【正文】 控制程序的編寫(xiě)。機(jī)械手的回轉(zhuǎn)控制則采用三相混和式步進(jìn)電機(jī)及其控制系統(tǒng)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)器人的機(jī)身選用升降回轉(zhuǎn)型機(jī)身結(jié)構(gòu)；臂部和26 機(jī)身的配置型式采用立柱式單臂配置，其驅(qū)動(dòng)源來(lái)自回轉(zhuǎn)液壓缸。手臂的運(yùn) 動(dòng)參數(shù)： 伸縮行程： 1200mm； 伸縮速度： 83mm/s；升降行程： 300mm； 升降速度： 67mm/s；回轉(zhuǎn)范圍： ?180~0 。 手臂部件是機(jī)械手的重要握持部件。一般腕部設(shè)有回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)再增加一個(gè)上下擺動(dòng)即可滿足工作要求，有些動(dòng)作較為簡(jiǎn)單的專用機(jī)械手，為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，可以不設(shè)腕部，而直接用臂部運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)手部搬運(yùn)工件。手部多為兩指（也有多指）；根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種；也可以用負(fù)壓式或真空式的空氣吸盤(pán)（主要用于可吸附的，光滑表面的零件或薄板零件）和電磁吸盤(pán)。 22 該項(xiàng)目中機(jī)器人手爪抓取待加工工件位置在毛坯面，各個(gè)毛坯件抓取位置與定位孔位置都有差異。示教完成的上料程序?yàn)槌跏脊ぜ跏嘉恢玫纳狭衔恢茫藭r(shí)工件上料偏差值為零。 20 補(bǔ)充： 在該上下料的應(yīng)用中只有一種工件，當(dāng)有多種工件時(shí)， 2DV 視覺(jué)系統(tǒng)可以視以根據(jù)不同的工件進(jìn)行多次特征標(biāo)定，實(shí)現(xiàn)多種工件之間的切換調(diào)用。在該上下料系統(tǒng)中，待加工工件形狀復(fù)雜，用夾具進(jìn)行定位非常復(fù)雜，同時(shí)不利于以后同類新產(chǎn)品的擴(kuò)展。使用機(jī)器人對(duì)無(wú)夾具 定位工件的自動(dòng)柔性搬運(yùn)系統(tǒng)可以 使生產(chǎn)流水線更加簡(jiǎn)單易于維護(hù)，并大幅度降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，效率和柔性又比較高。該技術(shù)可以自動(dòng)補(bǔ)償位置變化 ， 實(shí)現(xiàn)高精度上料 。 2 臺(tái)上下料滑臺(tái)：每個(gè)上下料滑臺(tái)上有 4 個(gè)托盤(pán)，每個(gè)托盤(pán)分別可以存放一個(gè)工件。在機(jī)器人裝置方面：以開(kāi)發(fā)出具有雙 CPU、多 CPU 和分級(jí)控制的機(jī)器人控制裝置多臺(tái)，主控計(jì)算機(jī)的檔次也逐漸升級(jí)。據(jù) 不完全 統(tǒng)計(jì)，近幾年國(guó)內(nèi)廠家所生產(chǎn)的哦工業(yè)機(jī)器人有超過(guò)一半是提供給汽車(chē)行業(yè)。先后研發(fā)出弧焊、電焊、裝配、搬運(yùn)、注塑、沖壓及噴漆等工業(yè)機(jī)器人。人機(jī)界面更加友好，基于圖形操作的界面也已問(wèn)世。日本工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的輝煌得益于 本國(guó)政府的鼓勵(lì)政策，我國(guó)在十一五綱要中也體現(xiàn)出了對(duì)發(fā)展工業(yè)機(jī)器人的大力支持。一些相關(guān)科研機(jī)構(gòu)和企業(yè)已掌握了工業(yè)機(jī)器人操作機(jī)的優(yōu)化設(shè)計(jì)制造技術(shù)；工業(yè)機(jī)器人控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)技術(shù)；機(jī)器人軟件的設(shè)計(jì)和編程技術(shù)；運(yùn)動(dòng)學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)；弧焊、點(diǎn)焊及大型機(jī)器人自動(dòng)生產(chǎn)線與周邊配套設(shè)備的開(kāi)發(fā)和制備技術(shù)等。比如在月球上自動(dòng)工作的機(jī)器人；⑷智能型。國(guó)外汽車(chē)行業(yè)、電子電器行業(yè)、工程機(jī)械等行業(yè)已經(jīng)大量使用工業(yè)機(jī)器人自動(dòng)化生產(chǎn)線，以保證產(chǎn)品質(zhì)量，提高生 產(chǎn)效率，同時(shí)避免了大量的工傷事故。 1． 3． 2 物料搬運(yùn)機(jī)器人 搬運(yùn)機(jī)器人在實(shí)際的工作中就是一個(gè)機(jī)械手，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(shí)：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(shí)間和位置來(lái)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(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，8 加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家早已采用機(jī)器手來(lái)自動(dòng)上料和下料。它既可以接受人類指揮，又可以運(yùn)行預(yù)先編排的程序，也可以根據(jù)以人工智能技術(shù)制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)。部分發(fā)達(dá)國(guó)家已制定出人工搬運(yùn)的最大限度，超 過(guò)限度的必須由搬運(yùn)機(jī)器人來(lái)完成。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和智能技術(shù)的發(fā)展 ， 極大地促進(jìn)了機(jī)器人研究水平的提高。1 搬運(yùn)機(jī)器人調(diào)研論文 學(xué)院： 機(jī)械工程學(xué)院 專業(yè)： 機(jī)電一體化 班級(jí)： 學(xué)號(hào) : 學(xué)生姓名： 2020 年 12 月 20 日 2 摘要 搬運(yùn)機(jī)器人不但能夠代替人的某些功能 和動(dòng)作 ，有時(shí)還能超過(guò)人的體力能力?，F(xiàn)在機(jī)器人已成為一個(gè)龐大的家族，科學(xué)家們?yōu)榱藵M足不同用途和不同環(huán)境下作業(yè)的需要， 把機(jī)器人設(shè)計(jì) 成不同的結(jié)構(gòu)和外形，以便讓他們?cè)谔厥鈼l件下出色地完成任務(wù)。 5 本文將從機(jī)器人的發(fā)展，現(xiàn)在研究現(xiàn)狀談起，并舉例說(shuō)明機(jī)器人技術(shù)在生活中的意義和必要性，其中搬運(yùn)機(jī)器人的運(yùn)用更為突出，所以主要 從機(jī)床 上下 料， 貨物 搬運(yùn)，采礦方面 說(shuō)明搬運(yùn)機(jī)器人的工作原理和組成。它的任務(wù)是協(xié)助或取代人類工作的工作，例如生產(chǎn)業(yè)、建筑業(yè)，或是危險(xiǎn)的工作。要根據(jù)加工零件的形狀及加工工藝 的不同，來(lái)采用不同的手爪抓取系統(tǒng)。因而，受到很多國(guó)家的重視，投入大量的人力物力來(lái)研究和應(yīng)用。全球諸多國(guó)家近半個(gè)世紀(jì)的工業(yè)機(jī)器人的使用實(shí)踐表明，工業(yè)機(jī)器人的普及是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，提高社會(huì)生產(chǎn)效率，推動(dòng)企業(yè)和社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展的有效手段。這類機(jī)器人具有感知、適應(yīng)及思維和人機(jī)通信機(jī)能。某些關(guān)鍵技術(shù)已達(dá)到或接近世界水平。由此可知機(jī)器人的研究具有深遠(yuǎn)的意義和必要性。編程方式仍以示教編程為主，但在某些領(lǐng)域的離線編程已實(shí)現(xiàn)實(shí)用化。近幾年，我國(guó)工業(yè)機(jī)器人及含工業(yè)機(jī)器人的自動(dòng)化生產(chǎn)線相關(guān)的12 產(chǎn)品的年銷(xiāo)售額已突破 10 億元。 由此 可見(jiàn)，汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展是近幾年我國(guó)工業(yè)機(jī)器人增長(zhǎng)的原動(dòng)力之一。在機(jī)器人操作方面機(jī)制方面：已開(kāi)發(fā)出一些先進(jìn)的操作機(jī)和特種機(jī)器人，如 AVG、壁面爬行機(jī)器人，重復(fù)定位精度為 的裝配機(jī)器人，可潛入海底 6000m 的水下機(jī)器人，移動(dòng)機(jī)器人，移動(dòng)遙控機(jī)器人等，有些已達(dá)到實(shí)用化水平并應(yīng)用于實(shí)際工程。實(shí)現(xiàn)待加工 工 件的上料，以及加工完成工件的下料。 3． 1． 3 3DL 視覺(jué)支架 5 臺(tái)抽檢滑臺(tái)：針對(duì)每臺(tái)機(jī)床有一個(gè)抽檢滑臺(tái)，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)對(duì)該機(jī)床工件加工工件質(zhì)量的檢測(cè)。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、安全文明、無(wú)污染，能在各種機(jī)械加工場(chǎng)合進(jìn)行應(yīng)用，滿足了高效率、低能耗的生產(chǎn)要求。在應(yīng)用了 FANUC iRVision 2DV 視覺(jué)系統(tǒng)后，待加工工件只需放置于上下料滑臺(tái)無(wú)定位裝置的托盤(pán)上，實(shí)際情況為待加工工件可以在托盤(pán)上移動(dòng)正負(fù) 2 厘米 以及旋轉(zhuǎn)正負(fù) 30 度。大大提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，柔性度高。當(dāng)抓取其它毛坯件后，定位孔21 位置以及工件的平面度發(fā)生變化。雖然有 2DV 視覺(jué)補(bǔ)償，但是毛坯面不能作為特征量，導(dǎo)致在機(jī)器人手爪抓取工件的位置在不停的變化，機(jī)器人無(wú)法補(bǔ)償此 偏差。 傳力機(jī)構(gòu)形式較多，常用的有 ：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜楔杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母式、彈簧式和重力式。 目前，應(yīng)用最為廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓（氣）缸，它的結(jié)構(gòu)緊湊，靈巧但回轉(zhuǎn)角度?。ㄒ话阈∮??270 ），并且要求嚴(yán)格密封，否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭矩。它的作用是支撐腕部和手部25 （包括工作或夾具），并帶動(dòng)他們做空間運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人手臂的伸縮使其手臂的工作長(zhǎng)度發(fā)生變化，在圓柱坐標(biāo)式結(jié)構(gòu)中，手臂的最大工作長(zhǎng)度決定其末端所能達(dá)到的圓柱表面直徑。 3． 2． 2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是搬運(yùn)機(jī)器人的重要組成部分。考慮到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，對(duì)這種混合驅(qū)動(dòng)機(jī)械手采用 PLC 作為核心控制器，上述各控制對(duì)象都必須在PLC 的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作 (如圖 2 所示 )， PLC 采用日本三菱公司的27 FX2N32MR 型 PLC(16 點(diǎn)輸入、 16點(diǎn)輸出 )。 FX2N1PG 的 FP 和 RP 分別與步進(jìn)電機(jī)的 DR和 PU端子相連，表示輸出脈沖類型分別為前向脈沖和反向脈沖。另一方面 SPC200 又通過(guò)定位任務(wù)完成信號(hào) (MCA)將定位執(zhí)行情況反饋到 PLC 的輸入端 X12，以便于 PLC 的 程序控制。因此，同類型的 4 個(gè)工件搬運(yùn)為 一個(gè)基本循環(huán)，在各自的工件循環(huán)中分別設(shè)置了相應(yīng)的工件計(jì)數(shù)標(biāo)志位 ○ 1 機(jī)械手傳送 系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表 Tab 41 manipulator transmission system input and output point distribution list 名 稱 輸入（輸出） 名 稱 輸入（輸出） 名 稱 輸入（輸出） 啟動(dòng) X0 縮回限位 X11 手腕正轉(zhuǎn) Y5 下限位 X1 手腕反轉(zhuǎn) X13 小臂伸出 Y6 夾緊工件 X2 底座反轉(zhuǎn) X10 松開(kāi) Y7 上限位 X3 小臂縮回 Y0 底座正傳 X4 下降 Y1 手腕反轉(zhuǎn) Y10 手腕正轉(zhuǎn) X5 夾緊 Y2 底座反轉(zhuǎn) Y11 伸出限位 X6 上升 Y3 停止 X12 手爪松開(kāi) X7 底座正轉(zhuǎn) Y4 ○ 2PLC 的構(gòu)成及工作原理 可編程邏輯控制器（ PLC）又稱可編程控制器。最大 I/O 點(diǎn)數(shù)為 120，一般指令的條數(shù)為 I/O 點(diǎn)數(shù)的 1012 倍左右， PLC 的容量不得小于此要求。機(jī)器人控制器的標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化，以及基于 PC 機(jī)網(wǎng)絡(luò)式控制器已成為研究熱點(diǎn)。 7．多智能體（ multiagent）調(diào)控制技術(shù)：這是目前機(jī)器人研究的一個(gè)嶄新領(lǐng)域。在此基礎(chǔ)上， 熟悉 了 機(jī)床上下料機(jī)器人，搬運(yùn)機(jī)器人 的基本系統(tǒng)結(jié)構(gòu)， 了解 了 機(jī)器人 機(jī)械方面的設(shè)計(jì)（包括傳動(dòng)部分、執(zhí)行部分、驅(qū)動(dòng)部分）工作 。 最后并