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由于微电子技术和计算软硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善，使机械手技术快速发展，其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境组件价格低廉维修方便和系统安全可靠等特点，已渗透到工业领域的各个部门，在工业发展中占有重要地位。

本文讲述的气动机械手有气控机械手轴丝杠组转盘机构旋转基座等机械部分组成。

主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运货物运输更快捷便利。

四轴联动简易机械手的结构及动作过程机械手结构如下图所示，有气控机械手轴丝杠组转盘机构旋转基座等组成。

图其运动控制方式为由伺服电机驱动可旋转角度为的气控机械手有光电传感器确定起始点由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿轴移动有轴限位开关可回旋的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转其电气拖动部分由直流电动机光电编码器接近开关等组成旋转基座主要支撑以上部分气控机械手的张合由气压控制充气时机械手抓紧，放气时机械手松开。

其工作过程为当货物到达时，机械手系统开始动作步进电机控制开始向下运动，同时另路步进电机控制横轴开始向前运动伺服电机驱动机哈尔滨理工大学学士学位论文械手旋转到达正好抓取货物的方位处，然后充气，机械手夹住货物。

步进电机驱动纵轴上升，另个步进电机驱动横轴开始向前走转盘直流电机转动使机械手整体运动，转到货物接收处步进电机再次驱动纵轴下降，到达指定位置后，气阀放气，机械手松开货物系统回位准备下次动作。

二控制器件选型为达到精确控制的目的，根据市场情况，对各种关键器件选型如下步进电机及其驱动器机械手纵轴轴和横轴轴选用的是北京四通电机技术有限公司的型两相混合式步进电机，步距角为，电流。

是横轴电机，带动机械手机构伸缩是纵轴电机，带动机械手机构上升下降。

所选用的步进电机驱动器是型，该驱动器采用直流供电，桥双极性恒相电流驱动，最大的种输出电流可选，最大细分的种细分模式可选，输入信号光电隔离，标准单脉冲接口，有脱机保持功能，半密闭式机壳可适应更恶劣的工况环境，提供节能的自动半电流方式。

驱动器内部的开关电源设计，保证了驱动器可适应较宽的电压范围，用户可根据各自情况在之间选择。

般来说较高的额定电源电压有利于提高电机的高速力矩，但却会加大驱动器的损耗和温升。

本驱动器最大输出电流值为相峰值，通过驱动器面板上六位拨码开关的第，三位可组合出种状态，对应种输出电流，从到以配合不同的电机使用。

本驱动器可提供整步改善半步细分细分细分细分和细分种运行模式，利用驱动器面板上六位拨码开关的第，三位可组合出不同的状态。

伺服电机及其驱动器机械手的旋转动作采用松下伺服电机系列小惯量，其额定输出共用，旋转编码器规格为增量式脉冲数分辨率引出线线有油封，无制动器，轴采用键槽连接。

该电机采用松下公司独特算法，使速度频率响应提高倍，达到定位超调整定时间缩短为以往松下伺服电机产品系列的。

具有共振抑制功能控制功能全闭环控制功能，可弥补机械的刚性不足，从而实现高速定位，也可通过外接高精度的光栅尺，构成全闭环控制，进步提高系统精度。

具有常规自动增益调整和实时自动增益调整两种自动增益调整方式，还配有通信口，使上哈尔滨理工大学学士学位论文位控制器可同时控制多达个轴。

伺服电机驱动器为系列，适用于小惯量电动机。

直流电机可回旋的转盘机构有直流无刷电机带动，系统选用的是北京和时利公司生产的无刷直流电机，其调速范围宽低速力矩大运行平稳低噪音效率高。

无刷直流电机驱动器使用北京和时利公司生产的驱动器，其采用直流供电，有起停及转向控制过流过压及堵转保护，且有故障报警输出外部模拟量调速制动快速停机等特点。

旋转编码器在可回旋的转盘机构上，安装有公司生产的增量型旋转编码器，编码器将信号传给，实现转盘机构的精确定位。

的选型根据系统的设计要求，选用公司生产的小型机。

在个小巧的单元内综合有各种性能，包括同步脉冲控制中断输入脉冲输出模拟量设定和时钟功能等。

的单元又是个单元，能处理广泛的机械控制应用问题，所以它是在设备内用作内装控制单元的理想产品。

完整的通信功能保证了与个人计算机其它和可编程终端的通信。

这些通信能力使四轴联动简易机械手能方便的融合到工业控制系统中。

三软件编程软件流程图流程图是程序设计的基础。

只有设计出流程图，才可能顺利而便捷地编写出梯形图并写出语句表，最终完成程序的设计。

所以写出流程图非常关键也是程序设计首先要做的任务。

依据四轴联动简易机械手的控制要求，绘制流程图如图所示。

哈尔滨理工大学学士学位论文图软件流程图程序部分由于论文篇幅有限，这里只列出了开始两段程序，供读者参阅，见图。

图程序列表四结束语四轴联动简易机械手的各个动作和状态都由控制，不仅能满足机械手的手动半自动自动等操作方式所需的大量按扭开关位置检测点的要求，更可通过接口元器件与计算机组成工业局域网，实哈尔滨理工大学学士学位论文现网络通信与网络控制。

使四轴联动简易机械手能方便地嵌入到工业生产流水线中。

哈尔滨理工大学学士学位论文附录外文文献原文，