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。机械手的控制系统，包括控制系统的电路和控制程序，并解决工件和控制系统的协调问题。元件的匹配规则和知识的获取及其表达形式。传感器的类型选择。第二章执行系统的分析与选择机器手的执行结构是机械手赖以实现各种运动的实体。执行机构的布局类型直接影响到机械手的工作性能。.执行机构坐标形式的选择机械手的基本型式较多，按手臂的坐标型式而言，主要有四种基本型式直角坐标式圆柱坐标式球坐标式和关节式。下面就各型式机械手作简单的分析对比直角坐标式机械手直角坐标式机械手是适合于工作位置成行排列或与传送带配合使用的种机械手。它的手臂可作伸缩左右和上下移动，按直角坐标形式三个方向的直线进行运动。其工作范围可以是个直线运动两个直线运动或三个直线运动。如在三个直线运动方向上个具有三个回转运动，即构成六个自由度。直角坐标式机械手的优点产量大，节拍短，能满足高速的要求容易与生产线上的传送带和加工装配机械相配合适于装箱类多工序复杂的工作，定位容易变更定位精度高，载重发生变化是不回影响精度易于实行数控，可与开环或闭环数控机械配合使用。缺点机械手的作业范围较小。圆柱坐标式机械手圆柱坐标式机械手是应用最多的种型式，它适用于搬运和测量工件。具有直观性好，结构简单，本体占用的空间较小，而动作范围较大等优点。圆柱坐标式机械手的工作范围可分为个旋转运动，个直线运动，加个不在直线运动所在的平面内的旋转运动二个直线运动加个旋转运动。圆柱坐标式机械手有五个基本动作手臂水平回转手臂伸缩手臂上下手臂回转动作手爪夹紧动作。圆柱式机械手的特点是在垂直导柱上装有滑动套筒，手臂装在滑动套筒上，手臂可做上下直线运动和水平面内做圆弧状的左右摆动。球坐标式机械手球坐标式基于物料,分拣,机械手,自动化,控制系统,设计,毕业设计,全套,图纸摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物分拣物品代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造冶金电子轻工和原子能等部门。本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构执行结构驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择的控制单元来完成系统功能的初始化机械手的移动故障报警等功能。最后提出了种简单易于实现理论意义明确的控制策略。通过以上部分的工作，得出了经济型实用型高可靠型物料分拣机械手的设计方案，对其他经济型控制系统的设计也有定的借鉴价值。关键词机械手，气动控制，可编程控制器，自动化控制，物料分拣。.研究的目的及意义.机械手在国内外现状和发展趋势.主要研究的内容.解决的关键问题第二章执行系统的分析与选择.执行机构坐标形式的选择.执行机构的组成.执行机构各部分的分析与选择手部的选择手臂结构的选择机座结构的选择.执行机构的工作原理.执行机构简图第三章驱动系统的分析与选择.驱动系统的分析与选择.机械手驱动系统的控制设计.气动元件选取及工作原理气源装置执行元件控制元件辅助元件真空发生器吸盘.气动回路的工作原理第四章控制系统的分析设计.控制系统的组成结构.控制系统的性能要求.传感器的选择位置检测装置滑觉传感器视觉传感器.控制系统的选型及控制原理控制系统设计的基本原则种类及型号选择点数分配外部接线图机械手控制原理.程序设计总体程序框图初始化及报警程序手动控制程序自动控制程序第五章总结与展望参考文献致谢第章前言.研究的目的及意义机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，可以大量代替单调往复或高精度需求的工作，在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物分拣物品代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在高温腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全，可以广泛应用于机械制造冶金电子轻工业和原子能等部门。随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。它可以搬运货物分拣物品用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的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，动作灵活多样换向阀是利用阀芯和阀体间相对位置的不同来变换不同管路间的通断关系，实现接通切断，或改变流体方向的阀。它的用途很广，种类也很多。换向阀的性能的主要要求是油液流经换向阀时的压力损失小互不相通的油口间的泄漏小换向可靠迅速且平稳无冲击。按换向阀的操纵方式有手动式机动式电磁式液动式电液动式气动式。按工作位置数和控制的通道数有二位二通阀二位三通阀二位四通阀二位五通阀三位四通阀三位五通阀等。本设计选用三位四通电磁换向阀理由如下电磁换向阀是利用电磁铁吸力推动阀芯来改变阀的工作位置。由于它操作轻便，易于实现自动化，因此应用广泛。当三位四通电磁换向阀两端电磁铁都断电时，阀芯处于中位，各口互不相通。使用三位四通电磁换向阀能够快速实现气缸的正反向运动。辅助元件辅助元件是保证压缩空气的净化元件的润滑元件间的连接及消声等所必须的。可分为气源净化装置和其他辅助元件两大类。气源净化装置过滤器调压阀和油雾器等组合在起称为空气处理单元，又称为气动三联件。压缩的空气中含有各种杂质，这些杂质的存在会降低气动元件的耐用度和性能，造成误动作和事故，必须清除。空气处理单元就是用来清除压缩空气的杂质，提高空气质量的元件。消声器消声器是降低排气噪声的装置。压缩空气完成驱动工作后，由换向阀的排气口排入大气。此时的压缩空气是以接近音速的状态进入大气，由于压力的骤然变化，使空气急速膨胀从而发出噪音，其音量般为，为了改善劳动条件，应使用消声器。常用的消声器有三种类型吸收型膨胀型和吸收膨胀型。吸收型消声器是依靠吸声材料来消声的。膨胀型消声器的结构比较简单，相当于段比排气口径大的管件，当气流通过时，让气流在其内部扩散膨胀碰壁撞击反射相互干涉而消声。吸收膨胀型消声器是上述两种的结合。气流由斜孔引入，气流束相互撞击干涉进步减速，再通过设在消声器内表面的吸声材料消声，最后排向大气。本设计选用膨胀型消声器。真空发生器真空发生器的作用主要是使吸盘的橡胶皮碗形成真空而将工件吸附。真空发生器的工作原理是利用喷管高速喷射压缩空气，在喷管出口形成射流，产生卷吸流动。在卷吸流动作用下，使得喷管出口周围的空气不断地被抽吸走，使吸附腔内的压力降至大气压以下，形成定真空度。吸盘吸盘是直接吸吊物体的元件，般用橡胶做成。真空吸盘之所以能吸附在工件上的原因是由于环境压力大气压力大于吸盘与工件之间的压力。手臂设计的要求手臂承载能力大刚性好自重轻。手臂的运动速度要适当，惯性要小。手臂的动作要灵活。位置精度要高。通用性要强。手臂的结构手臂的伸缩和升降运动般采用直线油气缸驱动。手臂作直线运动的结构，基本上是由驱动机构和导向装置所组成。驱动机构般用油缸油马达加齿轮齿条来实现直线运动。往复直线油气缸可以分为以下几种。双作用单活塞杆油缸液压机械手中实现手臂的往复运动用得最多的是双作用单活塞杆油缸。活塞在油压下作双向运动。机构上可以是油缸体固定活塞杆运动也可以是活塞杆固定，而缸体运动。双作用双活塞杆油缸当需要很大的行程时，将油缸做的很长体积很大，则加工上有困难。如做成伸缩式双活塞杆油缸，既能满足行程要求，油缸的体积又小。其缺点是次行程有两种速度。丝杆螺母机构该机构传动的特点是易于自锁，但传动效率低。如采用滚珠丝杠，效率可以提高，但因其较长，制造比较困难。本机械手的手臂有往复的直线运动，不需要很大的行程，考虑到结构的简单性和设计的经济性，选用缸体固定活塞杆运动的双作用单活塞杆气缸。导向装置机械手手臂在进行伸缩运动时，为防止手臂沿伸缩方向向中轴线转动加大承载能力，以及提高运动精度，必须设有导向装置。手臂的导向装置系根据安装形式结构及负荷等条件来确定。常用的有单导向杆和双导向杆，本设计中，伸缩运动中选用双导向杆。机座结构的选择机座是机械手的基础部分，机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于机座上，是支撑起机械手全部重量的构件。对其结构的要求是刚性好占地面积小操作维修方便和造型美观。机座结构从形式上分为落地式和悬浮式，或分为固定式可移动式和行走式。无论哪种形式，机械手工作时机座定予以固定。可移动式的机座在停置时能够刹车定位，以保证机械手工作时的位置精度。根据本机械手的设计要求选用落地固定式机座。机座的结构与机械手的总体布置有关，对专用机械手而言，传动和控制部分通常是单独布置，故机座比较简单或不设机座。对通用机械手而言，传动部分布置在机架内部或后下方，控制部分则布置在机座的后上方或单独布置个控制箱。物料分拣机械手手臂需要个旋转模块，摆动气缸就要固定在机座上。如果水平缸垂直械手是种自由度较多，用途较广的机械手。它的工作范围包括个旋转运动二个旋转运动二个旋转运动加个直线运动。球坐标式机械手可实现八个动作手臂上下动作，即俯仰动作手臂左右动作，即回转动作手臂前后动作，即伸缩动作手腕上下弯曲手腕左右摆动手腕旋转运动手爪夹紧动作机械手的整体移动。球坐标式机械手的特点是将手臂装在枢轴上，枢轴又装在叉形架上，能在垂直面内作圆弧状上下俯仰动作，它的臂可作伸缩，横向水平摆动，还可以上下摆动，工作范围和人的手类似。它的特点能能自动选择最合理的动作路线。所以工作效率高。另外由于上下摆动，它的相对体积小，动作范围大。关节式机械手关节式机械手是种适用于靠近机体操作传动型式。它像人手样有肘关节，可以实现多个自由度，动作比较灵活，适于在狭窄的空间工作。关节式机械手，早在四十年代就在原子能工业中得到应用，随后在开发海洋中应用，有定的发展前途。关节式机械手有大臂和小臂的摆动，以及肘关节和肩关节的运动。它还具有上肢结构，可实现近似于人手操作的机能。为具有近似人手的操作机能，需要研制最合适的结构。机械手型式的选择首先是从满足它的运动要求方面进行考虑，然后从机械手的复杂程度以及经济情况等方面来考虑。本设计中的机械手主要动作为机械手手臂的左右移动，升降移动和机械手的整体旋转。直角坐标式机械手虽然具备手臂的伸缩上下左右直线运动等动作，但是不具备机械手整体旋转动作，所以不考虑用直角坐标式机械手。球坐标式机械手和关节式机械手对动作要求方面足够满足要求，但是它们的结构都比较复杂，有很多动作是不必要的，显得浪费和增加了制造的成本和难度。圆柱坐标式机械手能