，且因氣源壓力低，只宜輕載下工作。綜合上述四種驅(qū)動方式的優(yōu)缺點結(jié)合本設(shè)計之工業(yè)機(jī)械手的各項規(guī)格要求，應(yīng)選用氣壓傳動來實現(xiàn)，則其抓重和定位都可達(dá)到，且結(jié)構(gòu)簡單，其傳動平穩(wěn)和動作靈敏性可達(dá)到設(shè)計要求。夾持式手部由手指(或手爪)和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動手臂運動的部件(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)動源(如液壓、氣壓或電機(jī)等)相配合，以實現(xiàn)手臂的各種運動?！?80176。本課題采用氣壓傳動?？刂葡到y(tǒng)是支配工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運動的系統(tǒng)。（2）應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動力。本設(shè)計是設(shè)計平動搬運機(jī)械手的設(shè)計，考慮到所要達(dá)到的原始參數(shù)：手爪張合角△λ=60176。本設(shè)計機(jī)械手采用夾持式手指，夾持式機(jī)械手按運動形式可分為回轉(zhuǎn)型和平移型。通過綜合考慮，本設(shè)計選擇二指回轉(zhuǎn)型手爪，采用滑槽杠桿這種結(jié)構(gòu)方式。驅(qū)動桿上的圓柱銷套在滑槽內(nèi)，當(dāng)驅(qū)動連桿同圓柱銷一起做往復(fù)運動時，即可撥動兩個手指各繞其支點做相對回轉(zhuǎn)運動，從而實現(xiàn)手指的夾緊與松開動作。由=0 得 F1=F2 =0 得 由(F)=0 得h F= （）式中 a—手指的回轉(zhuǎn)支點到對稱中心的距離（mm）。必須對大小、方向和作用點進(jìn)行分析計算。計算：設(shè)a=25mm，b=50mm，求夾緊力FN和驅(qū)動力F和驅(qū)動氣壓缸的尺寸。手指長50mm，當(dāng)手爪沒有張開角的時候，（a）所示，根據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計，它的最小夾持半徑R1=25mm，當(dāng)張開60176。（a） (b) 機(jī)械手手爪夾持精度的分析計算機(jī)械手的精度設(shè)計要求工件定位準(zhǔn)確，抓取精度高，重復(fù)定位精度和運動穩(wěn)定