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气动机械手升降臂结构设计，面板操纵式点位示教部分控制软件设计.doc
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1、直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演遍。在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。具有触觉力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作如具有识别功能或更进步增加自适应自学习功能，即成为智能型工业机器人。它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。.机械手的组成及分类机械手的分类机械手主要由执行机构驱动系统控制系统以及位置检测装置等所组成。如下示意图.图机械手示意图机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统的分类标准，在此暂按使用范围驱动方式和控制系统等进行分类。按用途分机械手可。
2、使用范围广，但电气控制系统复杂。这类工业机械手般采用小型计算机进行控制。.与触摸屏概述通常称为可编程逻辑控制器，是种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术自动控制技术和通信技术发展起来的种通用的工业自动控制装置，由于它拥有体积小功能强程序设计简单维护方便等优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛，已经被称为现代工业的三大支柱即机器人和之。人机界面是在操作人员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字按钮图形数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。但是使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可。
3、压力较低，工作介质提取容易，而后排入大气，处理方便，般不需设置回收管道和容器介质清洁，管道不易堵存在介质变质及补充的问题.阻力损失和泄漏较小，在压缩空气的输送过程中，阻力损失较小般不卜浇塞仅为油路的千分之，空气便于集中供应和远距离输送。外泄漏不会像液压传动那样，造成压力明显降低和严重污染。动作迅速，反应灵敏。气动系统般只需要即可建立起所需的压力和速度。气动系统也能实现过载保护，便于自动控制。能源可储存。压缩空气可存贮在储气罐中，因此，发生突然断电等情况时，机器及其工艺流程不致突然中断。工作环境适应性好。在易燃易爆多尘埃强磁强辐射振动等恶劣环境中，气压传动与控制系统比机械电器及液压系统优越，而且不会因温度变化影响传动及控制性能。成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元辅件的材质和加工精度要求，制造容易，成本较低。。
4、作和维修，而单机价格不断下降。机械结构向模块化可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机减速机检测系统三位体化由关节模块连杆模块用重组方式构造机器人整机国外已有模块化装配机器人产品问市。工业机器人控制系统向基于机的开放型控制器方向发展，便于标准化网络化器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构大大提高了系统的可靠性易操作性和可维修性。机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置速度加速度等传感器外，装配焊接机器人还应用了视觉力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉声觉力觉触觉等多传感器的融合技术来进行环境建模及决策控制多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。当代遥控机器人系统的发展特点不是追求。
5、被欧洲各国语言所吸收而成为专门名词。世纪年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用年，美国通用汽车公司用台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有定的通用性和适应性，能适应多品种中小批量的生产，年代起，常与数字控制机床结合在起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。工业机器人由主体驱动系统和控制系统三个基本部分组成。主体即机座和执行机构，包括臂部腕部和手部，有的机器人还有行走机构。大多数工业机器人有个运动自由度，其中腕部通常有个运动自由度驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作圆柱。
6、以很轻松的操作整个机器设备。使用人机界面还可以使机器的配线标准化简单化，同时也能减少控制器所需的点数，降低生产的成本同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。触摸屏作为种新型的人机界面，从出现就受到关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，甚至可以用于日常生活之中，应用非常广泛，比如自动化停车设备自动洗车机天车升降控制生产线监控等，甚至可用于智能大厦管理会议室声光控制温度调整。随着科技的飞速发展，越来越多的机器与现场操作都趋向于使用人机界面，控制器强大的功能及复杂的数据处理也呼唤种功能与之匹配而操作又简便的人机的出现，触摸屏的应运而生无疑是世纪自动化领域里的个巨大的革新。.国内外发展状况国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势工业机器人性能不断提高高速度高精度高可靠性便于操。
7、分为专用机械手和通用机械手两种专用机械手专用机械手是附属于主机的具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少工作对象单结构简单使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手，如自动机床自动线的上下料机械手等。通用机械手通用机械手是种具有独立控制系统的程序可变的动作灵活多样的机械手。格性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大定位精度高通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种简易型以“开关”式控制定位，只能是点位控制可以是点位的，也可以实现连续轨控制，伺服型具有伺服系统定位控制系统，般的伺服型通用机械手属于数控类型。二按驱动方式分液压传动机械手液压传动机械。
8、手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是抓重可达几百公斤以上传动平稳结构紧凑动作灵敏。但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温低温下工作。若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。气压传动机械手气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。其主要特点是介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重般在公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速轻载高温和粉尘大的环境中进行工作。机械传动机械手机械传动机械手即由机械传动机构如凸轮连杆齿轮和齿条间歇机构等驱动的机。
9、分控制软件设计学院机电工程学院专业机械设计制造及其自动化机电方向学生姓名指导老师督导老师摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，气动技术的特点，控制的特点,触摸屏的特点及国内外的发展状况。本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的技术参数。同时，设计计算了机械手的升降臂和回转臂结构，设计了机械手的手部结构。本文系统地研究了机械手的气动系统，对气压系统工作原理图的参数进行了了解，大大提高了绘图效率和图纸质量。利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，对机械手的面板操纵式有动力点位示教部分控制软件进行了设计。关键词工业机器人机械手气动可编程序控制器触摸屏示教克斯洛伐克小说家剧作家恰佩克在他写的科学幻想戏剧罗素姆万能机器人中第次使用了机器人词。此后。
10、坐标型工业机器人示意图控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。工业机器人按臂部的运动形式分为四种。直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动圆柱坐标型的臂部可作升降回转和伸缩动作球坐标型的臂部能回转俯仰和伸缩关节型的臂部有多个转动关节。工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。点位型只控制执行机构由点到另点的准确定位，适用于机床上下料点焊和般搬运装卸等作业连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。编程输入型是以穿孔卡穿孔带或磁带等信息载体，输入已编好的程序。示教输入型的示教方法有两种种是由操作者用手动控制器示教操纵盒，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演遍另种是由操作者。
11、全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。.课题研究内容课题的提出现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个缺点液压传动在工作过程中常有较多的能量损失摩擦损失泄露损失等液压传动易泄漏，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。工作时受温度变化影响较大。油温变化时，液体粘度变化，引起运动特性变化。因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。为了减少泄漏，液压元件的制造工艺水平要求较高，故价格较高且使用维护需要较高技术水平。鉴于以上这些缺陷，本机械手拟采用气压传动，气动技术有以下优点介质提取和处理方便。气压传动工作。
12、械手。它是种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠，用于工作主机的上下料。动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。电力传动机械手电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。此类机械手目前还不多，但有发展前途。三按控制方式分点位控制点位控制的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。连续轨迹控制连续轨迹控制的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且。
参考资料：
气动机械手升降臂结构及面板操纵式点位示教部分控制软件设计