机械手毕业设计书样本.doc

广州铁路职业技术学院 毕 业 设 计 题 目 基于PLC的 机械手系统设计 系 别 专业班级 姓 名 学 号 年 月 日至 年 月 日 共 周 指导教师签字 ___________ 系 主 管 领 导 签 字 _________________ ___________年________月_______日 摘要 机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有流电机、、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出路脉冲，分别驱动横轴、竖轴，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过流电机的正反转来控制机械手手爪的，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，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，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。本设计所用机械部件有滚珠丝杠、滑轨、气控机械抓手等。电气方面有可编程控制器（PLC）、步进电机、步进电机驱动器、直流电机、开关电源、电磁阀、操作台等部件。可编程控制器发出两路脉冲到步进电机驱动器，分别驱动横轴、竖轴的步进电机运转；直流电机拖动底座和手的旋转；开关、微动开关、将位置信号反馈给主机，由主机发出指令来实现对手臂的伸缩、上下、转动位置的控制；主机发信号到气动电磁阀，以控制手爪的张合来抓放物体。本设计可根据工件的变化及运动流的要求随时更改相关参数，具有很大的灵活性和可操作性。 3.3 主要硬件设备名称及型号 序号 名称 型号 数量 1 直流电机 70ZYNJ 55r/min 2 2 步进电机 86BYG250A—SAFRBC—0202 2 3 步进电机驱动器 SH—20806 57BYG SH—2H057 2 4 直流继电器 MY2N—DC24V 4 5 干簧管 SMEO—4—K—LED—24—B 2 6 双作用气缸 DSNU—16—100—PA 1 7 单向截流阀 GRLA—M5—QS—6—D 2 8 单电控电磁阀 MEH—5/2—1/8—B 1 9 截止阀 HE—1/4—D—MINI 1 10 消音器 U—1/8 2 11 行程开关 SMBR—16 6 12 组合开关 HZ10—25/3 1 13 PLC Fx2n—64MT 1 14 计算机 自定 1 15 三联按钮 LA10—3H 3 3.4 主要硬件设备说明 (1).步进电机的说明 步进电机是把电脉冲转化为直线位移与角位移的执行元件，也就是说步电机的输出角位移与输入电脉冲的个数成正比。步进电机具有良好的速度特性被广泛用在工业生产中的运动控制中。 步进电机不能直接加电源直接运行而是通过电机驱动器产生的脉冲电压按一定分配分式加到各控制绕组产生电磁过程的跃变，形成磁极旋转，以反应电磁转矩带动转子作步进式转动。电机驱动器通常由脉冲发生器，脉冲分配器，功率放大器三部分组成。脉冲的输入经脉冲分配器组合成多相轮流通断的输出脉冲，然后经功率放大送步进电机。在步进的状态下，由于步进率较低，电动机装置在下一相通电并开始动作之前完全处于静止状态。这样，电机便可以在无位置误差的情况下启动，停止，反转。 从本设计的实际考虑，本系统应属于步进电机的的变速连续运行应而在电机的起停环节上可能存在一定的位置误差，如对于要求较高的位置控制系统，应采用升速到恒速，减速到停止的过程。但对于本系统而言，该误差对系统正常动作的影响可以忽略。直接利用PLC继电器输出