伸到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，小臂下降按钮接通，使三位四通电磁换向阀的得电，执行垂直手臂的下降动作。

吸物小臂下降到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，吸盘吸气按钮接通，二位二通电磁阀的得电，真空发生器开始动作，真空吸盘将物料吸起。

垂直手臂的上升经滑觉传感器检测到物料已经被吸起时，输出端输出，小臂上升按钮接通，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，执行垂直手臂的上升动作。

水平手臂的回缩小臂上升到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，水平缩回按钮接通，使三位四通电磁换向阀的电磁铁得电，执行水平手臂回缩动作。

摆动气缸左旋水平手臂回缩到指定的位置，输入端接通输入，输出端输出，左旋按钮接通，三位四通电磁阀的电磁铁得电，执行摆动气缸的向左旋转。

垂直手臂的下降摆动气缸向左旋转到指定位置度，输入端接通输入，输出端输出，垂直手臂下降按钮接通，使三位四通电磁阀的电磁铁得电，执行小臂的下降运动。

放物小臂下降到指定位置，输入端接通输入，输出端输出，吸盘放气按钮接通，真空发生器停止工作，真空消失，压缩空气进入真空吸盘，将物料与吸盘吹开。

小臂上升经滑觉传感器检测到物料已经放开，输出端输出，小臂上升按钮接通，使三位四通电磁换向阀的电磁铁得电，执行小臂上升动作。

回到初始位置小臂上升到指定位置，输入端接通输入，自动重复以上动作。

程序设计总体程序框图设备有手动自动两种工作方式，其控制程序可分为自动控制程序和手动控制程序两个模块，各模块程序分开编写，结构清晰，便于调试和修改。

在进行编程前，应先绘制出整个控制程序的结构框图，如图所示。

在该结构图中，当操作方式选择开关置于手动时，输入点接通，执行手动程序当操作方式选择开关置于自动时，输入点接通，执行自动程序。

图控制程序的结构框图同是为了方便操作，应设计个机械手操作面板，机械手操作面板如图所示图机械手操作面板初始化及报警程序初始化及报警程序如图所示图初始化及报警程序手动控制程序手动控制程序用于实现机械手升降伸缩左右旋转吸气放气及复位的运动。

在自动工作过程中，若将手动自动转换开关打到手动位置时，输入接通系统进入手动控制方式状态。

此时，按下相应的受动按钮可实现手动上升下降左旋右旋伸出缩回吸气放气及复位动作，手动操作程序如图所示。

图手动操作程序自动控制程序分析知，在自动工作方式下，本机械手的运动是以开关量作为转移信号，按所设计的工艺流程步步地进行工作，其控制过程为顺序循环控制。

当机械手完成次物料的吸放任务后返回原位为下个任务做好准备。

自动控制的状态转移图如图所示。

图自动控制状态转移图根据自动控制的状态转移图就可设计出自动控制的步进梯形图如图所示。

图自动控制步进梯形图图自动控制步进梯形图序第五章总结与展望机械手的出现延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险有害有毒低温和高热等恶劣环境中的工作代替人完成繁重单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。

随着科学技术的发展和在工业生产过程中的广泛应用，机械手技术方面的研究不断得到创新，促使成果不断涌现。

本论文的设计主要取得了以下成果对物料分拣机械手的结构形式驱动装置控制系统等各组成部分进行了较为全面的分析，最后得出其总体设计方案。

气动驱动系统是强的非线性系统，其根本原因是空气具有可压缩性，使得系统中存在流量饱和效应，非线性摩擦力等因素，实现气缸的精度定位非常困难。

因此在其应用中，要对各参数进行调定，以达到比较理想状态。

机械手的控制系统采用了技术性可靠性非常高的进行控制。

这使得机械设备更加灵活，动作准确，易于维护，劳动生产率大大得到了提高。

各种操作方式自由切换，满足了各种生产要求。

本课题在完成了机械结构设计的基础上，对物料分拣机械手的驱动系统和控制系统进行了设计。

由于时间的限制以及机械手的结构比较复杂，有些问题需要进步的研究对机械手各部分连接方式的改进。

本机械手结构具有模块式的特点，但由于考虑节约成本等因素，采用标准的单活塞杆双作用气缸，加导向装置的结构。

各部分不能实现任意方式拼装，通过各种过渡连接件，使各个部分可以自由拼装。

气动驱动改进在气动驱动系统方面存在个固有的弱点，仅采用古典的反馈控制很难得到高精度位置和力等的控制。

所以，在气动驱动系统的控制方法上，广泛地引入现代控制理论和智慧控制等方法是其特征之。

神经网络是大规模并行分布处理非线性动力学系统，适用于强非线性的气动机械手的控制。

虽然还有很多尚未解决的问题有待于继续研究，但相信控制的物料分拣机械手的研究是非常有新意有意义的，有着广泛的应用前景。

参考文献张建民等机电体化系统设计北京北京理工大学出版社，袁子荣液气压传动与控制重庆重庆大学出版社，陈恳，杨向东，刘莉，等机器人技术应用北京清华大学出版社，陈奎生液压与气压传动武汉武汉理工大学出版社，张铁，谢存禧机器人学广州华南理工大学出版社，费仁元，张慧慧机器人设计和分析北京北京工业大学出版社，王永章，杜君文，程国全数控技术北京高等教育出版社，郭爱芳，王恒迪传感器原理及应用西安西安电子科技大学出版社，鄂大辛液压传动与气压传动北京北京理工大学出版社，陆祥生，杨秀莲机械手理论及应用北京北京铁道出版社，宋建武，赵冬梅液压与气动元件操作训练北京化学工业出版社，吉顺平，孙承志，路明，等西门子与工业网络技术北京机械工业出版社，朱梅，朱光力液压与气动技术西安西安电子科技大学出版社，杨文生，沈兆奎，王宝中，等液压与气压传动北京电子工业出版社，常晓玲电气控制系统与可编程控制器北京机械工业出版社，章文浩可编程控制器原理及实验北京国防工业出版社，张建明机电体化系统设计北京高等教育出版社，陈宇，段鑫可编程控制器基础及编程技巧广州华南理工大学出版社，杨存智在自动化生产机械手中的应用机床电器程子华原理与编程实例分析北京国防工业出版社，李超气动通用上下料机械手的研究与开发西安陕西科技大学，齐进凯气动机械手的结构设计分析及控制的研究上海东华大学，万理想，丁保华，徐军，滕孝来，胡明在物料分拣机械手控制中的应用徐州中国矿业大学，致谢四年的大学，匆匆而过，毕业设计是我们机械化和自动化并能在高温腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛应用于机械制造冶金电子轻工业和原子能等部门。

可编程控制器是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术，具有可靠性高功能完善组合灵活编程简单功耗低等优点，已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。

使用的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。

适应工业需要，本课题试图开发对物料分拣机械手的控制，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同颜色的物料按预先设定的程序进行分拣，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。

采用控制，是种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，只要重新编程，并能很快地投产，降低安装和转换工作的费用。

本设计主要完成机械手的硬件部分与软件部分设计。

主要包括执行系统驱动系统和控制系统的设计。

机械手在国内外现状和发展趋势机械手最早应用在汽车制造工业，常用于焊接喷漆上下料和搬运。

机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险有害有毒低温和高热等恶劣环境中的工作代替人完成繁重单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。

目前主要应用于制造业中，特别是电器制造汽车制造塑料加工通用机械制造及金属加工等工业。

工业机械手与数控加工中心，自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统和计算机集成制造系统，实现生产自动化。

随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。

目前，国际上的机械手公司主要分为日系和欧系。

日系中主要有安川松下不二越川崎等公司的产品。

欧系中主要有德国的瑞典的意大利的毗及奥地利的工公司。

我国机械手起步于世纪年代初期，经过多年发展，大致经历了个阶段年代萌芽期，年代的开发期和年代的应用化期。

在我国，机械手市场份额大部分被国外机械手企业占据着。

在国际强手面前，国内的机械手企业面临着相当大的竞争压力。

如今我国正从个制造大国向制造强国迈进，中国制造业面临着与国际接轨参与国际分工的巨大挑战，对我国工业自动化的提高迫在眉睫，政府务必会加大对机器人的资金投入和政策支持，将会给机械手产业发展注入新的动力。

随着机械手发展的深度和广度以及机器人智能水平的提高，机械手已在众多领域得到了应用。

从传统的汽车制造领域向非制造领域延伸。

如采矿机器人建筑业机器人以及水电系统用于维护维修的机器人等。

在国防军事医疗卫生食品加工生活服务等领域机械手的应用也越来越多。

在未来几年，传感技术，激光技术，工程网络技术将会被广泛应用在机械手工作领域，这些技术会使机械手的应用更为高效，高质，运行成本低。

据猜测，今后机器人将在医疗保健生物技术和产业教育救灾海洋开发机器维修交通运输和农业水产等领域得到应用。

主要研究的内容随着机械手技术的飞速发展和机械手应用领域的不断深化，不仅要求其控制可靠性强使用灵活性高和操作灵活性好，还要其成本低可开发经济性强。

本论文主要研究物料分拣机械手以下几个方面的内容物料分拣机械手执行系统的分析与选择执行系统是由传动部件与机械构件组成，是机械手赖以实现各种运动的实体。

主要包括机身手臂末端执行器部分组成，其中每部分都可以具有若干的自由度。

执行系统的设计主要是对机械手的手部手臂和机座进行设计。

物料分拣机械手驱动系统的分析与选择驱动系统是向执行系统各部分提供动力的装置。

通过对液压气压电气三种驱动方式的比较，本设计选择气压驱动的方式。

内容包括气动元件的选择及其工作原理气动回路的设计和气动原理图的绘制。

物料分拣机械手控制系统的设计控制系统是机械手的指挥系统，它控制驱动系统，让执行系统按规定的要求和时序进行工作。

本机械手采用可编程控制器对机械手进行控制，主要包括对的型号选择传感器类型进行选择口的选择对控制系统原理图自动程序梯形图的绘制等内容。

解决的关键问题解决机械手机械结构的设计问题，要求机械手结构简单经济具有定的代表性。

执行部件的运动精度的问题。

械手从原点位置开始连续不断的执行分拣物料的各步。

按下启动按钮，系统初始化摆动气缸右旋水平手臂伸出垂直手臂下降吸物垂直手臂上升水平手臂缩回摆动气缸左旋垂直手臂下降放物垂直手臂的上升回初始位置。

系统程序的初始化按下启动按钮，对控制系统进行功能检测，检测正确后，进入控制系统的软件，开始运行程序。

摆动气缸右旋初始化程序正常运行后，的输入端接通输入，输出端输出，右旋按钮接通，使三位四通电磁换向阀的得电，摆动气缸会执行右旋的命令。

水平手臂的伸出摆动气缸右旋到指定位置时度，输入端接通输入，输出端输出，手臂前伸按钮接通，使三位四通电磁换向阀的得电，执行手臂前伸动作。

垂直手臂的下降手臂