西门子最早的小型产品是在上世纪末推出的系列的，但很快就被系列的产品所取代了。

由于它具有多种功能模块和人机界面可供选择，所以系统的集成非常方便，并且可以很容易地组成网络。

同时它具有功能齐全的编程和工业控制组态软件，使得在完成控制系统的设计时更加简单，几乎可以完成任何功能的控制任务。

现在最新版的系列是在年推出的，它的主要特点是较高的可靠性，丰富的指令集，丰富的内置集成功能，实时特性强和强大的通信能力。

.硬件系统基本构成属于小型，其主机的基本结构是整体式，主机上有定数量的输入输出点，个主机单元就是个系统。

它还可以进行灵活的扩展，如果点数量不够，则可以增加扩展模块如果需要其他特殊的功能，则可以增加相应的功能模块。

个完整的系统组成由主机单元，扩展单元，特殊功能模块，相关设备，软件五部分构成，其构成如图所示。

图主机单元又叫基本单元或模块。

它是由存储器基本输入输出点和电源等组成，是的主要部分。

实际上它就是个完整的控制系统，可以单独完成定的控制任务。

扩展单元也称扩展模块。

当主机点数量不能满足控制系统的要求时，用户可以根据需要扩展各种模块。

根据点数的数量不同如点，点，点等，性质不同如，等，供电电压不同如，等，扩展模块有多种类型。

流。

之所以有生命力，在于它更加适合工业现场和市场的要求高可靠性强抗各种干扰的能力。

编程安装使用简便低价格长寿命。

比之单片机，它的输入输出端更接近现场设备，不需添加太多的中间部件或需要更多的接口，这样节省了用户时间和成本。

的下端输入端为继电器晶体管和晶闸管等控制部件，而上端般是面向用户的微型计算机。

人们在应用它时，可以不必进行计算机方面的专门培训，就能对可编程控制器进行操作及编程，用来完成各种各样的复杂程度不同的工业控制任务。

具有很多的优点。

机械手控制系统若采用控制，体积小重量轻控制方式灵活可靠性高操作简单维修容易。

由于所具有的灵活性模块化易于扩展等特点，可以根据现场要求实现机械手的不同工作要求。

机械手采用控制技术，可以大大提高该系统的自动化程度，减少了大量的中间继电器时间继电器和硬件接线，提高了控制系统的可靠性。

同时，用控制系统可方便地更改生产流程，增强控制功能。

综上所述，机械手的控制方式选择控制这里采用最新版的系列.第章系统的基本介绍是德国西门子公司生产的种小型，其许多功能达到大中型的水平，而价格却和小型样，因此，它经推出，即受到了广泛的关注。

在年以前，西门子在中国市场的产品主要是大中型的，日本的小型占据了中国的大部分市场份额。

在推出后，这种情况得到了明显的改变，最近几年以来的小型市场上成为了主流产品。

率也要高．反应速度要快，即要求力矩质量比和力矩转动惯量比要大，能够进行频繁地起制动，正反转切换．驱动尽可能灵活，位移偏差和速度偏差要小．安全可靠．操作和维护方便．对环境无污染，噪声要小．经济上合理，尤其要尽量减少占地面积。

基于上述驱动系统的特点和机械手驱动系统的设计要求，本文选用电机驱动的方式对机械手进行驱动。

.机械手控制系统选型传统的工业设备自动控制主要由继电器或分立的电子线路来实现，这种控制方式投资相对少些，目前仅在些旧式的简单的工业设备中还有定市场，但该控制方式却有以下致命缺陷仅适合于简单的逻辑控制仅适合特殊的工程项目，而没有通用性没有改动和优化的可能性。

伴随着工业自动化技术的迅速发展，我国工业领域的自动化已经基本实现了从继电器控制到计算机控制的转变，计算机控制方式具有以下两个特点硬件上至少有个微处理器通过软件实现控制思想。

目前，工业自动化领域比较典型的控制方式有可编程序逻辑控制器工业控制计算机集散控制系统。

下面对着三种控制方式做简要的介绍和对比计算机是为了满足快速大量数据处理要求的设备。

硬件结构方面，总线标准化程度高，兼容性强，软件资源丰富，特别是有实时操作系统的支持，故对要求快速实时性强模型复杂和计算工作量大的工业对象的控制占有优势。

集散系统从工业自动化仪表控制系统发展到以工业控制计算机为中心的集散系统，所以其在模拟量处理回路调节方面具有定优势，初期主要用在连续过程控制，侧重回路调节功能。

是由继电器逻辑系统发展而来，主要应用在工序控制上，初期主要是代替继电器控制系统，侧重于开关量顺序控制方面。

近年来随着微电子技术大规模集成电路技术计算机技术和通信技术等的发展，在技术和功能上发生了飞跃。

在初期逻辑运算的基础上，增加了数值运算闭环调节等功能，增加了模拟量和调节等功能模块运算速度提高，机械手，控制系统，设计，毕业设计，全套，图纸章绪论.课题研究的目的和意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的种控制对象。

近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为门新兴学科，并得到了较快的发展。

机械手广泛地应用与锻压冲压锻造焊接装配机加喷漆热处理等各个行业。

特别是在笨重高温有毒危险放射性多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。

总之，机械手是提高劳动生产率，改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的个重要手段。

国内外都十分重视它的应用和发展。

可编程序控制器是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。

随着微电子技术自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，在硬件配置软件编程通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之。

由于自动化可以节省大量的人力物力等，而也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性，如通用性好实用性强硬件配套齐全编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用。

机械手在美国加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手来摘果实装配生产线上应用智能机器人等。

我国自动化水平本身比较低，因此用来控制的机械手还比较少。

本次课题设计的机械手就是通过来实现自动化控制的。

通过此次设计可以更进步学习的相关知识，了解世界先进水平，尽可能多的应用于实践。

.国内外机械手研究概况机械手自二十世纪六十年代初问世以来，经过多年的发展，现在已经成为制造业生产自动化中重要的机电设备。

目前，正式投入使用的绝大部分机械手属于第代机械手，即程序控制机械手。

这代机械手基本上采用点位控制系统，没有感觉外界环境信息的感觉器官，主要用于焊接喷漆和上下料。

第二代机械手具有感觉器官，仍然以程序控制为基础，但可以根据外界环境信息对控制程序进行校正。

这代机械手通常采用接触传感器类的简单传感装置和相应的适应性算法。

现在，第三代机械手正在第第二代机械手的基础上蓬勃发展起来，它是能感知外界环境与对象物，并具有对复杂信息进行准确处理，对自己行为做出自主决策能力的智能化机械手。

它能识别景物，具有触觉视觉力觉听觉味觉等多种感觉，能实现搜索追踪辨色识图等多种仿生动作，具有专家知识语音功能和自学能力等人工智能。

目前机械手技术有了新的发展出现了仿人型机械手微型机械手和微操作系统如细小工业管道机械手移动探测系统微型飞行器等机械手化机器智能机械手不仅可以进行事先设定的动作，还可按照工作状况相应地进行动作，如回避障碍物的移动，作业顺序的规划，有效的动态学习等。

机械手的应用领域正在向非制造业和服务业方向扩展，并且蓬勃发展的军用机械手也将越来越多地装备部队。

国外方面近几年国外工业机械手领域有如下几个发展趋势。

机械手性能不断提高，而单机价格不断下降机械结构向模块化可重构化发展控制系统向基于机的开放型控制器方向发展传感器作用日益重要虚拟现实技术在机械手中的作用已从仿真预演发展到用于过程控制。

国内方面目前在些机种方面，如喷涂机械手弧焊机械手点焊机械手搬运机械手装配机械手特种机械手水下爬壁管道遥控等机械手基本掌握了机械手操作机的设计制造技术，解决了控制驱动系统的设计和配置，软件的设计和编制等关键技术，还掌握了自动化喷漆线弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信协调控制技术在基础元件方面，谐波减速器机械手焊接电源焊缝自动跟踪装置也有了突破。

从技术方面来说，我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础。

.课题研究的内容和预计达到目的本课题主要研究的是基于的机械手模型控制系统的设计，包括硬件的设计和软件的设计。

通过设计编制程序实现机械手模型控制系统的自动控制。

利用组态软件设计出人机界面，进行设备和数据对象的连接，实现动画连接，实现机械手的监控。

通过将机械手的动作过程进行动画演示，使机械手的动作形象化。

提供较为直观清晰准确的机械手运行状态，为维修和故障诊断提供多方面的可能性，充分提高系统的工作效率。

本课题要达到的目的有.机械手的机构能满足其动作要求，实现相应功能。

.上升，下降，夹紧等动作的实现手段。

.电动机正反转的控制。

.运用控制动作的转换.完成基本设计后要达到以下要求实现原位下降夹紧上升右移下降放松上升左移原位的动作搬运过程平稳可靠，断电情况下不会出现工件的脱落。

第章机械手介绍在本课题中机械手主要是由执行机构，控制系统，驱动系统三部分所构成。

其中执行机构即机械手的机械部分，由于此课题主要研究的是通用机械手的控制系统设计，所以在这里不需要再另外进行机械部分的设计，所以这里只做简要的介绍。

顾名思义在本课题中执行机构即是指机械手，而机械手又由手指，关节，大臂，小臂，支座等几部分构成，通过这几部分来模拟人手臂，以期完成需要的动作实现其功能。

与此同时在该装置中驱动系统主要采用电机驱动，通过电机来给予整个装置提供动力和运动支持，它的选择是经过与其他驱动方式相互比较后得来的，这点在后面的论文中会有详细的介绍。

最后关于机械手的控制系统的选择及其控制功能的实现，由于软件具有简单易学，使用和维护方便，运行稳定可靠，设计施工周期短等优点，因此这里选择的是可编程逻辑控制器控制系统。

（图纸） 齿轮.dwg

（其他） 齿轮.par

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（其他） 齿条.par

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（其他） 机械臂装置梯形图.mwp

（其他） 机械臂装置梯形图.pdf

（其他） 机械臂装置语句表.pdf

（其他） 机械手及控制系统设计开题报告.doc

（其他） 机械手控制系统设计说明书.doc

（图纸） 机械手装配图.dwg

（其他） 鉴定意见.doc

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（其他） 评阅表.doc

（其他） 任务书.doc

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（其他） 装配.asm

（其他） 装配.dft