第一篇：搬運機械手及PC設計任務書（本站推薦）

09機電班畢業(yè)設計任務書

設計題目：搬運機械手及其PLC系統(tǒng)設計

一、畢業(yè)設計目的

畢業(yè)設計是學生完成本專業(yè)教學計劃的最后一個極為重要的實踐性教學環(huán)節(jié)，是使學生綜合運用所學過的基本理論、基本知識與基本技能去解決專業(yè)范圍內(nèi)的工程技術(shù)問題而進行的一次基本訓練。這對學生即將從事的相關(guān)技術(shù)工作和未來事業(yè)的開拓都具有一定意義。主要目的：

一、培養(yǎng)學生綜合分析和解決本專業(yè)的一般工程技術(shù)問題的獨立工作能力，拓寬和深化學生的知識。

二、培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想，設計構(gòu)思和創(chuàng)新思維，掌握工程設計的一般程序規(guī)范和方法。

三、培養(yǎng)學生樹立正確的設計思想和使用技術(shù)資料、國家標準等手冊、圖冊工具書進行設計計算，數(shù)據(jù)處理，編寫技術(shù)文件等方面的工作能力。

四、培養(yǎng)學生進行調(diào)查研究，面向?qū)嶋H，面向生產(chǎn)，向工人和技術(shù)人員學習的基本工作態(tài)度，工作作風和工作方法。

二、本課題的內(nèi)容和要求

（一）原始數(shù)據(jù)及技術(shù)要求： a、坐標形式：直角坐標系 b、機械手自由度： 三個

臂的運動行程：大臂上下移動行程600mm

上臂左右移動行程800mm

機械手油缸行程（根據(jù)機械手夾及松設計自定）

c、運動速度：使生產(chǎn)率滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)的要求即可。（機械手最大移動速度為100mm/s，平均移動速度80mm/s）d、控制方式：PC控制。e、定位精度：±0.5mm。f、機械手最大抓重：20kg。g、驅(qū)動方式：液壓驅(qū)動。

（二）動作要求

搬運機械手示意圖

(a)工件傳送；(b)負載和傳感器

機械手處于原點起始位置，上限位開關(guān)及左限位開關(guān)合(X402和X404通)。當按下啟動按鈕時，機械手從原點開始下降，下降到底時，碰到下限位開關(guān)X401接通)，下降停止。同時接通定時器，機械手開始夾緊工件，定時結(jié)束，夾持完成。機械手上升，上升到頂時，碰到上限位開關(guān)(X402接通)，上升停止。機械手右移，右移碰到有限位開關(guān)(X403接通)時，右移停止。機械手下降，下降到底，碰到下限位開關(guān)(X40l接通)時，下降停止。同時接通定時器，機械手放松工件，定時結(jié)束，工件已松開。機械手上升，上升到頂碰到上限位開關(guān)(X402接通)時，上升停止。機械手左移，左移到原點碰到左限位開關(guān)(X404接通)時，左移停止。于是機械手動作的一個周期結(jié)束。

（三）操作方式選擇

機械手的操作面板如下圖所示。

三、控制要求：

1、機械手控制應有如操作面板所示的工作方式選擇，其連續(xù)操作即自動循環(huán)；

2、結(jié)合液壓系統(tǒng)設計，給出相應元件動作表；

3、液壓電機為1.5kW，要求設置過載與短路保護；

4、應有應急停止功能。

四、設計任務

1.根據(jù)設計要求選擇PC型號，并分配I/O端口。2.選擇電氣元件、編制元件目錄表。3.機械手的設計。4.液壓系統(tǒng)的設計

5.設計并繪制以下工藝圖紙：

主電路圖、電器安裝板接線圖 機械手的機構(gòu)示意圖一張。液壓系統(tǒng)設計圖一張。

6.編寫設計、使用說明書、設計小結(jié)，列出參考資料目錄。

五、評閱、答辯、驗收

2012年4月15日到4月30日。

指導教師、評閱教師及答辯小組評定成績填寫分值，答辯小組綜合三項成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五個級別填寫總成績。

六、評分細則

1、優(yōu)秀（85分84分）1）、選題符合要求。

2）、論文學術(shù)水平較高，圖紙清潔，符合國家標準。設計的結(jié)構(gòu)或工藝先進，具備一定的推廣和應用價值。3）、論文總字數(shù)達到要求，各要素符合要求。4）、畢業(yè)論文文件符合要求。

3、及格（60分-69分）1）、選題符合要求。

2）、論文有一定的學術(shù)水平，內(nèi)容反映的概念基本正確，論證一般，沒有較大原則性錯誤。圖紙清潔，符合國家標準，設計結(jié)構(gòu)或工藝一般。基本具備推廣和應用價值。

3）、論文總字數(shù)基本達到要求，各要素基本符合要求。4）、畢業(yè)論文文件基本符合要求。

4、不及格（59分以下）

1）、選題不符合要求。字數(shù)少于規(guī)定要求。

2）、論文學術(shù)水平低，基本理論、基本概念有原則性錯誤；技術(shù)路線或設計結(jié)構(gòu)工藝有明顯缺陷。不具備推廣和應用價值。

3）、論文總字數(shù)未達到規(guī)定要求或論文不按規(guī)定格式或未在規(guī)定時間上交論文。

4）、畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容為抄襲者。

江西理工大學南昌校區(qū)機電工程系

2011-11-26

第二篇：搬運機械手設計畢業(yè)論文

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本 科 生 畢 業(yè) 設 計（論文）

題

目：學生姓名：學

號：專業(yè)班級：指導教師：

（屆）

搬運機械手設計

職稱：

****年**月**日

搬運機械手的設計

摘要：隨著科學技術(shù)的發(fā)展和自動化生產(chǎn)線在企業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)中的廣泛應用，機械手作為自動化生產(chǎn)線的重要組成部分也得到了長足的發(fā)展和進步，機械手的發(fā)展在企業(yè)的發(fā)展和創(chuàng)收上起到了舉足輕重的作用。本文簡單介紹了本課題的意義和內(nèi)容，回顧了國內(nèi)外機械手的發(fā)展概況，并對工件搬運機械手的研究。作者根據(jù)本課題的研究依據(jù)，對機械手的機械系統(tǒng)方案進行了設計，確整體結(jié)構(gòu)和機、氣一體化的實現(xiàn)方法，畫出了各主要部件的機械結(jié)構(gòu)圖。

關(guān)鍵字：機械手；氣動；設計研究

Design of Manipulator for Transportation Abstract：With the development of the science and technology and the application of the automobile product line in the production, the manipulator, who serves as the important part of the automobile product line, has also experienced dramatic progress and development, manipulator as to play an extremely important part in the development and income of the corporations.This paper introduces the content and practical application value of the thesis, and reviews the development of manipulators inside and abroad, and manipulator which used transport workpiece has been studied.The writer introduces the gist of research, designs the machine system project of the manipulator, confirms the gantry configuration and the realization way with the machinery, gas-motivated and draws the machine configuration picture of master parts.Key words：manipulator, pneumatics, design and study

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目 錄 緒論...........................................................錯誤！未定義書簽。1.1 前言..........................................................錯誤！未定義書簽。1.2 機械手國內(nèi)外研究現(xiàn)狀.........................................錯誤！未定義書簽。1.3 當今機械手具有的特點.........................................錯誤！未定義書簽。2 機械手總體設計方案.............................................錯誤！未定義書簽。2.1 機械手基本形式的選擇.........................................錯誤！未定義書簽。2.2 機械手的主要運動方式和部件...................................錯誤！未定義書簽。2.3 驅(qū)動方式的選擇...............................................錯誤！未定義書簽。2.4 機械手的主要設計參數(shù).........................................錯誤！未定義書簽。3 機械手手部設計.................................................錯誤！未定義書簽。3.1 手部的種類及設計基本要求.....................................錯誤！未定義書簽。3.1.1 手部的種類.............................................錯誤！未定義書簽。3.1.2 手部設計基本要求.......................................錯誤！未定義書簽。3.2 手部的結(jié)構(gòu)設計及尺寸的計算...................................錯誤！未定義書簽。3.2.1 手部的設計.............................................錯誤！未定義書簽。3.2.2 手指指端設計...........................................錯誤！未定義書簽。3.2.3 手部各主要尺寸的確定...................................錯誤！未定義書簽。3.3 手部夾緊氣缸的設計...........................................錯誤！未定義書簽。3.3.1 手部加緊力FN的計算.....................................錯誤！未定義書簽。3.3.2 手部夾緊氣缸主要尺寸的確定.............................錯誤！未定義書簽。4 機械手手腕設計.................................................錯誤！未定義書簽。4.1 手腕設計基本要求.............................................錯誤！未定義書簽。4.2 手腕的結(jié)構(gòu)設計...............................................錯誤！未定義書簽。4.3 手腕回轉(zhuǎn)氣缸的設計...........................................錯誤！未定義書簽。4.3.1 手腕轉(zhuǎn)動時所需驅(qū)動力矩M驅(qū)的計算.......................錯誤！未定義書簽。4.3.2 手腕回轉(zhuǎn)氣缸主要尺寸的確定.............................錯誤！未定義書簽。5 機械手手臂設計.................................................錯誤！未定義書簽。5.1 手臂設計的基本要求...........................................錯誤！未定義書簽。5.2 手臂的結(jié)構(gòu)設計...............................................錯誤！未定義書簽。5.3 手臂伸縮氣缸的設計...........................................錯誤！未定義書簽。

I 本工作室有大量設計資料，承接機械類畢業(yè)設計和課程設計，需購買或設計請加Q631768401

5.3.1 手臂伸縮運動驅(qū)動力F的計算.............................錯誤！未定義書簽。5.3.2 手臂伸縮氣缸主要尺寸的確定.............................錯誤！未定義書簽。6 機械手機身設計.................................................錯誤！未定義書簽。6.1 機身整體的結(jié)構(gòu)設計...........................................錯誤！未定義書簽。6.1.1 常見機身的結(jié)構(gòu).........................................錯誤！未定義書簽。6.1.2 機身整體結(jié)構(gòu)的選擇.....................................錯誤！未定義書簽。6.2 機身回轉(zhuǎn)氣缸的設計...........................................錯誤！未定義書簽。6.2.1 回轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動力矩M驅(qū)的計算..............................錯誤！未定義書簽。6.2.2 機身回轉(zhuǎn)氣缸主要尺寸的確定.............................錯誤！未定義書簽。6.3 機身升降機構(gòu)的設計...........................................錯誤！未定義書簽。6.3.1 手臂偏重力矩M偏的計算..................................錯誤！未定義書簽。6.3.2 升降不自鎖條件分析計算.................................錯誤！未定義書簽。6.3.3 機身升降運動的液壓缸驅(qū)動力F的計算.....................錯誤！未定義書簽。6.3.4 軸承的選擇分析.........................................錯誤！未定義書簽。7 全文總結(jié)與展望.................................................錯誤！未定義書簽。7.1 全文總結(jié)......................................................錯誤！未定義書簽。7.1.1 機械系統(tǒng)方面...........................................錯誤！未定義書簽。7.1.2 驅(qū)動傳動方面...........................................錯誤！未定義書簽。7.2 展望..........................................................錯誤！未定義書簽。參考文獻..........................................................................27 致謝..............................................................................28 附錄..............................................................................29

II 本工作室有大量設計資料，承接機械類畢業(yè)設計和課程設計，需購買或設計請加Q631768401

附 錄

1.氣動搬運機械手

QDBYJXS-A0 2.手部部件

SBBJ-A1 3.花鍵套

HJT-A2 4.花鍵軸

HJZ-A2 5.活塞軸

HSZ-A2 6.回轉(zhuǎn)氣缸上蓋

HZQGSG-A2 7.回轉(zhuǎn)氣缸下蓋

HZQGXG-A2 8.氣缸蓋及導桿

QGGJDG-A2 9.升降氣缸蓋(底座)

SJQGGDZ-A2 10.手臂支架及導桿套

SBZJJDGT-A2 11.手指

SZ-A3 12.手指端

SZD-A3 13.手指圓柱銷桿

SZYZXG-A3 14.手指支架及驅(qū)動桿套

SZZJJQDGT-A3 15.工件

GJ-A4 本工作室有大量設計資料，承接機械類畢業(yè)設計和課程設計，需購買或設計請加Q631768401

第三篇：搬運機械手動態(tài)控制設計-開題報告

開題報告

搬運機械手動態(tài)控制設計

0312001426 03電氣4班 程 誠

一、本課題的目的及研究意義：

搬運機械手設計是機械制造,機械設計和機械電子工程(機電一體化)等專業(yè)的一個重要的環(huán)節(jié),是學完技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課以后的一次專業(yè)課程內(nèi)容的綜合設計。通過設計提高學生的機構(gòu)分析與綜合的能力、機械結(jié)構(gòu)設計的能力、機電液一體化系統(tǒng)設計能力、掌握實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化的設計方法。通過這一環(huán)節(jié)要求達到：

1）通過設計，把有關(guān)課程（機構(gòu)分析與綜合、機械原理、機械設計、液壓與氣動技術(shù)、自動控制理論、測試技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、微型計算機原理及應用、自動機械設計等）中所獲得的理論知識在實際中綜合地加以運用，使這些知識得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識和生產(chǎn)密切地結(jié)合起來。因此，機械手設計是有關(guān)專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課以后的綜合性的專業(yè)課程設計。

2）搬運機械手設計是機械設計及制造專業(yè)和機械電子工程專業(yè)的學生一次比較完整的機電一體化整機設計。通過設計，培養(yǎng)學生獨立的機械整機設計的能力，樹立正確的設計思想，掌握機電一體化機械產(chǎn)品設計的基本方法和步驟，為自動機械設計打下良好的基礎(chǔ)。

3）通過設計，使學生能熟練地應用有關(guān)參考資料、計算圖表、手冊、圖冊和規(guī)范；熟悉有關(guān)國家標準和頒布標準，以完成一個工程技術(shù)人員在機械整體設計方面所必須具備的基本技能訓練。

4）由幾名學生共同完成機械手設計工作，這樣既能培養(yǎng)學生獨立工作與分工協(xié)作完成大型設計的能力，又解決了工作量大，時間短的矛盾。

二、搬運機械手的概述

國內(nèi)外實際上使用權(quán)的定位控制的機械手，沒有“視覺”和“觸角”反饋。目前，世界各國正積極研制帶有“視角”和“觸角”的工業(yè)機械手，使它對所抓取的工件進行分辨，選取所需要的工件，并正確地夾持工件，進行精確地在機器中定位、定向。

為使機械手有“眼睛”去處理方位變化的工件和分辨開頭不同的零件，它由視覺傳感器輸入三個視圖方向的視覺信息，通過計算機進行圖形分辨，分辨是否是所要抓取的工件。

為防止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物件滑落下來，一般采用兩種方法：一是檢測把握物體手臂的變形，以決定適當?shù)奈樟?；另一種是直接檢測指部與物件的滑動位移，來修正握力。

因此，這種機械手就具有以下幾個方面的性能： 1）能準確地抓住方位變化的物體。2）能判斷對象的重量。3）能自動避開障礙物。

4）抓空或抓力不足時能檢測出來。

這種具有感知力并能對感知的信息作出反應的機械手稱為智能機械手，它是有發(fā)展 前途的。

現(xiàn)在，搬運機械手的使用范圍只限于在簡單重復的操作方面節(jié)省人力，其效用是代替人從事繁重的工作和危險的工作臺，在惡劣環(huán)境下尤其明顯。至于在汽車工業(yè)和電子工業(yè)之類的費工的工業(yè)部門，機械手的應用情況決不能說是很好的。雖然這些工業(yè)部門工時不足的問題很尖銳，但采用機械手只限于一小部分工序。其原因之一是，搬運機械手的性能還不能滿足這些部門的要求，適于機械手工作臺的范圍很狹小。另外經(jīng)濟性問題當然也很重要，采用機械手來節(jié)約人力從經(jīng)濟上看不一不定期總是合算的。然而，利用機械手或類似機械設備節(jié)省人力和實現(xiàn)生產(chǎn)合理化的要求，今后還會持續(xù)增長，只要技術(shù)方面和價格方面存在的總是獲得解決，機械手的應用必將會飛躍發(fā)展。

機械手是機械自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著機械技術(shù)特別是計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復工作和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點，因此，機械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應用，例如：

(1)機床加工工件的裝卸，特別是在自動化車床、組合機床上使用較為普遍。

(2)在裝配作業(yè)中應用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機械行業(yè)中

它可以用來組裝零部件。

(3)可在勞動條件差，單調(diào)重復易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動。（4）可在危險場合下工作，如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運等。(5)宇宙及海洋的開發(fā)。

(6)軍事工程及生物醫(yī)學方面的研究和試驗。

三、主要研究內(nèi)容以及采用研究方法

在搬運機械手的控制系統(tǒng)中，我們采用了PLC技術(shù)。用流程圖法，按照零件加工過程設常用PLC梯形圖邏輯設計方法較多，設計中我們采計出控制系統(tǒng)流程圖。一般控制系統(tǒng)都是由若干個穩(wěn)定工作狀態(tài)組成，每個工作狀態(tài)是由于接受了某個切換主令信號而建立的。各個工作狀態(tài)用一個輔助繼電器進行區(qū)分，輔助繼電器的狀態(tài)由切換主令信號來控制，這些切換主令信號分別來自按鈕、傳感器、定時器和計數(shù)器。輔助繼電器同時又是執(zhí)行元件的輸入變量。當控制系統(tǒng)的輸入主令信號和執(zhí)行元件確定以后，將主令信號與各自工作狀態(tài)的約束條件，分別代入相應的輔助繼電器邏輯方程和執(zhí)行元件的邏輯方程，即可完成自動工作循環(huán)的邏輯控制。最后再考慮手動控制系統(tǒng)及自動循環(huán)與手動控制之間的互鎖要求，即完成了全部控制系統(tǒng)的邏輯設計。

在工業(yè)自動化生產(chǎn)中，無論是單機還是組合機床，以及自動生產(chǎn)流水線，都要用到機械手來完成工件的取放。對機械手的控制主要是位置識別、運動方向控制和物料是否存在的判別。以附圖所示機械手為例，其任務是將傳送帶A上的工件或物品搬運到傳送帶B上。機械手的上升、下移、左移、右移抓緊和放松都是用雙線圈三位電磁閥氣動缸完成。當某個電磁閥通電時，就保持相對應的動作，即使線圈再斷電仍然保持，直到相反方向的線圈通電，相對應的動作才結(jié)束。設備上裝有上、下、左、右、抓緊、放松六個限位開關(guān)，控制對應工步的結(jié)束。傳送帶上設有一個光點開關(guān)，監(jiān)視工件到位與否。

四、機械手的性能指標

機械手的主要參數(shù)是說明機械手的規(guī)格和性能的具體指標，一般包括以下幾項：

1）抓取重量

抓取重量（又稱臂力）是指機械手所能抓取或搬運物件的最大重量，它對其他參

如行程范圍、坐標形式和緩沖裝置的設計均有影響，是機械手最基本的參數(shù)。

2）運動速度 運動速度反映了機械手的生產(chǎn)水平，影響機械手的運動周期和工作效率，很多機械手由于速度低而限制了它的使用范圍。影響機械手動作快慢的兩個主要運動是手臂

和回轉(zhuǎn)運動。速度大小與機械手的驅(qū)動方式、定位方式、抓重大小和行程距離有關(guān)系。

3）行程范圍

機械手的手臂運動行程對使用性能有較大的影響。一般來說，通用機械手的手臂轉(zhuǎn)就盡可能大些，回轉(zhuǎn)行程范圍應大于180度，使機械手具有一定的通用性；手臂伸縮行程及工作半徑要適宜，太大會增加手臂懸伸量，相應的偏重力矩和轉(zhuǎn)動慣量也增加，且剛性降低，對于定位精度也難以保證。

4）定位精度

定位精度是衡量機械手工作質(zhì)量的又一重要指標，是指機械手的運動部件從某一起始位置運動到預期的另一位置時所到達的實際位置的準確程度。定位精度的高低取決于位置控制方式以及機械手運動部件本身的精度和剛度，并和抓取重量、運動速度等因素也有密切關(guān)系。定位精度包括位置設定精度和重復定位精度兩種，一般所說的定位精度是是指重復定位精度。

我們設計的成果將會根據(jù)這個幾性能指標來測試，以檢驗它是否合格。

五、進度安排

2007.1----2007.2 ：選定題目

2007.3----2007.4 ：開題報告，綜合敘述

2007.4----2007.5 ：設計方案的實施，設計控制原理圖，梯形圖程序，參數(shù)設置，控制信號端口連接

2007.5----2007.6 ：完成設計 2007.6中旬

： 畢業(yè)答辯

參考文獻：

[1] 陳立德，機械制造裝備設計，北京：高等教育出版社，2006.4 [2] 李允文, 工業(yè)機械手設計, 廣東：機械工業(yè)出版社，1994.8 [3] 張建民，工業(yè)機器人[M]，北京：北京理工大學出版社，1996

第四篇：搬運機械手畢業(yè)論文(設計)任務書要點

湖北工業(yè)大學商貿(mào)學院

畢業(yè)論文（設計）任務書

系（部）

機電工程學院

專業(yè)班級

08機電4班

設計題目

搬運機械手PLC控制系統(tǒng)（設計內(nèi)容、目標、要求、設計進度等）設

1、本畢業(yè)論文應達到的目的：

??對我們所掌握知識的一個綜合考察。

計

??檢驗我們在大學期間的學習情況以及綜內(nèi) 容 合應用能力，通過實物的制作，鍛煉我們的目 標 動手能力。

和 要 求 ??對從綜合運用知識、研究方案的設計、研究方法和手段的運用、應用文獻資料、數(shù)據(jù)分析處理、PCL等軟件的綜合性運用能

指

導熊職

教才稱高級工程師師

高

學

生涂姓陽學

0825113439 名

龍 號

力。

2、本畢業(yè)論文應達到的內(nèi)容和要求：

通過PLC內(nèi)部程序輸出不同的信號，從而驅(qū)動外部線圈來控制電動機或電磁閥產(chǎn)生不同的動作，可實現(xiàn)機械手的精確定位；其動作過程包括：下降、夾緊、上升、慢進、快進、慢進、延時、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手動、單步、單周期、連續(xù)；來滿足生產(chǎn)中的各種操作要求。

??了解各個模塊要實現(xiàn)的功能，從而實現(xiàn)各個模塊的程序編輯。

??程序力求正確、簡潔、可讀性好，做好程序的注釋工作。

??嚴格按照分析、設計、實施的步驟，按時完成各階段的任務。

3、本畢業(yè)論文寫作進度：

??第五學期第1-5周：查閱資料，了解題目。

??第六學期第6周：收集資料，熟悉開發(fā)環(huán)境，學習開發(fā)工具。

??第六學期第7-8周：總體設計搬運機械

手的各個部件，確定部件功能。

??第六學期第9-11周：詳細實現(xiàn)搬運機械手PLC的各個部件的模塊。

??第六學期第12-13周：用 PLC軟件，實現(xiàn)對各個模塊的整體控制。

??第六學期第14-15周：撰寫論文。

??第六學期第16-17周：模塊改進，修改論文，論文評閱、答辯準備。

指導教師簽名： 年 月 日

教研室 審核

系(部

審 核

第五篇：送料(物料搬運)機械手設計論文

摘 要

在當今大規(guī)模制造業(yè)中，企業(yè)為提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)過程的自動化程度，工業(yè)機器人作為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)所認同并采用。工業(yè)機器人的技術(shù)水平和應用程度在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，目前，工業(yè)機器人主要承擔著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復性并且勞動強度極大的工作，工作方式一般采取示教再現(xiàn)的方式。

本文將設計一臺四自由度的工業(yè)機器人，用于給沖壓設備運送物料。首先，本文將設計機器人的底座、大臂、小臂和機械手的結(jié)構(gòu)，然后選擇合適的傳動方式、驅(qū)動方式，搭建機器人的結(jié)構(gòu)平臺；在此基礎(chǔ)上，本文將設計該機器人的控制系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)采集卡和伺服放大器的選擇、反饋方式和反饋元件的選擇、端子板電路的設計以及控制軟件的設計，重點加強控制軟件的可靠性和機器人運行過程的安全性，最終實現(xiàn)的目標包括：關(guān)節(jié)的伺服控制和制動問題、實時監(jiān)測機器人的各個關(guān)節(jié)的運動情況、機器人的示教編程和在線修改程序、設置參考點和回參考點。

關(guān)鍵詞：機器人，示教編程，伺服，制動

ABSTRACT

In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality.As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises.The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc., which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way.In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch.First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot.On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software.Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running.The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point.KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake

目 錄

第1章 緒論…………………………………………………………………… 3 1.1 機器人概述…………………………………………………………… 4 1.2 機器人的歷史、現(xiàn)狀………………………………………………… 4 1.3 機器人的發(fā)展趨勢…………………………………………………… 4 第2章 機器人實驗平臺介紹及機械手的設計……………3 2.1自由度及關(guān)節(jié)…………………………………………………………… 4 2.2 基座及連桿…………………………………………………………… 4 2.2.1 基座……………………………………………………………… 7 2.2.2 大臂……………………………………………………………… 7 2.2.3 小臂……………………………………………………………… 7 2.3 機械手的設計……………………………………………………………4 2.4 驅(qū)動方式…………………………………………………………………4 2.5 傳動方式…………………………………………………………………4 2.6 制動器……………………………………………………………………4 第3章 控制系統(tǒng)硬件……………………………………………………………4 3.1 控制系統(tǒng)模式的選擇……………………………………………………4 3.2 控制系統(tǒng)的搭建……………………………………………………… 4 3.2.1 工控機……………………………………………………………4 3.2.2 數(shù)據(jù)采集卡………………………………………………………4 3.2.3 伺服放大器………………………………………………………4 3.2.4 端子板…………………………………………………………… 4 3.2.5電位器及其標定………………………………………………… 4 3.2.6電源……………………………………………………………… 4 第4章 控制系統(tǒng)軟件………………………………………………………… 4 4.1預期的功能…………………………………………………………… 4 4.2 實現(xiàn)方法………………………………………………………………4 4.2.1實時顯示各個關(guān)節(jié)角及運動范圍控制 ………………………4 4.2.2直流電機的伺服控制………………………………………………4 4.2.3電機的自鎖…………………………………………………………4 4.2.4示教編程及在線修改程序…………………………………………4 4.2.5設置參考點及回參考點……………………………………………4 第5章 總結(jié)……………………………………………………………………… 4 5.1 所完成的工作………………………………………………………… 4 5.2 設計經(jīng)驗……………………………………………………………… 4 5.3 誤差分析……………………………………………………………… 4 5.4 可以繼續(xù)探索的方向………………………………………………… 4 致 謝……………………………………………………………………………… 4 參考文獻………………………………………………………………………… 4

第5章 總結(jié)

5.1 所完成的工作

5.2 設計經(jīng)驗

5.3 誤差分析

5.4 可以繼續(xù)探索的方向

致 謝

本次畢業(yè)設計，是于德弘老師考慮到學生日后的研究方向而特意為我安排的。通過這次訓練，提高了自己的動手能力、設計能力和編程水平，為學生日后順利進入機器人這一深邃的科研領(lǐng)域作下了鋪墊。本次畢業(yè)設計，學生收獲頗多，這與于老師的悉心指導是分不開的。于老師身體狀況欠佳，且公務繁忙，但是還是經(jīng)常抽時間來視察學生畢業(yè)設計進度，就畢業(yè)設計過程中遇到的問題給予耐心指導，敦敦教誨，身體力行，實在令學生欽佩感動不已！特此，學生鄭重向于老師表示感謝！

另外，學生還要感謝何玉成師兄和任小剛師兄，他們在學生畢業(yè)設計的過程中給出了許多有益的建議，特此表示感謝！

參考文獻

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