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1、摘要,在當(dāng)今龐大規(guī)模制造行業(yè)中，企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)的過程自動化能力，機械手理多當(dāng)然成為自動化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)采用。機械手的應(yīng)用在一定程度上反映了一個國家工業(yè)自動化的水平，目前，機械手基本上都承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運以及堆垛等重復(fù)性并且勞動強度精度大的工作，工作方式一般采取可編程控制器控制方式。,摘要,我設(shè)計的是一臺六自由度的機械手，主要的功用就是物料的安裝及搬運。首先，本文將設(shè)計機器人的底座、大臂、中臂、小臂、手腕和機械手的結(jié)構(gòu)，然后選擇合適的傳動方式、控制方式，建立機械手的結(jié)構(gòu)建模并仿真運動；在此基礎(chǔ)上，本文將設(shè)計該機器人的PLC控制系統(tǒng)，包括PLC

2、的選型，外部接線及編寫程序進行，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(biāo)包括：關(guān)節(jié)的確定運動和建模仿真、機器人的示教編程和在線修改程序；計算停止點的運動分析和回停止點的程序設(shè)計。,機械電子發(fā)展的特點 多學(xué)科深度交叉,機械工程科學(xué),微操作系統(tǒng) 機械仿生 仿生制造,,,,電子制造、e-制造、數(shù)字制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造,,納米科技 納米材料 微型機械 納米器件,,生命科技 人類基因組 基因工程 生物芯片,信息科技 光子、量子、 生物計算機； 網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,,,,,,,,微光機電系統(tǒng) 納米機械學(xué) 納米加工測量,PRO/E 的優(yōu)點,1）有利于設(shè)計人員的創(chuàng)造性，從而將從大量的

3、繁瑣的復(fù)雜勞動中解放出來，集中精力進行創(chuàng)造性的勞動。 2）減少了設(shè)計、計算、制圖、制表所需要的時間，縮短了設(shè)計周期。 3）可以從多種方案中進行分析、比較，選出最優(yōu)的方案，實現(xiàn)設(shè)計方案的優(yōu)化。 4）縮短了產(chǎn)品設(shè)計到生產(chǎn)的周期，縮短了產(chǎn)品的上市周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 5）可以對產(chǎn)品進行仿真模擬，而不需要做樣機，減少了原材料的浪費。,裝配,在本次機械手臂的運動仿真中，只需在裝配時定義各個關(guān)節(jié)之間的連接為銷釘連接連接,在 Mechanism 模塊中定義伺服電動機，就可以仿真各個關(guān)節(jié)之間的回轉(zhuǎn)運動。 齒輪間連接點先點擊第二個凸輪按鈕進行約束，再點第三個齒輪按鈕進行齒輪約束，最后解除凸輪約束，點第四個伺服

4、電機按鈕進行轉(zhuǎn)動副中的電機安裝，仿真應(yīng)用了十四個電機。 點擊第一個機構(gòu)分析按鈕，進行機構(gòu)分析仿真運動，點第二個回放按鈕進行回放。 部件的運動情況見錄像。,仿真,連桿變量連桿扭角連桿距離d兩桿長度a cossin 11-90000-1 2200a210 33900a301 44-90d400-1 55900001 6600010,機器手臂的運動分析,DH參數(shù)和其次變換矩陣公式,,得，運動學(xué)方程,,由于是轉(zhuǎn)動關(guān)節(jié)i，連桿i相對連桿i-1繞坐標(biāo)系i的zi軸所作微分轉(zhuǎn)動,，的微分運動矢量為 d=,可得其雅各比矩陣。,機械手的控制,FX2N-64MR-001是FX2N系列中三菱PLCFX家族中最先進的系

5、列。有高速處理及可擴展大量滿足單個需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強，可擴展到256點。 1.系統(tǒng)配置即固定又靈活； 2.編程簡單； 3.備有可自由選擇，豐富的品種； 4.令人放心的高性能； 5.高速運算； 6.使用于多種特殊用途； 7 .外部機器通訊簡單化； 8.共同的外部設(shè)備,機械手操作版面,機械手自動的作業(yè)流程圖,技術(shù)經(jīng)濟性分析,1） 一般企業(yè)引進機械手的做法是直接購買通用型機械手（關(guān)節(jié)式），因為通用機械手能適用的范圍比較廣，柔性和靈活性都較大，功能較強，所以銷售范圍廣泛。 2） 本設(shè)計的機械手能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控機床等相配合，實現(xiàn)加工過程中上下料的自動化、無人化。而且，只要把手爪的結(jié)構(gòu)及編程稍作改變,就可實現(xiàn)多種工件的自動上料。它在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣必將提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并且節(jié)約能源，減輕工人的勞動強度，促進生產(chǎn)技術(shù)的進步。具有很好的經(jīng)濟效益。 3） 本機械手采用可編程序控制器控制，可以實行手動調(diào)整、手動及自動控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，設(shè)計周期短且造價較低。PLC有較高的靈活性，當(dāng)機械手工藝流程改變時，只要對I/O點的接線稍作修改，或I/O繼電器重新分配，程序中作簡單修改，補充擴展即可。機械手的速度、步進電機運行所需的脈沖數(shù)都可以根據(jù)具體的工況進行設(shè)置，能夠滿足在一定范圍內(nèi)數(shù)控上下料的多種作業(yè)要求，符合目前國內(nèi)具體的生產(chǎn)加工水平，能滿足一般企業(yè)生產(chǎn)要求。,謝謝,