机电一体化专业毕业论文.docx

毕业论文题目名称机械手控制系部名称机电工程系班级机电一体化二班学号学生姓名指导教师年月职业学院机电系毕业论文机械手控制摘要生产技术和生产力的高速发展要求现代化企业必须有更高的生产效率更高的自动化程度及其安全可靠性机械手可以实现多工步的自动换装使用可靠安全通过程序更换就可以实现功能升级机械手在扩大生产范围缩短新产品的试制周期加速产品的更新换代降低成本和减轻工人劳动强度起到重要作用由于工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高对工作效率的提高迫在眉睫单纯的手工劳作以满足不了工业自动化的要求因此必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动满足工业自动化的需求其中机械手是其发展过程中的重要产物之一它不仅提高了劳动生产的效率还能代替人类完成高强度危险重复枯燥的工作减轻人类劳动强度可以说是一举两得在机械行业中机械手越来越广泛的得到应用它可用于零部件的组装加工工件的搬运装卸特别是在自动化数控机床组合机床上使用更为普遍目前机械手已发展成为柔性制造系统和柔性制造单元中一个重要组成部分把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元可以节省庞大的工件输送装置结构紧凑而且适应性很强但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离应用规模和产业化水平低机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高从经济上技术上考虑都是十分必要的因此进行机械手的研究设计具有重要意义关键词工业自动化机械化机械手研究开发目录摘要一机械手发展经历及主要构成一发展历史二构成部分三机械手分类四多关节机械手的优势五机械手发展大事记二西门子公司及主要参数功能介绍一适用范围二模拟电位器三脉冲输出四电池模块五各型号的优点三机械手设计要求及功能一控制要求二机械手运行方式调整工作方式连续工作方式单周工作方式步进工作方式三程序设计要点四程序结构框图四基于的机械手控制程序五分析该设计优缺点致谢参考资料职业学院机电系毕业论文机械手控制一机械手发展经历及主要构成机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能用以按固定程序抓取搬运物件或操作工具的自动操作装置机械手是最早出现的工业机器人也是最早出现的现代机器人一发展历史机械手首先是从美国开始研制的年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念并申请了专利该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节利用人手对机器人进行动作示教机器人能实现动作的记录和再现这就是所谓的示教再现机器人现有的机器人差不多都采用这种控制方式年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人作为机器人产品最早的实用机型示教再现是年美国公司推出的和公司推出的这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动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而广泛应用于机械制造冶金电子轻工和原子能等部门二构成部分机械手主要由手部运动机构和控制系统三大部分组成手部是用来抓持工件或工具的部件根据被抓持物件的形状尺寸重量材料和作业要求而有多种结构形式如夹持型托持型和吸附型等运动机构使手部完成各种转动摆动移动或复合运动来实现规定的动作改变被抓持物件的位置和姿势运动机构的升降伸缩旋转等独立运动方式称为机械手的自由度为了抓取空间中任意位置和方位的物体需有个自由度自由度是机械手设计的关键参数自由度越多机械手的灵活性越大通用性越广其结构也越复杂一般专用机械手有个自由度控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制来完成特定动作同时接收传感器反馈的信息形成稳定的闭环控制控制系统的核心通常是由单片机或等微控制芯片构成通过对其编程实现所要功能三机械手分类机械手的种类按驱动方式可分为液压式气动式电动式机械式机械手按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等职业学院机电系毕业论文四多关节机械手的优势多关节机械手的优点是动作灵活运动惯性小通用性强能抓取靠近机座的工件并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作随着生产的需要对多关节手臂的灵活性定位精度及作业空间等提出越来越高的要求多关节手臂也突破了传统的概念其关节数量可以从三个到十几个甚至更多其外形也不局限于像人的手臂而根据不同的场合有所变化多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的五机械手发展大事记年美国联合控制公司研制出第一台机械手电磁铁工件抓放机构年美国联合控制公司试制成一台数控示教再现型机械手年美国公司和斯坦福大学麻省理工学院联合研制一种型工业机械手装有小型电子计算机进行控制用于装配作业定位误差小于毫米联邦德国公司还生产一种点焊机械手采用关节式结构和程序控制二西门子公司及主要参数功能介绍西门子股份公司是世界最大的机电类公司之一年由维尔纳冯西门子建立如今它的国际总部位于德国慕尼黑西门子股份公司是在法兰克福证券交易所和纽约证券交易所上市的公司年西门子全集团在个国家和地区雇用员工人全球收入为亿欧元年为亿欧元税后利润较年的亿欧元降至亿欧元西门子是一家大型国际公司其业务遍及全球多个国家在全世界拥有大约家工厂研发中心和销售办事处公司的业务主要集中于大领域信息和通讯自动化和控制电力交通医疗系统和照明西门子的全球业务运营分别由个业务集团负责其中包括西门子财务服务有限公司和西门子房地资产管理集团此外西门子还拥有两家合资企业博士西门子家用电器集团和富士通计算机控股公司是一种小型的可编程控制器适用于各行各业各种场合中的检测监测及控制的自动化系列的强大功能使其无论在独立运行中或相连成网络皆能实现复杂控制功能因此系列具有极高的性能价格比一适用范围系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制应用领域极为广泛覆盖所有与自动检测自动化控制有关的工业及民用领域包括各种机床机械电力设施民用设职业学院机电系毕业论文施环境保护设备等等如冲压机床磨床印刷机械橡胶化工机械中央空调电梯控制运动系统系列可提供个不同的基本型号的种供您使用二模拟电位器个个三脉冲输出路高频率脉冲输出最大用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务四电池模块用于长时间数据后备用户数据如标志位状态数据块定时器计数器可通过内部的超级电容存贮大约天选用电池模块能延长存贮时间到天年寿命电池模块插在存储器模块的卡槽中五各型号的优点本机集成输入输出共个数字量点无扩展能力字节程序和数据存储空间个独立的高速计数器路独立的高速脉冲输出个通讯编程口具有通讯协议通讯协议和自由方式通讯能力非常适合于小点数控制的微型控制器本机集成输入输出共个数字量点可连接个扩展模块字节程序和数据存储空间个独立的高速计数器路独立的高速脉冲输出个通讯编程口具有通讯协议通讯协议和自由方式通讯能力非常适合于小点数控制的微型控制器本机集成输入输出共个数字量点可连接个扩展模块最大扩展至路数字量点或路模拟量点字节程序和数据存储空间个独立的高速计数器路独立的高速脉冲输出具有控制器个通讯编程口具有通讯协议通讯协议和自由方式通讯能力端子排可很容易地整体拆卸是具有较强控制能力的控制器本机集成输入输出共个数字量点可连接个扩展模块最大职业学院机电系毕业论文扩展至路数字量点或路模拟量点字节程序和数据存储空间个独立的高速计数器路独立的高速脉冲输出具有控制器个通讯编程口具有通讯协议通讯协议和自由方式通讯能力端子排可很容易地整体拆卸用于较高要求的控制系统具有更多的输入输出点更强的模块扩展能力更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能可完全适应于一些复杂的中小型控制系统三机械手设计要求及功能机械手模拟控制窗口如图所示图中机械手可抓紧放送工件可上下左右移动模拟界面的右侧为按控制要求设计的操作台一控制要求机械手设有调整连续单周及步进四种工作方式工作时要首先选择工作方式然后操作对应按钮二机械手运行方式调整工作方式可按相应按钮实现左移右移上移下移加紧放松各个动作的单独调整连续工作方式按下起动按钮机械手按下降加紧上升右移下降放松上升左移的顺序周而复始的连续工作按下停止按钮机械手将自动结束本周期的工作回到原位后停止按下急停按钮系统立即停车单周工作方式按下起动按钮后机械手按下降加紧上升右移下降放松上升左移的顺序自动工作一个周期停止若要再工作一个周期可再次按下起动按钮按下停止按钮机械手将自动结束本周期的工作回到原位后停止按下急停按钮系统立即停车职业学院机电系毕业论文步进工作方式每按一次起动按钮机械手完成一步动作后自动停止按下急停按钮系统立即停车三程序设计要点由机械手的工作过程可知这是一个典型的顺序控制系统为此可从机械手的连续工作方式入手编写程序首先应绘出连续工作时的功能表图然后直接列写逻辑表达式用触点线圈指令编程也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成为了将每一步的工作状态显示出来动画模拟软件使用了内部存储器位来分别表示的运行状态编程过程中需要注意特别处理的问题是和步的动作问题虽然步都是下降操作但却具有不同的意义步下降是空钩下降而步下降则是夹着工件下降步的上升操作也是这样单周期操作的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验修改实现其要点是是设法阻止机械手在一个周期工作结束后自动进入下一周期一般在下降的启动回路想办法单步操作的实现与单周期工作的实现是相似的即设法在每一步工作结束后不是直接启动下一步的工作而是等待启动按钮的命令后再工作四程序结构框图职业学院机电系毕业论文图四基于的机械手控制程序五分析该设计优缺点该设计方式初步满足了设计要求实验证明能够按照设定的工作方式稳定运行以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作单周期工作和单步工作的程序编制思路实际上也可以采用分段跳转的办法来完成这三种操作这种方法编制的程序结构清晰但程序数量长于前一种方法职业学院机电系毕业论文致谢岁月如梭如歌转眼间三年的大学求学生活即将结束站在毕业的门槛上回首往昔奋斗和辛劳成为丝丝的记忆甜美与欢笑也都尘埃落定郑州经贸职业学院以其优良的学习风气严谨的科研氛围教我求学以其博大包容的情怀胸襟浪漫充实的校园生活育我成人值此毕业论文完成之际我谨向所有关心爱护帮助我的人们表示最诚挚的感谢与最美好的祝愿本论文是在讲师老师的悉心指导之下完成的三年来老师渊博的专业知识严谨的治学态度精益求精的工作作风诲人不倦的高尚师德朴实无华平易近人的人格魅力对我影响深远老师不仅授我以文而且教我做人虽历时三载却赋予我终生受益无穷之道本论文从选题到完成几易其稿每一步都是在老师的指导下完成的倾注了老师大量的心血在此我向我的老师表示深切的谢意与祝福本论文的完成也离不开其他各位老师同学和朋友的关心与帮助在此也要感谢等各位老师在论文开题初稿预答辩期间所提出的宝贵意见感谢机电工程系为本论文提供的数据和建议还要感谢同门的师兄师妹们在论文创作过程中给我以许多鼓励和帮助回想整个论文的写作过程虽有不易却让我除却浮躁经历了思考和启示也更加深切地体会了坚持的精髓和意义因此倍感珍惜最后再次感谢所有关心和支持我的同学们和老师们参考资料林伟典型机电一体化系统及应用高等教育出版社陈远玲黎亚元富国强机床电气自动控制重庆大学出版社王承义机械手及其应用机械工业出版社王建明自动线与工业机械手技术天津大学出版社杨后川高建设西门子应用例电子工业出版社肖峰贺哲荣编程例中国电力出版社