氣念頭械手升落臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),面板把持式(有動(dòng)力)點(diǎn)位示教部分操縱軟件設(shè)計(jì)

《氣念頭械手升落臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),面板把持式(有動(dòng)力)點(diǎn)位示教部分操縱軟件設(shè)計(jì)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《氣念頭械手升落臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),面板把持式(有動(dòng)力)點(diǎn)位示教部分操縱軟件設(shè)計(jì)（15頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 摘,,,,,,,,,,要 本文簡(jiǎn)要簡(jiǎn)介了工業(yè)機(jī)器人的概念，機(jī)械手的構(gòu)成和分類，氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)，PLC控制的特點(diǎn),觸摸屏的特點(diǎn)及國(guó)內(nèi)外的發(fā)展?fàn)顩r。 本文對(duì)機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì)，擬定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同步，設(shè)計(jì)計(jì)算了機(jī)械手的升降臂和回轉(zhuǎn)臂構(gòu)造，設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手部構(gòu)造。 本文系統(tǒng)地研究了機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng)，對(duì)氣壓系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)進(jìn)行了理解，大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。 運(yùn)用可編程序控制器（PLC）對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，選用了合適的PLC型號(hào)，根據(jù)機(jī)械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案，對(duì)機(jī)械手的面板操縱式（有動(dòng)力）點(diǎn)位示

2、教部分控制軟件進(jìn)行了設(shè)計(jì)。 核心詞:工業(yè)機(jī)器人；機(jī)械手；氣動(dòng)；可編程序控制器；觸摸屏；示教 Abstract This,,,,,thesis,,,,,gives,,,,,a,,,,,brief,,,,,introduction,,,,,of,,,,,the,,,,,conception,,,,,of,,,,,industrial,,,,,robot,,,,,and,,,,,domestic,,,,,and,,,,,overseas,,,,,development,,,,,of,,,,,industrial,,,,,robot,,

3、,,,,including,,,,,components,,,,,and,,,,,categories,,,,,of,,,,,manipulator,,,,,,the,,,,,characteristics,,,,,of,,,,,the,,,,,system,,,,,of,,,,,air,,,,,pressure,,,,,drive,,,,,technique,,,,,and,,,,,PLC,,,,,,and,,,,,the,,,,,features,,,,,of,,,,,touch,,,,,screen,,,,,calibration. This,,,,,thesis,,,,,makes,

4、,,,,a,,,,,general,,,,,designation,,,,,and,,,,,decides,,,,,the,,,,,technique,,,,,parameter,,,,,of,,,,,manipulator.,,,,,Meanwhile,,,,,,it,,,,,designs,,,,,the,,,,,elevator,,,,,arm,,,,,and,,,,,Rotary,,,,,arm,,,,,structure,,,,,of,,,,,manipulator,,,,,as,,,,,well,,,,,as,,,,,the,,,,,construction,,,,,of,,,,,

5、the,,,,,hand,,,,,part. This,,,,,thesis,,,,,focus,,,,,on,,,,,the,,,,,analyzing,,,,,of,,,,,the,,,,,air,,,,,pressure,,,,,drive,,,,,system,,,,,of,,,,,manipulator,,,,,and,,,,,the,,,,,study,,,,,of,,,,,the,,,,,air,,,,,pressure,,,,,system,,,,,working,,,,,principle,,,,,diagram,,,,,datum,,,,,,which,,,,,helps

6、,,,,,a,,,,,lot,,,,,to,,,,,make,,,,,a,,,,,improvement,,,,,in,,,,,charting. With,,,,,the,,,,,help,,,,,of,,,,,PLC,,,,,we,,,,,attain,,,,,the,,,,,controlling,,,,,of,,,,,manipulator.,,,,,In,,,,,this,,,,,thesis,,,,,,I,,,,,choose,,,,,the,,,,,proper,,,,,type,,,,,of,,,,,PLC,,,,,,work,,,,,out,,,,,the,,,,,mani

7、pulation,,,,,program,,,,,of,,,,,PLC,,,,,controller,,,,,according,,,,,to,,,,,the,,,,,working,,,,,progress,,,,,of,,,,,manipulator,,,,,,and,,,,,design,,,,,the,,,,,manipulation,,,,,software,,,,,of,,,,,the,,,,,manipulation,,,,,of,,,,,Control,,,,,panel,,,,,(Dynamic),,,,,-,,,,,Point,,,,,Demonstration,,,,,p

8、art. Keywords:,,,,,?industrial,,,,,robot;,,,,,manipulator;,,,,,air,,,,,pressure,,,,,drive;,,,,,PLC;,,,,,touch,,,,,screen; Demonstration 目,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,錄 摘要(中文),,,,,-----------------------------------------------------------I (英文),,,,,-----------

9、------------------------------------------------II 第一章,,,,,緒,,,,,,,,,,論 1.1工業(yè)機(jī)械手概述,,,,,-------------------------------------------------------------,,,,,1 1.2機(jī)械手的構(gòu)成和分類,,,,,---------------------------------------------------------,,,,,1 1.2.1機(jī)械手的構(gòu)成,,,,,,,,,,---------------------------------------

10、------------------,,,,,1 1.2.2機(jī)械手的分類,,,,,----------------------------------------------------------,,,,,2 1.3,,,,,PLC與觸摸屏概述,,,,,-----------------------------------------------------------,,,,,3 1.4國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r,,,,,-------------------------------------------------------------,,,,,3 1.5課題的提出及重要任務(wù),,,,,-

11、------------------------------------------------------,,,,,4 1.5.1課題的提出,,,,,------------------------------------------------------------,,,,,4 1.5.2課題的重要任務(wù),,,,,--------------------------------------------------------,,,,,5 第二章,,,,,機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案 2.1機(jī)械手的類型和自由度的選擇,,,,,-----------------------------------

12、--------------,,,,,6 2.2機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方案設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------,,,,,6 2.3機(jī)械手的控制方案設(shè)計(jì)--------------------------------------------------------,,,,,6 2.4機(jī)械手的手部構(gòu)造方案擬定----------------------------------------------------,,,,,6 2.5,,,,,機(jī)械手的手臂構(gòu)造方案設(shè)計(jì)-----------------------------

13、---------------,,,,,-------,,,,,6 2.6機(jī)械手的重要參數(shù),,,,,-----------------------------------------------------------,,,,,7 2.7機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)列表,,,,,-------------------------------------------------------,,,,,7 第三章,,,,,手部構(gòu)造的選擇,手臂伸縮的選擇，升降、回轉(zhuǎn)氣缸的設(shè)計(jì)與校核 3.1,,,,,夾持式手部構(gòu)造,,,,,------------------------------------------

14、------------------,,,,,9 ,,,,,,,,,,3.1.1,,,,,手指的形狀和分類,,,,,------------------------------------------------------,,,,,9 ,,,,,,,,,,3.1.2,,,,,設(shè)計(jì)時(shí)注意的問(wèn)題,,,,,------------------------------------------------------,,,,,9 3.2升降缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核和伸縮缸的選擇,,,,,---------------------------------------,,,,,9 ,,,,,,,,,,3

15、.2.1,,,,,氣缸的分類,,,,,------------------------------------------------------------,,,,,9 ,,,,,,,,,,3.2.2,,,,,升降缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核,,,,,------------------------------------------------,,,,,11 ,,,,,,,,,,3.2.3,,,,,伸縮缸的選擇,,,,,----------------------------------------------------------,,,,,16 3.3,,,,,回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核,,

16、,,,--------------------------------------------------,,,,,16 第四章,,,,,氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì),,,,,,,,,,,,,,,------------------------------------------------------,,,,,20 第五章,,,,,機(jī)械手的PLC控制設(shè)計(jì) 5.1可編程序控制器的選擇,,,,,-------------------------------------------------------,,,,,21 5.2機(jī)械手可編程序控制器控制方案,,,,,---------------------

17、--------------------------,,,,,21 ,,,,,,,,,,5.2.1,,,,,系統(tǒng)簡(jiǎn)介,,,,,--------------------------------------------------------------,,,,,21 ,,,,,,,,,,5.2.2可編程序控制器的工作流程設(shè)計(jì),,,,,-------------------------------------------,,,,,21 ,,,,,,,,,,5.2.3,,,,,可編程序控制器的存儲(chǔ)區(qū)設(shè)計(jì),,,,,-----------------------------------------

18、---,,,,,22 5.3硬件、軟件的設(shè)計(jì)與調(diào)試,,,,,,,,,,----------------------------------------------------,,,,,23 ,,,,,,,,,,5.3.1,,,,,系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)與組態(tài),,,,,----------------------------------------------------,,,,,23 ,,,,,,,,,,5.3.2,,,,,軟件設(shè)計(jì),,,,,--------------------------------------------------------------,,,,,23 ,,,,,,,,

19、,,5.3.3,,,,,硬件調(diào)試與系統(tǒng)調(diào)試,,,,,----------------------------------------------------,,,,,23 5.3.4,,,,,梯形圖設(shè)計(jì),,,,,------------------------------------------------------------,,,,,23 5.3.5,,,,,機(jī)械手控制程序,,,,,--------------------------------------------------------,,,,,23 第六章,,,,,觸摸屏上位機(jī)設(shè)計(jì),,,,,----------------

20、-----------------------------------,,,,,25 第七章??結(jié)論,,,,,----------------------------------------------------------------,,,,,28 結(jié)束語(yǔ),,,,,-----------------------------------------------------------------------,,,,,29 參照文獻(xiàn),,,,,---------------------------------------------------------------------,,,,,

21、30 第一章,,,,,,,,,,緒,,,,,,,,,,論 1.1,,,,,工業(yè)機(jī)械手的概述 工業(yè)機(jī)器人是能模仿人體某些器官的功能(重要是動(dòng)作功能)、有獨(dú)立的控制系統(tǒng)、可以變化工作程序和編程的多用途自動(dòng)操作裝置。工業(yè)機(jī)器人在工業(yè)生產(chǎn)中能替代人做某些單調(diào)、頻繁和反復(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鍛造、熱解決、焊接、涂裝、塑料制品成形、機(jī)械加工和簡(jiǎn)樸裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完畢對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。,,,,,“機(jī)器人”一詞出自捷克文，

22、意為勞役或苦工。19，捷克斯洛伐克故事家、劇作家恰佩克在她寫(xiě)的科學(xué)幻想戲劇《羅素姆萬(wàn)能機(jī)器人》中第一次使用了機(jī)器人一詞。此后被歐洲各國(guó)語(yǔ)言所吸取而成為專門名詞。20世紀(jì)50年代末，美國(guó)在機(jī)械手和操作機(jī)的基本上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動(dòng)操作裝置，并將其稱為工業(yè)機(jī)器人；,,,,,60年代初，美國(guó)研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并不久地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國(guó)通用汽車公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人構(gòu)成了焊接轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線。此后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都很注重研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性，能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)

23、字控制機(jī)床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的構(gòu)成部分。工業(yè)機(jī)器人由主體、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)三個(gè)基本部分構(gòu)成。主體即機(jī)座和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，涉及臂部、腕部和手部，有的機(jī)器人尚有行走機(jī)構(gòu)。大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人有,,,,,3～6個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度，其中腕部一般有1～3個(gè)運(yùn)動(dòng)自由度；驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)涉及動(dòng)力裝置和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，用以使執(zhí)行機(jī)構(gòu)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作；圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人示意圖控制系統(tǒng)是按照輸入的程序?qū)︱?qū)動(dòng)系統(tǒng)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令信號(hào)，并進(jìn)行控制。工業(yè)機(jī)器人按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分為四種。直角坐標(biāo)型的臂部可沿三個(gè)直角坐標(biāo)移動(dòng)；圓柱坐標(biāo)型的臂部可作升降、回轉(zhuǎn)和伸縮動(dòng)作；球坐標(biāo)型的臂部能回轉(zhuǎn)、俯仰和伸縮；關(guān)節(jié)型的臂部有多種轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)

24、節(jié)。工業(yè)機(jī)器人按執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的控制機(jī)能，又可分點(diǎn)位型和持續(xù)軌跡型。點(diǎn)位型只控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)由一點(diǎn)到另一點(diǎn)的精擬定位，合用于機(jī)床上下料、點(diǎn)焊和一般搬運(yùn)、裝卸等作業(yè)；持續(xù)軌跡型可控制執(zhí)行機(jī)構(gòu)按給定軌跡運(yùn)動(dòng)，合用于持續(xù)焊接和涂裝等作業(yè)。工業(yè)機(jī)器人按程序輸入方式辨別有編程輸入型和示教輸入型兩類。編程輸入型是以穿孔卡、穿孔帶或磁帶等信息載體，輸入已編好的程序。示教輸入型的示教措施有兩種：一種是由操作者用手動(dòng)控制器(示教操縱盒)，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按規(guī)定的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操練一遍；另一種是由操作者直接領(lǐng)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，按規(guī)定的動(dòng)作順序和運(yùn)動(dòng)軌跡操練一遍。在示教過(guò)程的同步，工作程序的信息即自動(dòng)存入

25、程序存儲(chǔ)器中在機(jī)器人自動(dòng)工作時(shí)，控制系統(tǒng)從程序存儲(chǔ)器中檢出相應(yīng)信息，將指令信號(hào)傳給驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)再現(xiàn)示教的多種動(dòng)作。示教輸入程序的工業(yè)機(jī)器人稱為示教再現(xiàn)型工業(yè)機(jī)器人。具有觸覺(jué)、力覺(jué)或簡(jiǎn)樸的視覺(jué)的工業(yè)機(jī)器人，能在較為復(fù)雜的環(huán)境下工作；如具有辨認(rèn)功能或更進(jìn)一步增長(zhǎng)自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)功能，即成為智能型工業(yè)機(jī)器人。它能按照人給的“宏指令”自選或自編程序去適應(yīng)環(huán)境，并自動(dòng)完畢更為復(fù)雜的工作。 1.2,,,,,機(jī)械手的構(gòu)成及分類 1.2.1機(jī)械手的分類 機(jī)械手重要由執(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)裝置等所構(gòu)成。如下示意圖1-1. 圖1-1,,,,,機(jī)械手示意圖 1.2.2,,,,,

26、機(jī)械手的分類 工業(yè)機(jī)械手的種類諸多，有關(guān)分類的問(wèn)題，目前在國(guó)內(nèi)尚無(wú)統(tǒng)一的分類原則，在此暫按使用范疇、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。 (一)按用途分 機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種: 1、專用機(jī)械手 專用機(jī)械手是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無(wú)獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、構(gòu)造簡(jiǎn)樸、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，合用于大批量的自動(dòng)化生產(chǎn)的自動(dòng)換刀機(jī)械手，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手等。 2、通用機(jī)械手 通用機(jī)械手是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。格性能范疇內(nèi)，其動(dòng)作程序是可變的，通過(guò)調(diào)節(jié)可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系

27、統(tǒng)是獨(dú)立的。通用機(jī)械手的工作范疇大、定位精度高、通用性強(qiáng)，合用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。通用機(jī)械手按其控制定位的方式不同可分為簡(jiǎn)易型和伺服型兩種:簡(jiǎn)易型以“開(kāi)一關(guān)”式控制定位，只能是點(diǎn)位控制:可以是點(diǎn)位的，也可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)軌控制，伺服型具有伺服系統(tǒng)定位控制系統(tǒng)，一般的伺服型通用機(jī)械手屬于數(shù)控類型。 (二)按驅(qū)動(dòng)方式分 1、液壓傳動(dòng)機(jī)械手 液壓傳動(dòng)機(jī)械手是以液壓的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其重要特點(diǎn)是:抓重可達(dá)幾百公斤以上、傳動(dòng)平穩(wěn)、構(gòu)造緊湊、動(dòng)作敏捷。但對(duì)密封裝置規(guī)定嚴(yán)格，否則油的泄漏對(duì)機(jī)械手的工作性能有很大的影響，且不適宜在高溫、低溫下工作。若機(jī)械手采用電液伺服驅(qū)動(dòng)

28、系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)持續(xù)軌跡控制，使機(jī)械手的通用性擴(kuò)大，但是電液伺服閥的制造精度高，油液過(guò)濾規(guī)定嚴(yán)格，成本高。 2、氣壓傳動(dòng)機(jī)械手 氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其重要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為以便，輸出力小，氣動(dòng)動(dòng)作迅速，構(gòu)造簡(jiǎn)樸，成本低。但是，由于空氣具有可壓縮的特性，工作速度的穩(wěn)定性較差，沖擊大，并且氣源壓力較低，抓重一般在30公斤如下，在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的構(gòu)造大，因此合用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。 3、機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手 機(jī)械傳動(dòng)機(jī)械手即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等)驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械

29、手，其動(dòng)力是由工作機(jī)械傳遞的。它的重要特點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)精確可靠，用于工作主機(jī)的上、下料。動(dòng)作頻率大，但構(gòu)造較大，動(dòng)作程序不可變。 4、電力傳動(dòng)機(jī)械手 電力傳動(dòng)機(jī)械手即有特殊構(gòu)造的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)、直線電機(jī)或功率步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的械手，由于不需要中間的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)，故機(jī)械構(gòu)造簡(jiǎn)樸。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)速度快和行程長(zhǎng)，維護(hù)和使用以便。此類機(jī)械手目前還不多，但有發(fā)展前程。 (三)按控制方式分 1、點(diǎn)位控制 點(diǎn)位控制的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過(guò)程中幾種點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增長(zhǎng)電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。

30、2、持續(xù)軌跡控制 持續(xù)軌跡控制的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意持續(xù)曲線，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無(wú)限的，整個(gè)移動(dòng)過(guò)程處在控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和精確的運(yùn)動(dòng)，并且使用范疇廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。此類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。 1.3,,,,,PLC與觸摸屏概述 PLC(Programmable,,,,,Logical,,,,,Controller),,,,,一般稱為可編程邏輯控制器，是一種以微解決器為基本，綜合了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種通用的工業(yè)自動(dòng)控制裝置，由于它擁有體積小、功能強(qiáng)、程序設(shè)計(jì)簡(jiǎn)樸、維護(hù)以便等長(zhǎng)處，特別是它適應(yīng)惡劣工業(yè)環(huán)境的能力和它的高可靠性，使它的應(yīng)

31、用越來(lái)越廣泛，已經(jīng)被稱為現(xiàn)代工業(yè)的三大支柱(即PLC、機(jī)器人和CAD/CAM)之一。 人機(jī)界面是在操作人員和機(jī)器設(shè)備之間作雙向溝通的橋梁，顧客可以自由的組合文字、按鈕、圖形、數(shù)字等來(lái)解決或監(jiān)控管理及應(yīng)付隨時(shí)也許變化信息的多功能顯示屏幕。隨著機(jī)械設(shè)備的飛速發(fā)展，以往的操作界面需由純熟的操作員才干操作，并且操作困難，無(wú)法提高工作效率。但是使用人機(jī)界面可以明確批示并告知操作員機(jī)器設(shè)備目前的狀況，使操作變的簡(jiǎn)樸生動(dòng)`，并且可以減少操作上的失誤，雖然是新手也可以很輕松的操作整個(gè)機(jī)器設(shè)備。使用人機(jī)界面還可以使機(jī)器的配線原則化、簡(jiǎn)樸化，同步也能減少PLC控制器所需的I/O點(diǎn)數(shù)，減少生產(chǎn)的成本同步由于面板控

32、制的小型化及高性能，相對(duì)的提高了整套設(shè)備的附加價(jià)值。,,,,, 觸摸屏作為一種新型的人機(jī)界面，從一浮現(xiàn)就受到關(guān)注，它的簡(jiǎn)樸易用，強(qiáng)大的功能及優(yōu)秀的穩(wěn)定性使它非常合用于工業(yè)環(huán)境，甚至可以用于平常生活之中，應(yīng)用非常廣泛，例如:自動(dòng)化停車設(shè)備、自動(dòng)洗車機(jī)、天車升降控制、生產(chǎn)線監(jiān)控等，甚至可用于智能大廈管理、會(huì)議室聲光控制、溫度調(diào)節(jié)。,,,,, 隨著科技的飛速發(fā)展，越來(lái)越多的機(jī)器與現(xiàn)場(chǎng)操作都趨向于使用人機(jī)界面，,,,,,PLC控制器強(qiáng)大的功能及復(fù)雜的數(shù)據(jù)解決也呼喚一種功能與之匹配而操作又簡(jiǎn)便的人機(jī)的浮現(xiàn)，觸摸屏的應(yīng)運(yùn)而生無(wú)疑是21世紀(jì)自動(dòng)化領(lǐng)域里的一種巨大的革新。 1.4,,,,,國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r

33、 國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾種趨勢(shì): (1)工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而單機(jī)價(jià)格不斷下降。 (2)機(jī)械構(gòu)造向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國(guó)外已有模塊化妝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。 (3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展，便于原則化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見(jiàn)小巧，且采用模塊化構(gòu)造:大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。 (4)機(jī)器人中的傳感器作用日益重要，除采用老式的位置、速度、加速度等傳感器外，裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用

34、了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器，而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配備技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。 (5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制，如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。 (6)現(xiàn)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國(guó)發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最出名實(shí)例。 1.5課題研究?jī)?nèi)容 1.5.1課題的提出 目前的

35、機(jī)械手大多采用液壓傳動(dòng)，液壓傳動(dòng)存在如下幾種缺陷: (1)液壓傳動(dòng)在工作過(guò)程中常有較多的能量損失(摩擦損失、泄露損失等):液壓傳動(dòng)易泄漏，不僅污染工作場(chǎng)地，限制其應(yīng)用范疇，也許引起失火事故，并且影響執(zhí)行部分的運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性及對(duì)的性。 (2)工作時(shí)受溫度變化影響較大。油溫變化時(shí)，液體粘度變化，引起運(yùn)動(dòng)特性變化。 (3)因液壓脈動(dòng)和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。 (4)為了減少泄漏，液壓元件的制造工藝水平規(guī)定較高，故價(jià)格較高;且使用維護(hù)需要較高技術(shù)水平。鑒于以上這些缺陷，本機(jī)械手?jǐn)M采用氣壓傳動(dòng)， 氣動(dòng)技術(shù)有如下長(zhǎng)處: (1)介質(zhì)提取和解決以便。氣壓傳動(dòng)工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入

36、大氣，解決以便，一般不需設(shè)立回收管道和容器:介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問(wèn)題. (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過(guò)程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一)，空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣，導(dǎo)致壓力明顯減少和嚴(yán)重污染。 (3)動(dòng)作迅速，反映敏捷。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。 (4)能源可儲(chǔ)存。壓縮空氣可存貯在儲(chǔ)氣罐中，因此，發(fā)生忽然斷電等狀況時(shí)，機(jī)器及其工藝流程不致忽然中斷。 (5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，

37、氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，并且不會(huì)因溫度變化影響傳動(dòng)及控制性能。 (6)成本低廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低，因此減少了氣動(dòng)元、輔件的材質(zhì)和加工精度規(guī)定，制造容易，成本較低。老式觀點(diǎn)覺(jué)得:由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高精度定位比較困難(特別在高速狀況下，似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。雖然氣動(dòng)技術(shù)作為機(jī)器人中的驅(qū)動(dòng)功能已有部分被工業(yè)界所接受，并且對(duì)于不太復(fù)雜的機(jī)械手，用氣動(dòng)元件構(gòu)成的控制系統(tǒng)己被接受，但由于氣動(dòng)機(jī)器人這一體系己經(jīng)獲得的一系列重要進(jìn)展過(guò)去簡(jiǎn)介得不夠，因此在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里，對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑

38、慮。 由“可編程序控制器-,,,,,傳感器-,,,,,氣動(dòng)元件”構(gòu)成的典型的控制系統(tǒng)仍然是自動(dòng)化技術(shù)的重要方面;發(fā)展與電子技術(shù)相結(jié)合的自適應(yīng)控制氣動(dòng)元件,,,,,,使氣動(dòng)技術(shù)從“開(kāi)關(guān)控制”進(jìn)入到高精度的“反饋控制”;,,,,,省配線的復(fù)合集成系統(tǒng),,,,,,不僅減少配線、配管和元件,,,,,,并且拆裝簡(jiǎn)樸,,,,,,大大提高了系統(tǒng)的可靠性。 而今,,,,,,電磁閥的線圈功率越來(lái)越小,,,,,,而PLC的輸出功率在增大,,,,,,由PLC直接控制線圈變得越來(lái)越也許。氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制越來(lái)越離不開(kāi)PLC,,,,,,而閥島技術(shù)的發(fā)展,,,,,,又使PLC在氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)控制中變得更加得心應(yīng)手

39、。 1.5.2課題的重要任務(wù) 1、進(jìn)行氣動(dòng)機(jī)械手的總體研究，并進(jìn)行整體運(yùn)動(dòng)方式設(shè)計(jì)； 2、對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手氣路理解，進(jìn)行核心部件的研究，完畢氣動(dòng)閥座零件圖。 本課題采用的是南通大學(xué)電子氣動(dòng)控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)， 3、設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械升降臂回轉(zhuǎn)臂部分構(gòu)造，進(jìn)行核心部件的設(shè)計(jì)計(jì)算；完畢氣動(dòng)機(jī)械手升降臂構(gòu)造裝配圖、氣動(dòng)機(jī)械手回轉(zhuǎn)臂構(gòu)造裝配圖。 設(shè)計(jì)的氣動(dòng)機(jī)械手伸縮行程10CM，升降行程5CM，旋轉(zhuǎn)180度；抓握零件直徑?5~,,,,,?20，最大重量0.5KG,,,,,。 4、完畢面板操縱式（有動(dòng)力）點(diǎn)位示教部分控制軟件設(shè)計(jì)與上位監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) 規(guī)定界面和諧,本課題所用操作版面是eview軟件操作版面，其版面可簡(jiǎn)約成如下示意圖 機(jī)械手的操作版面如圖1-2所示； 示教 圖1-2,,,,,操作版面 5、機(jī)械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì):本機(jī)械手?jǐn)M采用可編程序控制器(PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，本課題將要選用PLC型號(hào)為西門子S7-200，根據(jù)機(jī)械手的工作流程編制出PLC示教程序，規(guī)定程序可讀性好。