機(jī)械手臂精選(九篇)

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第1篇：機(jī)械手臂范文

摘要:

SCARA機(jī)器人常用于精密裝配和加工，其機(jī)械本體、驅(qū)動(dòng)控制、減速器、電機(jī)等都會(huì)影響SCARA機(jī)器人的精度和運(yùn)動(dòng)速度。主要針對(duì)一臺(tái)SCARA機(jī)器人對(duì)其進(jìn)行實(shí)驗(yàn)臺(tái)搭建，測(cè)試其重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)速度，為SCARA機(jī)器人性能指標(biāo)的評(píng)定提供一種參考性方法。

關(guān)鍵詞:

伺服電動(dòng)機(jī);機(jī)械臂;SCARA;機(jī)器人

收稿日期:2015－06－260引言SCARA工業(yè)機(jī)器人適合于平面定位，完成垂直方向安裝等任務(wù)。SCARA多關(guān)節(jié)機(jī)器人的特點(diǎn)有速度快、運(yùn)動(dòng)靈活、結(jié)構(gòu)小巧緊湊、定位精度高等。SCARA多關(guān)節(jié)機(jī)器人極大地提高了對(duì)多層次多環(huán)節(jié)裝配工作的適應(yīng)性，使生產(chǎn)效率獲得提高，而降低了其本身成本。SCARA工業(yè)機(jī)器人誕生至今已有四十多年［1－2］。依據(jù)富士經(jīng)濟(jì)調(diào)查公司于2011發(fā)表的研究報(bào)告，日本Epson公司和Yamaha公司在SCARA機(jī)器人市場份額上居前兩名。由于國內(nèi)工業(yè)機(jī)器人起步晚，SCARA機(jī)器人的發(fā)展受到極大地影響。我國第一臺(tái)高性能精密裝配機(jī)器人是上海交通大學(xué)于1995年研制的一臺(tái)SCARA四軸裝配機(jī)器人［2－3］。其技術(shù)特點(diǎn):機(jī)器人運(yùn)動(dòng)采用直接驅(qū)動(dòng)技術(shù)，進(jìn)而減少了減速器等帶來的傳動(dòng)誤差，保證了有較高的定位精度和較快的運(yùn)動(dòng)速度。該工業(yè)機(jī)器人裝有高精度高分辨率的力覺和視覺傳感器，其控制板采用了多任務(wù)操作系統(tǒng)，并具有離線編程的功能。

上海大學(xué)也在同期研制了“上海1號(hào)”、“上海2號(hào)”等工業(yè)機(jī)器人。在國產(chǎn)SCARA機(jī)器人研發(fā)企業(yè)中，沈陽新松機(jī)器人自動(dòng)化股份有限公司產(chǎn)品重復(fù)定位精度達(dá)±0．04mm，哈爾濱博實(shí)產(chǎn)品的重復(fù)定位精度為±0．08mm。國產(chǎn)SCARA機(jī)器人在國內(nèi)工業(yè)生產(chǎn)線上也被廣泛應(yīng)用，可與日本等國外SCARA工業(yè)機(jī)器人相比，但無論是在機(jī)器人電路設(shè)計(jì)，還是在結(jié)構(gòu)的流線型設(shè)計(jì)及定位精度等方面都存在極大差距［6－7］。影響工業(yè)機(jī)器人定位精度因素很多，但機(jī)器人關(guān)節(jié)用的電機(jī)及其組件，對(duì)機(jī)器人的定位精度有較大影響。因此，本文將開展對(duì)SCARA機(jī)器人重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)速度測(cè)試方法的研究，可以為進(jìn)一步改進(jìn)電機(jī)的設(shè)計(jì)提供參考，同時(shí)也提供了一種SCARA機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)的重復(fù)定位精度和速度測(cè)量實(shí)驗(yàn)方法。

1實(shí)驗(yàn)方法

SCARA機(jī)器人由機(jī)體和控制系統(tǒng)組成，如圖1所示。機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)是通過控制伺服電機(jī)而實(shí)現(xiàn)的。通過對(duì)設(shè)定機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的不同路徑及位移，調(diào)節(jié)機(jī)械臂不同軸向位置進(jìn)而多次對(duì)千分表進(jìn)行撞擊并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，借用概率統(tǒng)計(jì)分布相關(guān)方法可以得出所撞擊次數(shù)中相應(yīng)的撞擊位置偏差，進(jìn)而可得到相應(yīng)的精度，具體實(shí)驗(yàn)圖如圖2所示。為了測(cè)定相應(yīng)的機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)速度，可以調(diào)節(jié)機(jī)械手臂不同速度下撞擊一個(gè)回路電路開關(guān)，然后利用示波器記錄脈沖個(gè)數(shù)，進(jìn)而可以求得機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)的平均值，具體實(shí)驗(yàn)圖如圖3所示。因?yàn)闄C(jī)械臂是勻速運(yùn)動(dòng)的，所以所求得的平均速度即為機(jī)械臂在當(dāng)前時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)速度。實(shí)驗(yàn)中所用測(cè)定位精度的千分表為表盤千分表，其測(cè)量精度為0．001mm，表盤千分表完全滿足機(jī)械臂定位精度測(cè)量的要求。實(shí)驗(yàn)前先將千分表調(diào)零位，保證機(jī)械臂在規(guī)定運(yùn)動(dòng)位移兩端點(diǎn)時(shí)輕輕碰撞側(cè)頭。記錄數(shù)據(jù)時(shí)，只需讀指針相對(duì)零位轉(zhuǎn)過的格數(shù)，最終在處理數(shù)據(jù)時(shí)將所讀格數(shù)乘以0．001mm，即可得到機(jī)械臂在指定點(diǎn)的定位精度。通過多次重復(fù)測(cè)量，即可得到重復(fù)定位精度。

2重復(fù)定位精度測(cè)試

將SCARA機(jī)器人底座固定于鋼架基座上并進(jìn)行原點(diǎn)回零位設(shè)置，設(shè)置不同的機(jī)械手臂工作路徑和工作位移，如圖4所示。記錄機(jī)械手臂X軸和Y軸分別在手臂行程為－200mm，－100mm，100mm和200mm時(shí)，分別撞擊千分表50次，記錄撞擊千分表顯示的數(shù)據(jù)，如表1所示。將撞擊千分表的數(shù)據(jù)以標(biāo)定的原點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，用軟件畫出在相應(yīng)坐標(biāo)下的記錄點(diǎn)，然后以0.03mm為半徑做圓，可以得到落在0．03mm為半徑的圓內(nèi)點(diǎn)的數(shù)目，用數(shù)理統(tǒng)計(jì)的方法進(jìn)而求得相應(yīng)的定位精度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖5～圖7所示。根據(jù)圖5，X軸不同行程下不同速度的重復(fù)定位精度測(cè)量比較結(jié)果可以看出，X軸的行程為100mm時(shí)，除了初始測(cè)量時(shí)個(gè)別實(shí)驗(yàn)值落在0．01mm之外，其它所得實(shí)驗(yàn)定位精度偏差均在0～0．01mm之間。X軸的行程為－100mm時(shí)，所得實(shí)驗(yàn)定位精度偏差均在0～0．016mm之間。通過上述分析可以得知，行程距離為10mm時(shí)，X軸的重復(fù)定位偏差的最大幅值為0．016mm，則可得其重復(fù)定位精度為±0．008mm。根據(jù)圖6，Y軸不同行程下不同速度的重復(fù)定位精度測(cè)量比較結(jié)果可以看出，Y軸的行程為200mm時(shí)，所得實(shí)驗(yàn)定位精度偏差均在0～0．013mm之間。Y軸的行程為－200mm時(shí)，所得實(shí)驗(yàn)定位精度偏差均同樣均落在0～0．02mm之間。通過上述分析可以得知，行程距離為200mm時(shí)，X軸的重復(fù)定位偏差的最大幅值為0．02mm，則可得其重復(fù)定位精度為±0．01mm。根據(jù)圖7可以分析Z軸不同行程下不同速度的重復(fù)定位精度，Z軸的行程為50mm時(shí)，所得實(shí)驗(yàn)定位精度偏差均在－0．005～0．003mm之間。Z軸的行程為75mm時(shí)，所得實(shí)驗(yàn)定位精度偏差均落在0．0005～0．014mm之間。通過上述分析可以得知，行程距離為50mm時(shí)，Z軸的重復(fù)定位偏差的最大幅值為0．0035mm，則可得其重復(fù)定位精度為±0．00175mm;行程距離為75mm時(shí)，Z軸的重復(fù)定位偏差的最大幅值為0．0145mm。則可得其重復(fù)定位精度為±0．0072mm。通過以上分析可以得知，Z軸的重復(fù)定位精度為±0．01mm。

3機(jī)械臂速度測(cè)試

為了測(cè)定X軸和Y軸的運(yùn)動(dòng)速度，本文選取了X軸和Y軸在不同位置角度處對(duì)應(yīng)的弧長作為機(jī)械臂的行程，通過反復(fù)多次測(cè)量，可得到相應(yīng)角度(弧長)對(duì)應(yīng)的速度。在此為了測(cè)得機(jī)械臂在最大速度運(yùn)行下的狀態(tài)，在程序運(yùn)行中設(shè)定了最大速度的不同速率，可獲得相應(yīng)的運(yùn)行速度。實(shí)驗(yàn)圖如圖8所示。將示波器所記錄各向撞擊開關(guān)的電頻數(shù)目與機(jī)械臂所重復(fù)運(yùn)動(dòng)次數(shù)的距離推導(dǎo)出來，然后將單個(gè)行程范圍下的平均速度計(jì)算出，最終計(jì)算出5個(gè)不同行程下的平均速度，即為機(jī)械臂各軸當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)速度。具體測(cè)試方法如圖3所示，測(cè)試結(jié)果如表2、表3所示。從表2、表3可以看出，根據(jù)機(jī)械臂不同轉(zhuǎn)角，可以測(cè)得相應(yīng)速度下對(duì)應(yīng)的速度，而此種速度可以作為一種衡量SCARA機(jī)器人運(yùn)動(dòng)速度特性的參考。

4結(jié)語

第2篇：機(jī)械手臂范文

關(guān)鍵詞：PLC；技術(shù)改造；監(jiān)控系統(tǒng)；組態(tài)軟件

1 預(yù)期達(dá)到功能

（1）首先機(jī)械手臂在待料區(qū)自動(dòng)抓取工件后上移及橫移至指定位置待命。

（2）當(dāng)數(shù)控車床內(nèi)部零件被加工完成后，安全門被自動(dòng)開啟，并觸及啟動(dòng)手臂開關(guān)。

（3）機(jī)械手臂下降至主軸夾頭前端夾緊零件后并自動(dòng)旋轉(zhuǎn)180度，將另一待加工零件放入主軸夾頭內(nèi)，接著機(jī)械手臂上升到指定安全高度，數(shù)控車床的安全門自動(dòng)關(guān)閉，并自動(dòng)執(zhí)行車削加工指令。

（4）在機(jī)床加工的同時(shí)機(jī)械手臂反向橫移及下降到待料區(qū)，放下被加工好的零件并抓取另一個(gè)待加工零件后快速上移且橫移至安全門上方指定位置。如此循環(huán)，直至下達(dá)中斷指令或零件加工完畢。

2 設(shè)備總體方案說明

如圖1所示，整個(gè)系統(tǒng)由數(shù)控車床、上料機(jī)器人（兩軸）、上料區(qū)、下料暫存箱、電控系統(tǒng)等組成。其中，數(shù)控車床為現(xiàn)有的加工設(shè)備，系統(tǒng)方案不涉及本部分，且數(shù)控車床的自動(dòng)開關(guān)門機(jī)構(gòu)為數(shù)控車床原有功能，本系統(tǒng)只對(duì)其進(jìn)行相關(guān)的信號(hào)控制，本系統(tǒng)不對(duì)數(shù)控車床進(jìn)行機(jī)構(gòu)的改造。機(jī)器人主要由X軸、Z軸以及抓取機(jī)構(gòu)組成，其中根據(jù)現(xiàn)有的數(shù)據(jù)資料，選定X軸的行程為1800mm，采用同步帶與直線導(dǎo)軌（CPC品牌）的配合，伺服電機(jī)采用400W伺服電機(jī)（臺(tái)達(dá)），Z軸的行程為1200mm采用滾珠絲杠與直線導(dǎo)軌（CPC品牌）的配合，伺服電機(jī)采用200W帶抱閘伺服電機(jī)（臺(tái)達(dá)），抓取機(jī)構(gòu)采用JRT（韓國）氣爪與亞德客的擺缸配合完成產(chǎn)品的取放工作。

3 電控系統(tǒng)及安全要求

系統(tǒng)所有組件設(shè)備采用整線控制模式控制，即一處出問題，整線處于受控狀態(tài)。

（1）設(shè)備操作體設(shè)有可靠的漏電保護(hù)裝置（一旦漏電將自動(dòng)切斷電源），電氣控制柜設(shè)在最容易操作的中間位置。

（2）控制面板上設(shè)置狀態(tài)指示燈，對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、異常報(bào)警進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)的指示，并設(shè)有報(bào)警解除按鈕。

4 PLC選型

4.1 確定系統(tǒng)所需的輸入點(diǎn)

根據(jù)控制要求，程序需要如下21個(gè)輸入點(diǎn)。（如表1）

4.2 確定系統(tǒng)所需的輸出點(diǎn)

根據(jù)控制要求，程序需要如下23個(gè)輸出點(diǎn)。（如表2）

4.3 選擇PLC

根據(jù)以上分析可以得知輸入輸出點(diǎn)需要大于44，由于整體式PLC具有體積小和價(jià)格便宜等優(yōu)點(diǎn)，適合工藝過程比較穩(wěn)定、控制要求比較簡單的系統(tǒng)，經(jīng)綜合分析后，選擇了可以滿足所需條件的FX3U-48MT型號(hào)的PLC。

5 PLC接線圖

6 結(jié)束語

經(jīng)過改造后，該設(shè)備經(jīng)過半年多的運(yùn)行，不僅操作比原來便捷簡單，而且處于良好的運(yùn)行狀態(tài)，定位準(zhǔn)確，工作可靠，在量產(chǎn)時(shí)能實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)生產(chǎn)，減少人力成本。設(shè)備電控系統(tǒng)的可靠性得到了提升，平均無故障工作的時(shí)間大大提高，設(shè)備的維護(hù)也變得方便、簡單，費(fèi)用低。設(shè)備的各項(xiàng)性能完全滿足生產(chǎn)要求。通過使用證明此項(xiàng)改造是一項(xiàng)投資少，見效快的改造方案，為企業(yè)節(jié)約了大量成本。

參考文獻(xiàn)

[1]史宜巧，孫業(yè)明，景紹學(xué).PLC技術(shù)及應(yīng)用（項(xiàng)目教程）[M].機(jī)械工業(yè)出版社.

[2]王福成.電氣控制與PLC應(yīng)用[M].冶金工業(yè)出版社.

[3]徐峰.PLC應(yīng)用技術(shù)[M].西安電子工業(yè)出版社.

第3篇：機(jī)械手臂范文

去除步驟如下：

1、打開手機(jī)中的設(shè)置，在設(shè)置中選擇，手寫設(shè)置選項(xiàng)；

2、選中選項(xiàng)中的筆跡效果選項(xiàng)，點(diǎn)擊普通效果即可；

3、軌跡粗細(xì)選項(xiàng)可以調(diào)整線條的粗細(xì)，可以根據(jù)個(gè)人情況進(jìn)行設(shè)置。

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第4篇：機(jī)械手臂范文

【關(guān)鍵詞】初中生；手機(jī)；弊端

初中生攜帶手機(jī)有其積極的意義和作用：

第一：學(xué)生攜帶手機(jī)能方便與家庭的聯(lián)系。有一些學(xué)生學(xué)習(xí)不自覺、行蹤和行為難以掌握，家長便主動(dòng)給孩子配了手機(jī)，定時(shí)或不定時(shí)地關(guān)注監(jiān)控孩子的行蹤。這方便了家長對(duì)孩子的管理和教育，有效防止不必要事件的發(fā)生。特別是住校學(xué)生，使用手機(jī)大大便利了家長的接送。在當(dāng)今復(fù)雜的社會(huì)背景下，發(fā)生意外事情也可以隨時(shí)通過手機(jī)聯(lián)系、呼救家長、老師或相關(guān)人士。

第二：利用手機(jī)，學(xué)生能夠直接向老師或者向?qū)W校領(lǐng)導(dǎo)反映情況。

第三，便于促進(jìn)同學(xué)之間的感情交流和擴(kuò)大交際圈?，F(xiàn)今的初中生學(xué)習(xí)任務(wù)和壓力日益沉重，不少學(xué)生深陷于課業(yè)負(fù)擔(dān)之中。在緊張的學(xué)習(xí)之余，與同齡人通過手機(jī)進(jìn)行跨空間的交流對(duì)話，有助于壓力的釋放，排解一些不愿與家長、老師溝通的苦惱。同時(shí)通過手機(jī)與老師、同學(xué)進(jìn)行討論交流，也能在狹窄的地理空間獲得較廣闊的交際空間。

第四，學(xué)生使用手機(jī)能加速信息吸納、增加對(duì)社會(huì)信息的掌握。智能手機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)通訊的組成部分，無疑能讓學(xué)生更廣泛地接觸社會(huì)、增加對(duì)社會(huì)信息的掌握。

第五，使用手機(jī)可以體現(xiàn)獨(dú)特個(gè)性，增添生活情趣。手機(jī)作為通信領(lǐng)域里的弄潮兒，它較高的科技含量、較短的更新周期、新穎的設(shè)計(jì)，成為學(xué)生追逐時(shí)尚、體現(xiàn)生活品味的追求。手機(jī)特別是智能化的高端產(chǎn)品為新一代的學(xué)生炫出自我風(fēng)采、展現(xiàn)自我生活個(gè)性的心理需求提供了條件，因而增添了生活情趣。

第六：大部分手機(jī)擁有可以隨時(shí)使用的功能。如拍照、鬧鐘等，以便在某些特殊時(shí)刻使用。

第七：手機(jī)的體積很小，方便攜帶。

第5篇：機(jī)械手臂范文

1、后臺(tái)進(jìn)程限制：首先我們手機(jī)的進(jìn)程限制一般默認(rèn)都是為標(biāo)準(zhǔn)限制的，所以我們可以進(jìn)入到手機(jī)的【設(shè)置】-【開發(fā)者選項(xiàng)】，找到【后臺(tái)進(jìn)程限制】，然后選擇【不超過x個(gè)進(jìn)程】，數(shù)值最好偏低一些，這樣給手機(jī)足夠的運(yùn)行空間。

2、GPU渲染：第二個(gè)小技巧我們可以通過減輕GPU的負(fù)擔(dān)，從而使手機(jī)使用起來更加順暢一些?？梢渣c(diǎn)擊手機(jī)的【設(shè)置】-【開發(fā)者選項(xiàng)】，然后開啟【強(qiáng)制進(jìn)行GPU渲染】，這樣會(huì)強(qiáng)制使用GPU進(jìn)行2D繪圖，這個(gè)功能對(duì)手機(jī)耗電有一丟丟影響，是否開啟還是根據(jù)個(gè)人實(shí)際情況而定。

3、更改動(dòng)畫縮放速度：同時(shí)我們還可以通過減少過渡動(dòng)畫的時(shí)間，來讓手機(jī)的運(yùn)行速度變快一些。進(jìn)入手機(jī)的【設(shè)置】-【開發(fā)者選項(xiàng)】，然后點(diǎn)擊【窗口動(dòng)畫縮放】【過渡動(dòng)畫縮放】【動(dòng)畫程序時(shí)長縮放】，把它們的縮放速度調(diào)整為0.5x，這樣手機(jī)可以運(yùn)行可以流暢些。

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第6篇：機(jī)械手臂范文

關(guān)鍵詞：蘿卜采收；機(jī)械手；機(jī)械設(shè)計(jì)；控制設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：S225.92 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2015）09-2248-04

目前，中國農(nóng)業(yè)機(jī)械化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的貢獻(xiàn)率僅為17%，與發(fā)達(dá)國家存在很大的差距[1]。加速農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，實(shí)施精確農(nóng)業(yè)，廣泛應(yīng)用農(nóng)業(yè)機(jī)器人，以提高資源利用率和農(nóng)業(yè)產(chǎn)出率，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高經(jīng)濟(jì)效率已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)[2，3]。果蔬的采收方法有手工采收、機(jī)械輔助采收和機(jī)械化采收3種[4，5]，世界蘿卜的總產(chǎn)量為4 900萬t/年，其中中國680萬t/年，國內(nèi)的采摘作業(yè)基本上都是手工進(jìn)行的，收獲作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大。隨著農(nóng)業(yè)設(shè)施的發(fā)展和作業(yè)機(jī)械化的要求，對(duì)蘿卜種植模式要求也越來越高，種植、管理和收獲的勞動(dòng)量也越來越大，亟需研究開發(fā)果蔬收獲機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)果蔬的機(jī)械化、自動(dòng)化與智能化收獲[6，7]，為此，通過對(duì)蘿卜種植與采收情況的調(diào)研，設(shè)計(jì)了一款蘿卜采收機(jī)械手，以期為蘿卜的自動(dòng)化采收打下一定的基礎(chǔ)。

1 蘿卜采收機(jī)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)蘿卜采收過程的特殊性，為了提升蘿卜采收的工作效率，所設(shè)計(jì)的是一種農(nóng)業(yè)機(jī)械中的收獲機(jī)械手，由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)組成，其組成示意圖如圖1。

2 蘿卜采收機(jī)械手關(guān)鍵部位機(jī)械設(shè)計(jì)

蘿卜采收機(jī)械手的關(guān)鍵部位主要包括：1）手爪部位。手爪部位的主要工作是對(duì)蘿卜進(jìn)行抓取，為了減少手部由于慣性帶來的不平穩(wěn)性，此部位采用回轉(zhuǎn)的形式，而手爪只用兩根手指代替；2）手腕部位。手腕是連接手爪部位和手臂部位的關(guān)鍵地方，其主要工作是調(diào)整蘿卜的方位，使蘿卜被抓的時(shí)候可以進(jìn)行擺動(dòng)和回轉(zhuǎn)，輔助蘿卜采收過程的連貫性；3）手臂部位。手臂部位的主要作用就是支承，在采收過程中帶動(dòng)其他部件運(yùn)轉(zhuǎn)，并按照采收要求將蘿卜搬運(yùn)到指定的位置，設(shè)計(jì)時(shí)只需要實(shí)現(xiàn)手臂部位的升降與擺動(dòng)即可。此次設(shè)計(jì)機(jī)械手應(yīng)實(shí)現(xiàn)的功能：蘿卜的挖掘、被挖掘的蘿卜轉(zhuǎn)移到指定位置，圖2為機(jī)械手的機(jī)構(gòu)形式簡圖。

2.1 機(jī)械手基本技術(shù)參數(shù)的選定

由于蘿卜生長的自然環(huán)境決定了蘿卜采摘過程中所需要的拔取力，故需要對(duì)不同地方生長的蘿卜進(jìn)行采收力的測(cè)定。把細(xì)繩系在蘿卜的莖葉或者根莖部位，細(xì)繩的末端連接計(jì)力器材，多次讀取并記錄最大拉力。圖3為湖北省長陽和沙洋兩個(gè)地區(qū)分組測(cè)試蘿卜拔取力的試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)取5組數(shù)據(jù)平均值F=80 N，蘿卜重量約為0.5kg，故重力G=5 N，摩擦系數(shù)f=0.2，夾緊力N=0.5 G/f，得N=12.5 N。

機(jī)械手手臂上下行程為500 mm，手腕旋轉(zhuǎn)角度90°，手臂旋轉(zhuǎn)角度90°，按照循環(huán)步驟安排確定每個(gè)動(dòng)作的時(shí)間，從而確定各動(dòng)作的運(yùn)動(dòng)速度。各動(dòng)作的時(shí)間分配要考慮多方面的因素，包括總的循環(huán)時(shí)間的長短，各動(dòng)作之間順序是依序進(jìn)行還是同時(shí)進(jìn)行等[8]，此次設(shè)計(jì)各動(dòng)作依序進(jìn)行，為保證蘿卜的質(zhì)量必須限制采摘速度及加速度，采摘速度初步定在小于1 m/s，此速度由各關(guān)節(jié)液壓缸流量控制保證。

2.2 機(jī)械手末端執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

手部是用來直接握持蘿卜的部件，由于被握持蘿卜的形狀、尺寸大小、重量、表面狀況等的不同，根據(jù)實(shí)際要求，設(shè)計(jì)采用夾鉗式的手部結(jié)構(gòu)。夾鉗式手部結(jié)構(gòu)由手指、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)和驅(qū)動(dòng)裝置三部分組成，它對(duì)抓取各種形狀的物體具有較大的適應(yīng)性，常見的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)往往通過滑槽、斜楔、齒輪齒條、連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)夾緊或放松[9]。由于抓取尺寸約為90 mm×240 mm的圓柱體，故采用夾鉗式平面指形結(jié)構(gòu)較為合適。

設(shè)計(jì)中機(jī)械手手爪在夾持蘿卜時(shí)，其夾握力分析簡圖如圖4。為了增大夾握力，采取以下兩種方法：①設(shè)計(jì)鏟刀角度170°，以增加手指和蘿卜的接觸面積；②增大手指和蘿卜間的摩擦系數(shù)，為此采用較寬手指與蘿卜接觸，故此處f取0.2，將上述數(shù)值代入得：

N=■G=■×5=12.5N 公式（1）

式中，N為夾持蘿卜時(shí)所需要的握力；G為工件重量轉(zhuǎn)化的重力； f為摩擦系數(shù)。

考慮到在傳送過程中還會(huì)產(chǎn)生慣性力、振動(dòng)以及受到傳力機(jī)構(gòu)效率等的影響，故實(shí)際握力還應(yīng)按公式（2）計(jì)算[10]：

N實(shí)≥N?■ 公式（2）

式中，η為手部的機(jī)械效率，一般取0.85～0.95；k1為安全系數(shù)，一般取1.2～2.0；k2為工作情況系數(shù)，主要考慮慣性力的影響，按公式（3）估算[10，11]：

k2=1+a/g公式（3）

其中，a為抓取工件傳送過程中的最大加速度，g為重力加速度。

若取η=0.9，k1=1.5，k2按a=g/2計(jì)算，k2=1+a/g=1.5，則

N實(shí)≥N?■=12.5×■≈32 N 公式（4）

2.3 機(jī)械手腕部位的設(shè)計(jì)

機(jī)械手腕與機(jī)械手臂連接在一起，手臂運(yùn)動(dòng)結(jié)束后調(diào)整手腕的位置狀態(tài)，以此來提高蘿卜采收過程的拔取率。手腕部位的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該力求扎實(shí)緊湊，且轉(zhuǎn)動(dòng)慣性小。手腕也是末端執(zhí)行部位與機(jī)械手臂之間的橋梁，處于手臂部位的前端，手爪的末端，因此其承受載荷的性能直接關(guān)系到蘿卜的采收過程，在設(shè)計(jì)的過程中還要考慮其機(jī)械強(qiáng)度與剛度，并且要讓其布局合理。結(jié)合設(shè)計(jì)要求，設(shè)計(jì)出腕部位的結(jié)構(gòu)如圖5，其為典型腕部結(jié)構(gòu)中具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu)，直接用回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)腕部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。

2.4 機(jī)械手臂部位的設(shè)計(jì)

機(jī)械手的手臂部位是實(shí)現(xiàn)機(jī)械手末端手爪進(jìn)行大尺度位姿變換的關(guān)鍵部件，即把末端手爪部分移動(dòng)到空間的指定地點(diǎn)。手臂部位的驅(qū)動(dòng)形式主要有液壓傳動(dòng)式和機(jī)械傳動(dòng)式兩種，由于手臂部位的大尺度工作范圍，以及工作中也需承受腕部和手爪部位的動(dòng)力載荷，而且其姿態(tài)調(diào)整的靈活性影響到機(jī)械手的定位精度，因此手臂部位采用液壓回轉(zhuǎn)缸的形式實(shí)現(xiàn)手臂的大尺度旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，如圖6所示的手臂結(jié)構(gòu)，采用一個(gè)回轉(zhuǎn)液壓缸，實(shí)現(xiàn)小臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。從A-A剖視圖上可以看出，回轉(zhuǎn)葉片用鍵和轉(zhuǎn)軸連接在一起，定片和缸體用銷釘和螺釘連接，壓力油由左油孔進(jìn)入和右油孔壓出，以此來實(shí)現(xiàn)手臂部位的旋轉(zhuǎn)。

3 蘿卜采收機(jī)械手液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及PLC控制設(shè)計(jì)

3.1 液壓驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

從蘿卜采收的工藝過程可以得出，機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的時(shí)候液壓系統(tǒng)中液壓油的壓力和流量不需要太高，設(shè)計(jì)使用電磁換向閥的液壓回路可以較好地提高采收過程的自動(dòng)化程度。從降低供油壓力的角度來分析，機(jī)械手的液壓系統(tǒng)可以采用單泵供油，而手臂部位的旋轉(zhuǎn)和位姿的調(diào)整等相關(guān)機(jī)構(gòu)采用并聯(lián)供油。為了防止多缸的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)的過程中產(chǎn)生干涉和保證運(yùn)動(dòng)過程中實(shí)現(xiàn)非同步運(yùn)動(dòng)或者是同步運(yùn)動(dòng)，油路中的換向閥使用中位“O”型換向閥，夾緊缸換向選用二位三通電磁閥，其他缸全部選用“O”型三位四通電磁換向閥[12，13]。機(jī)械手臂位姿調(diào)整的過程中要求行程可變，在液壓缸的起動(dòng)和停止的過程中也需要緩沖，但由于回轉(zhuǎn)缸內(nèi)空間狹小，且回轉(zhuǎn)缸為小流量泵供油，故本系統(tǒng)沒有在回轉(zhuǎn)缸換向回路中采用緩沖回路，僅在大流量直動(dòng)液壓缸中采用緩沖回路。

在上述主要液壓回路定好后，再加上其他功用的輔助油路（如卸荷、測(cè)壓等油路）就可以進(jìn)行合并，完善為完整的液壓系統(tǒng)，并編制液壓系統(tǒng)動(dòng)作循環(huán)及電磁鐵動(dòng)作順序表，其中液壓原理圖如圖7。

3.2 PLC控制設(shè)計(jì)

為了讓機(jī)械手工作時(shí)可靠且有較強(qiáng)的穩(wěn)定性，控制部分的設(shè)計(jì)思路是讓該機(jī)械手的部件順序動(dòng)作，所以，在任一時(shí)間該機(jī)械手都只有一個(gè)部件被驅(qū)動(dòng)，而各個(gè)部件的運(yùn)動(dòng)方式和運(yùn)動(dòng)范圍都是受其結(jié)構(gòu)限制的[14，15]。PLC的狀態(tài)流程簡圖如圖8所示，機(jī)械手在自動(dòng)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)每一個(gè)周期需要完成以下動(dòng)作：蘿卜采摘開始時(shí)，機(jī)械手被設(shè)定在準(zhǔn)備狀態(tài)，第一步為手臂下降；下降完成后，手爪扎入地下指定深度，進(jìn)行第二步手爪夾緊；為完成挖蘿卜動(dòng)作，手腕帶動(dòng)手爪及蘿卜旋轉(zhuǎn)90°；完成上述動(dòng)作后，機(jī)械手臂向上提升完成拔去動(dòng)作；手臂擺動(dòng)90°，以實(shí)現(xiàn)對(duì)蘿卜的轉(zhuǎn)移；最后手臂回?cái)[，手腕回?cái)[，機(jī)械手回到初始狀態(tài)。

4 小結(jié)

通過對(duì)機(jī)器人技術(shù)及機(jī)械手結(jié)構(gòu)的分析，對(duì)蘿卜采收的過程進(jìn)行了研究，確定蘿卜采收機(jī)械手的整體方案結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)蘿卜采收機(jī)械手的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)。蘿卜采收機(jī)械手能配合蘿卜采收機(jī)依次完成蘿卜的拔取、翻轉(zhuǎn)、轉(zhuǎn)位等動(dòng)作，但該機(jī)械手在結(jié)構(gòu)及工作性能的穩(wěn)定性方面還需在田間進(jìn)行試驗(yàn)，控制方案有待根據(jù)不同地區(qū)的種植情況進(jìn)行優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)：

[1] 方建軍.移動(dòng)式采摘機(jī)器人研究現(xiàn)狀與進(jìn)展[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2004，20（2）：273-278.

[2] 何 蓓，劉 剛.果蔬采摘機(jī)器人研究綜述[A].中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集[C].北京：中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會(huì)，2007.

[3] 趙 勻，武傳宇，胡旭東，等.農(nóng)業(yè)機(jī)器人的研究進(jìn)展及存在的問題[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2003，19（1）：20-24.

[4] 高煥文.農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)學(xué)（上冊(cè)）[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2002.

[5] 李寶筏.農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)[M].北京：中國農(nóng)業(yè)出版社，2003.

[6] 劉小勇.番茄收獲機(jī)械手機(jī)構(gòu)分析及雙目定位系統(tǒng)的研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2006.

[7] 李增強(qiáng)，章 軍，劉光元.蘋果被動(dòng)抓取柔性機(jī)械手的結(jié)構(gòu)與分析[J].包裝工程，2011，32（15）：14-17.

[8] 李建新.可編程序控制器及其應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.

[9] 姚璐璐.陸地鉆機(jī)立柱式鉆桿排放系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2012.

[10] 陳 紅.氣動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].長春：長春理工大學(xué)，2010.

[11] 天津大學(xué)《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)》編寫組.工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，1985.

[12] 王 敏，王 華.PLC在液壓實(shí)驗(yàn)臺(tái)上的應(yīng)用及仿真程序設(shè)計(jì)[J].長春工程學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，3（3）：57-59.

[13] JIMENEZA R，CERES R，PONS J L. A survey of computer vision methods for locating fruiton trees[J]. Transactions of the ASAE，2000，43（6）：1911-1920.

第7篇：機(jī)械手臂范文

關(guān)鍵字：機(jī)械手 控制器 仿人操作

機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制論、機(jī)構(gòu)學(xué)、信息和傳感技術(shù)、人工智能、仿生學(xué)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。機(jī)器人應(yīng)用情況，是一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。機(jī)器人并不是在簡單意義上代替人工的勞動(dòng)，而是綜合了人的特長和機(jī)器特長的一種擬人的電子機(jī)械裝置，既有人對(duì)環(huán)境狀態(tài)的快速反應(yīng)和分析判斷能力，又有機(jī)器可長時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力，從某種意義上說它也是機(jī)器的進(jìn)化過程產(chǎn)物，它是工業(yè)以及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)和服務(wù)性設(shè)各，也是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為“工業(yè)機(jī)械手”。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率：可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中，它代替人進(jìn)行正常的工作，意義更為重大。因此，在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來越廣泛的引用。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)，僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置，是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。

機(jī)械手的組成

機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。

（一）執(zhí)行機(jī)構(gòu)

包括手部、手腕、手臂和立柱等部件，有的還增設(shè)行走機(jī)構(gòu)。

1、手部

即與物件接觸的部件。由于與物件接觸的形式不同，可分為夾持式和吸附式手在本課題中我們采用夾持式手部結(jié)構(gòu)。夾持式手部由手指（或手爪）和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型?；剞D(zhuǎn)型手指結(jié)構(gòu)簡單，制造容易，故應(yīng)用較廣泛。平移型應(yīng)用較少，其原因是結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，但平移型手指夾持圓形零件時(shí)，工件直徑變化不影響其軸心的位置，因此適宜夾持直徑變化范圍大的工件。手指結(jié)構(gòu)取決于被抓取物件的表面形狀、被抓部位（是外廓或是內(nèi)孔）和物件的重量及尺寸。常用的指形有平面的、V形面的和曲面的：手指有外夾式和內(nèi)撐式;指數(shù)有雙指式、多指式和雙手雙指式等。而傳力機(jī)構(gòu)則通過手指產(chǎn)生夾緊力來完成夾放物件的任務(wù)。傳力機(jī)構(gòu)型式較多時(shí)常用的有：滑槽杠桿式、連桿杠桿式、斜面杠桿式、齒輪齒條式、絲杠螺母彈簧式和重力式等。

2、手腕

手腕是連接手部和手臂的部件，并可用來調(diào)整被抓取物件的方位（即姿勢(shì)）。

3、手臂

手臂是支承被抓物件、手部、手腕的重要部件。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件（如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)等）與驅(qū)動(dòng)源（如液壓、氣壓或電機(jī)等）相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。

4、立柱

立柱是支承手臂的部件，立柱也可以是手臂的一部分，手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和升降（或俯仰）運(yùn)動(dòng)均與立柱有密切的聯(lián)系。機(jī)械手的立柱因工作需要，有時(shí)也可作橫向移動(dòng)，即稱為可移式立柱。

5、行走機(jī)構(gòu)

當(dāng)工業(yè)機(jī)械手需要完成較遠(yuǎn)距離的操作，或擴(kuò)大使用范圍時(shí)，可在機(jī)座上安滾輪式行走機(jī)構(gòu)可分裝滾輪、軌道等行走機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)工業(yè)機(jī)械手的整機(jī)運(yùn)動(dòng)。滾輪式布為有軌的和無軌的兩種。驅(qū)動(dòng)滾輪運(yùn)動(dòng)則應(yīng)另外增設(shè)機(jī)械傳動(dòng)裝置。

6、機(jī)座

機(jī)座是機(jī)械手的基礎(chǔ)部分，機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的各部件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)均安裝于機(jī)座上，故起支撐和連接的作用。

（二）驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)

驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力裝置調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。常用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓傳動(dòng)、氣壓傳動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)?？刂葡到y(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位（或機(jī)械擋塊定位）系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息（如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間），同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（三）控制系統(tǒng)

控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位（或機(jī)械擋塊定位）系統(tǒng)組成?？刂葡到y(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng)，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息（如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間），同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

（四）位置檢測(cè)裝置

控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置，并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng)，并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較，然后通過控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整，從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置。

參考文獻(xiàn)：

[1]張建民.工業(yè)機(jī)器人.北京:北京理工大學(xué)出版社,1988

[2]蔡自興.機(jī)器人學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)和發(fā)展戰(zhàn)略.機(jī)器人技術(shù),2001:4

[3]金茂青,曲忠萍,張桂華.國外工業(yè)機(jī)器人發(fā)展勢(shì)態(tài)分析.機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用,2001:2

第8篇：機(jī)械手臂范文

關(guān)鍵詞：氣動(dòng)機(jī)械手；可編程控制器；控制系統(tǒng)

引言

在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，氣動(dòng)機(jī)械手由于有氣源使用方便，沒有環(huán)境污染，工作安全可靠，易于維修，廣泛應(yīng)用于流水線生產(chǎn)，機(jī)械加工，注塑，儀表等工業(yè)中，提高生產(chǎn)效率。本文以三自由度機(jī)械手為研究對(duì)象，設(shè)計(jì)了基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)，并在西門子S7-200的PLC上得到實(shí)現(xiàn)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能介紹

氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)如圖1所示。

機(jī)械手氣動(dòng)控制回路原理見圖2，主要由升降氣缸、導(dǎo)桿氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸組成。其中升降氣缸、導(dǎo)桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸使用單電控?fù)Q向閥，通電時(shí)氣缸伸出，斷電后氣缸自動(dòng)縮回。手指夾緊氣缸使用雙電控?fù)Q向閥。由于雙電控?fù)Q向閥具有記憶作用，如果在氣缸伸出的途中突然失電，手指夾緊氣缸仍將保持原來的狀態(tài)，可保證夾持工件不會(huì)掉下。

機(jī)械手的動(dòng)作過程如下：

（1）檢查機(jī)械手是否處于初始位置。初始位置：升降氣缸處于上升位置，旋轉(zhuǎn)氣缸位于左邊位置，導(dǎo)桿氣缸位于縮回位置，夾緊氣缸位于放松位置。若不在初始位置，按下復(fù)位按鈕，讓其恢偷匠跏嘉恢謾

（2）按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手在工位1進(jìn)行抓取工件過程：手臂伸出手爪夾緊抓取工件提升臺(tái)上升手臂縮回。

（3）機(jī)械手到達(dá)工位2位置進(jìn)行釋放工件過程：手臂伸出提升臺(tái)下降手爪松開放下工件手臂縮回。

（4）放下工件之后，機(jī)械手要回到初始位置，自動(dòng)進(jìn)行下一個(gè)工作周期。

（5）在工作過程中若按下停止按鈕，機(jī)械手完成一個(gè)工作周期，回到初始位置。

2 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)械手控制要求，有11個(gè)輸入信號(hào)，6個(gè)輸出信號(hào)，選用S7-200系列的CPU226 DC/DC/DC型號(hào)的PLC，I/O分配表見表1：

根據(jù)其控制要求，可以得到其控制流程圖，見圖3。

其編程實(shí)現(xiàn)可以通過三種方法實(shí)現(xiàn)：

（1）利用起保停程序?qū)崿F(xiàn)。

（2）步進(jìn)指令。

（3）左移位指令。

3 結(jié)束語

氣動(dòng)機(jī)械手價(jià)格低，動(dòng)作準(zhǔn)確，便于維護(hù)，易于控制，可靠性高，能在惡劣的環(huán)境下工作，減輕了人工成本，改善了工作環(huán)境，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。

參考文獻(xiàn)

[1]姜繼海，宋錦春，高常識(shí)[M].高等教育出版社，2002.

第9篇：機(jī)械手臂范文

關(guān)鍵詞：PLC技術(shù)；氣動(dòng)機(jī)械手；控制系統(tǒng)

引言

隨著我國工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，在工業(yè)領(lǐng)域之中機(jī)電一體化、自動(dòng)化和智能化的實(shí)施已經(jīng)逐漸的成熟。電氣機(jī)械手由于可以自動(dòng)而又準(zhǔn)確的將物品進(jìn)行搬運(yùn)，在機(jī)械制造、電子工程、輕工業(yè)、冶金等行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。電氣機(jī)械手系統(tǒng)中最為核心的部分就是執(zhí)行系統(tǒng)和控制系統(tǒng)，隨著PLC技術(shù)的成熟與完善，在PLC技術(shù)下手動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)又有了新的發(fā)展和成就。

1 機(jī)械手工作的過程概述

氣動(dòng)機(jī)械手的終端是一個(gè)氣動(dòng)夾爪，通過這個(gè)氣動(dòng)夾爪就可以很好的實(shí)現(xiàn)抓和放的動(dòng)作，由一個(gè)雙作用氣缸和一個(gè)雙電控電磁閥來完成控制[1]。同時(shí)電動(dòng)夾爪是安裝再說一個(gè)垂直方向的雙作用氣缸上的，這樣其就可以實(shí)現(xiàn)上升和下降的動(dòng)作，其方向的控制也可以由一個(gè)單電控的電磁閥來完成。電氣機(jī)械手的工作流程首先是在其通電后先對(duì)機(jī)械手進(jìn)行復(fù)位，然后機(jī)械手的手臂就會(huì)下降到物品處，張開手臂將物品夾緊，機(jī)械手臂再上升將物品拿起，在然后機(jī)械手臂前升、下降，手張開將物品放下，最后機(jī)械手的手臂上升，手復(fù)位，這樣機(jī)械手就完成了整個(gè)的工作流程，也將一件物品從一處傳送到了另一處。

2 氣動(dòng)部分的工作流程

從上述的分析中發(fā)現(xiàn)，機(jī)械手一共具有8個(gè)動(dòng)作流程，其分別為：機(jī)構(gòu)下降夾具夾緊機(jī)構(gòu)上升機(jī)構(gòu)前進(jìn)機(jī)構(gòu)下降夾具松開機(jī)構(gòu)上升機(jī)構(gòu)后退到原位[2]。從這個(gè)過程中就可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械手的主要?jiǎng)幼鞫技性跈C(jī)構(gòu)的升降、機(jī)構(gòu)的平移和夾具的夾緊和松開這三個(gè)動(dòng)作上，而這三個(gè)動(dòng)作是分別由三個(gè)氣缸來完成的。而機(jī)械手的上升和下降以及左右移動(dòng)的執(zhí)行是通過采用雙線圈三位四通電磁閥來推動(dòng)氣缸來完成的。這樣在某個(gè)電磁線圈通電后，機(jī)械手就可以一直保持現(xiàn)有的這個(gè)機(jī)械動(dòng)作。就像在下降的電磁閥線圈通電后，機(jī)械手下降，那么不論線圈再端點(diǎn)與否，其依舊可以保持現(xiàn)有的下降狀態(tài)，一直到相反方向的線圈通電才會(huì)終止。同時(shí)，單線圈的兩位三通電磁閥還可以通過推動(dòng)氣缸來完成夾緊和放松的動(dòng)作，在線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作，在線圈通電時(shí)執(zhí)行夾緊動(dòng)作，其氣動(dòng)系統(tǒng)的工作流程如圖1所示。

圖1 氣動(dòng)部分的工作原理圖

3 PLC的控制工作介紹

3.1 PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的輸入與輸出

在PCL技術(shù)下，啟動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的實(shí)施需要向系統(tǒng)提供符合要求的開關(guān)信號(hào)，這樣才可以有效的實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械手的控制，完成按機(jī)械手的動(dòng)作要求。在PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的實(shí)施，首先需要通過采集信號(hào)和控制電氣系統(tǒng)的電磁換向閥來對(duì)機(jī)械手機(jī)械牛通電，然后才可以實(shí)現(xiàn)氣動(dòng)機(jī)械手在PCL下的自動(dòng)或手動(dòng)上下料。PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的輸入與輸出如表1所示。

表1 PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的輸入與輸出

3.2 PCL的控制設(shè)計(jì)

在PCL技術(shù)下，氣動(dòng)機(jī)械手的控制可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和連動(dòng)兩種工作方式。其中手動(dòng)控制是指，通過利用按鈕來對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的每一步動(dòng)作單獨(dú)的進(jìn)行控制；而連動(dòng)控制是指氣動(dòng)機(jī)械手根據(jù)控制信號(hào)對(duì)每一步的動(dòng)作自動(dòng)循環(huán)的執(zhí)行，一直到獲得停止信號(hào)為主，同時(shí)在控制系統(tǒng)氣動(dòng)后，根據(jù)每一步工序的操作要求，通過旋轉(zhuǎn)式的按鈕對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的工作方式是連動(dòng)形式或單動(dòng)形式進(jìn)行確定。這一工序的實(shí)施和確定對(duì)PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的實(shí)施起著關(guān)鍵性的作用，因?yàn)樵跊]有確定的前提下，選擇單動(dòng)而執(zhí)行手動(dòng)的程度，那么其默認(rèn)的控制程序就為連動(dòng)程序，這樣會(huì)影響控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在PCL技術(shù)下，其對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)的特點(diǎn)要求控制系統(tǒng)中的每一個(gè)動(dòng)作都要按照順序嚴(yán)格的執(zhí)行，采用步進(jìn)指令來進(jìn)行編寫，這樣才可以有效的保證氣動(dòng)機(jī)械手可以在PCL技術(shù)下有條不紊的進(jìn)行工作，而一旦出現(xiàn)了誤動(dòng)動(dòng)作也不會(huì)出現(xiàn)混亂的局面。

在PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作執(zhí)行過程為：首先啟動(dòng)系統(tǒng)，此時(shí)氣動(dòng)機(jī)械手處于帶料狀態(tài)；然后在氣動(dòng)機(jī)械手獲得取料信號(hào)后就開始實(shí)施工作動(dòng)作，其工作的實(shí)施從原點(diǎn)出發(fā)，按照工序的自動(dòng)循環(huán)系統(tǒng)來進(jìn)行，一直到系統(tǒng)停止信號(hào)發(fā)出為止；最后，當(dāng)最后一道工序的動(dòng)作完成之后，返回到原點(diǎn)，此時(shí)氣動(dòng)機(jī)械手可以自動(dòng)停止工作的進(jìn)行。根據(jù)這一動(dòng)作的執(zhí)行就可以將PCL技術(shù)下氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作控制過程，通過狀態(tài)初始化指令I(lǐng)ST來進(jìn)行設(shè)置，但是這個(gè)設(shè)置執(zhí)行的過程卻比較復(fù)雜，此時(shí)可以通過采用模塊化的設(shè)計(jì)思想，將氣動(dòng)機(jī)械手的控制程序分成回原點(diǎn)操作、手動(dòng)單步操作和自動(dòng)聯(lián)系操作三程序[3]。其中原點(diǎn)操作程序的實(shí)施從開始按下啟動(dòng)按鈕開始，在原點(diǎn)的條件滿足時(shí)，特殊輔助繼電器為ON，在自動(dòng)返回到原點(diǎn)后，采用IST指令來將特殊輔助繼電器設(shè)置為ON，并采用特殊輔助繼電器將回原點(diǎn)的最后一步進(jìn)行復(fù)位；手動(dòng)單步操作程序的初始狀態(tài)繼電器由手動(dòng)程序、自動(dòng)運(yùn)行程序和回遠(yuǎn)點(diǎn)程序公正完成，其采用的驅(qū)動(dòng)點(diǎn)均為STL，但是這三個(gè)程度不會(huì)在同一時(shí)間段內(nèi)被驅(qū)動(dòng)；自動(dòng)運(yùn)行程序的實(shí)施主要是根據(jù)系統(tǒng)的自動(dòng)動(dòng)作流程來進(jìn)行編碼的。

4 結(jié)束語

綜上所述，在PCL技術(shù)下，氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的有效改進(jìn)，在實(shí)現(xiàn)物體自動(dòng)循環(huán)搬運(yùn)的基礎(chǔ)上，使其可以在一個(gè)良好的運(yùn)行狀態(tài)下進(jìn)行來根據(jù)工廠的生產(chǎn)需求來實(shí)施。在這個(gè)過程中，氣動(dòng)技術(shù)從一個(gè)通過開關(guān)控制想著高精度的反饋控制方向發(fā)展，不僅減少了氣動(dòng)機(jī)械手的配線、配管和元件的使用，同時(shí)還有效的提高了氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)的可靠性，使其想著一個(gè)更加簡便、快速的方向發(fā)展著。

參考文獻(xiàn)

[1]楊后川，楊萍，陳勇，等.基于FX2N PLC控制的實(shí)驗(yàn)用氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)[J].液壓與氣動(dòng)，2009，（2）：76.