（全套CAD）机械手及控制系统设计

格式：RAR 上传：2022-06-25 08:13:07

《（全套CAD）机械手及控制系统设计》修改意见稿

1、“.....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......”。

2、“.....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......”。

3、“.....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入到的。当外部的开关信号闭合，则输入继电器的线圈得电，在程序中其常开触电闭合，常闭触电断开......”。

4、“.....使用次数不受限制。每个输入继电器都对应有个映像寄存器，在每个扫描周期的开始，对个输入点进行采样，并把采样值通过输入继电器送到映像寄存器。在接下来的本周期各阶段不在改变输入映像寄存器中的值，直到下个扫描周期的输入采样阶段。实际输入点数不能超过所提供的具有外部接线端子的输入继电器的数量，具有地址而未用的输入映像区可能有剩余，它们可以做其他编程元件使用，但为了程序的清晰和规范，建议不报这些未用的输入继电器作为它用。.输出继电器位于存储器的输出过程映像寄存器区，都有个上的物理输出端子与之对应。当通过程序使得输出继电器线圈得电时，上的输出端开关闭合，可以作为控制外部负载的开关信号。同时在程序中其常开触电闭合，常闭触电断开。这些内部的触点可以在编程时任意使用，使用次数不受限制。在每个扫描周期的输入采样程序执行等阶段，并不把输出结果信号直接送到输出继电器......”。

5、“.....对输出点进行刷新。实际输出点数不能超过所提供的具有外部接线端子的输入继电器的数量，未用的输出映像寄存器可做它用但为了程序的清晰和规范，建议不使用这些未用的输出继电器。.通用辅助继电器或中间继电器位存储器的位存储器区，其作用和继电器接触器控制系统中的中间继电器相同，它在中没有外部的输入端子或输出端子与之对应，因此它不能受外部信能力赶上了工业控制计算机通信能力的提高发展了多种局部总线和网络，因而也可构成为个集散系统。特别是个人计算机也被吸收到系统中。在过程控制的发展将是智能变送器和现场总线，暨向下拓展功能，开放总线。在微电子技术发展的背景下，从硬件的角度来看，工业计算机集散系统之间的差别正在缩小，都将由类似的些微电子元件微处理器大容量半导体存储器和模件组成。编程方面也有很多相同点。由于和计算机属于两类产品，经过几十年的发展都形成了自身的装置特点和软件工具，实际上它们的区别仍然存在。用编程器或计算机编程......”。

6、“.....集散系统自身或用计算机结构形成组态构成开发系统环境。特别需要提出的是，与总线工控机的区别，无论从维修安装和模件功能都很相似。更适用于黑模式下运行，但在线运行时若要进行较大的程序修改，其能力略逊于工控机，但是从开关量控制而言，的性能优于工控机。总的来说，在选择控制器时，首先要从工程要求现场环境和经济性等方面考虑。没有哪种控制器是绝对完善的，也没有哪种产品绝对差，只能说根据不同的环境选择更适用的产品。实现的自动控制系统，其控制功能基本都是通过设计软件来实现的，这种软件是利用厂商提供的指令系统，根据机械设备的工艺流程来设计。自问世以来，经过多年的发展，在美国欧洲日本等工业发达国家已成为重要产业，当前，在国际市场上已成为最受欢迎的工业控制畅销产品，用设计自动控制系统已成为世界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......”。

7、“.....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。.机械手驱动系统选型该机械手共具有三个独立的转动关节，连同末端机械手的运动，共需要三个动力源。机械手常用的驱动方式有液压驱动气压驱动和电机驱动三种类型。这三种方法各有所长，各种驱动方式的特点见表表三种驱动方式的特点对照内容驱动方式液压驱动气动驱动电机驱动输出功率很大，压力范围为大，压力范围为，最大可达较大控制性能利用液体的不可压缩性，控制精度较高，输出功率大，可无级调速，反应灵敏，可实现连续轨迹控制气体压缩性大，精度低，阻尼效果差，低速不易控制，难以实现高速高精度的连续轨迹控制控制精度高，功率较大，能精确定位，反应灵敏，可实现高速高精度的连续轨迹控制，伺服特性好，控制系统复杂响应速度很高较高很高结构性能及体积结构适当......”。

8、“.....易实现直接驱动。功率质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较大结构适当，执行机构可标准化模拟化，易实现直接驱动。功率质量比大，体积小，结构紧凑，密封问题较小伺服电动机易于标准化，结构性能好，噪声低，电动机般需配置减速装置，除电动机外，难以直接驱动，结构紧凑，无密封问题安全性防爆性能较好，用液压油作传动介质，在定条件下有火灾危险防爆性能好，高于个大气压时应注意设备的抗压性设备自身无爆炸和火灾危险，直流有刷电动机换向时有火花，对环境的防爆性能较差对环境的影响液压系统易漏油，对环境有污染排气时有噪声无在工业机械手中应用范围适用于重载低速驱动，电液伺服系统适用于喷涂机械手点焊机械手和托运机械手适用于中小负载驱动精度要求较低的有限点位程序控制机械手，如冲压机械手本体的气动平衡及装配机械手气动夹具适用于中小负载要求具有较高的位置控制精度和轨迹控制精度速度较高的机械手......”。

9、“.....但油液对环境温度有定要求方便较复杂机械手驱动系统各有其优缺点，通常对机械手的驱动系统的要求有．驱动系统的质量尽可能要轻，单位质量的输出功率要高，效设备。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......”。