，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，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不足，为我以后的研究生课题设计奠定了良好的基础。附录名称张数图幅机械手执行机构简图机械手气压驱动原理图外部接线图总程序框图机械手操作面板图初始化及报警程序手动程序自动程序状态转移图自动程序梯形图本科毕业论文设计论文设计题目基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计学院机械工程学院专业机械设计制造及其自动化班级机自学号学生姓名邹俊辉指导教师赵丽梅年月日贵州大学本科毕业生论文设计诚信责任书本人郑重声明本人所呈交的毕业论文设计，是在导师的指导下独立进行研究所完成。毕业论文设计中凡引用他人已经发表或未发表的成果数据观点等，均已明确注明出处。特此声明。论文设计作者签名日期目录目录摘要第章前言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附录基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计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，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。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，毕业设计是我们四年所学的个体现，经历半年的努力，此次毕业设计即将结束。在设计的过程中，慢慢的学习，逐渐的巩固大学所学的知识，期间有艰苦，有辛酸，也有欣喜，有快乐。本设计的顺利完成，首先要感谢我的指导老师赵丽梅老师。在论文的写作过程中，导师给了我许许多多的帮助。赵老师学识渊博治学严谨，待人平和，使我不仅学到了扎实的专业知识，也学到了很多待人处事道理。其次，要感谢我的设计评阅老师李建雄老师，在评阅中，李建雄老师指出了我设计中的许多不足，使我的设计更加完善合理。在此，要感谢答辩组的各位老师，在答辩的过程中，各位老师对我的设计提出了很多意见和建议，使我意识到自己的诸多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