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目录I
摘要IV
Abstract V
第一章前言1
1.1研究的目的及意义1
1.2机械手在国内外现状和发展趋势1
1.3主要研究的内容2
1.4解决的关键问题3
第二章执行系统的分析与选择4
2.1执行机构坐标形式的选择4
2.2执行机构的组成6
2.3执行机构各部分的分析与选择6
2.3.1手部的选择6
2.3.2手臂结构的选择8
2.3.3机座结构的选择9
2.4执行机构的工作原理10
2.5执行机构简图10
第三章驱动系统的分析与选择12
3.1驱动系统的分析与选择12
3.2机械手驱动系统的控制设计13
3.3气动元件选取及工作原理14
3.3.1气源装置14
3.3.2执行元件15
3.3.3控制元件16
3.3.4辅助元件17
3.3.5真空发生器18
3.3.6吸盘18
3.4气动回路的工作原理18
第四章控制系统的分析设计22
4.1控制系统的组成结构22
4.2控制系统的性能要求22
4.3传感器的选择23
4.3.1位置检测装置23
4.3.2滑觉传感器23
4.3.3视觉传感器24
4.4控制系统PLC的选型及控制原理25
4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则25
4.4.2 PLC种类及型号选择30
4.4.3 I/O点数分配30
4.4.4 PLC外部接线图32
4.4.5机械手控制原理32
4.5 PLC程序设计34
4.5.1总体程序框图34
4.5.2初始化及报警程序36
4.5.3手动控制程序37
4.5.4自动控制程序39
第五章总结与展望42
参考文献43
致谢44
附录45
1.1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，可以广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，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(PLC)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PLC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PLC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PLC控制，是一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。
物料分拣机械手装配图
PLC外部接线图
总程序结构框图
步进梯形图
初始化及警报程序
气动驱动原理图
吸盘
