如何设计一台高效的搬运机械手？

导读：" 如何设计一台高效的搬运机械手？介绍：搬运机械手是现代工业生产中不可或缺的设备，它能够代替人工完成繁重、危险或重复性高的工作。设计一台高效的搬运机械手对于提高生产效率和降低劳动强度非常重要。下面将从几个方面介绍如何设计一台高效的搬运机械手。1.确定"

如何设计一台高效的搬运机械手？

介绍：

　　搬运机械手是现代工业生产中不可或缺的设备，它能够代替人工完成繁重、危险或重复性高的工作。

　　设计一台高效的搬运机械手对于提高生产效率和降低劳动强度非常重要。

　　下面将从几个方面介绍如何设计一台高效的搬运机械手。

　　1.确定搬运物体的重量和尺寸，以便选择合适的机械手型号和规格。

　　2.选择适当的机械手控制系统，以确保机械手能够精确地执行指令。

　　3.考虑机械手的动力系统，包括电动、液压或气动，以满足搬运物体的需求。

　　4.为机械手设计合适的末端执行器，如夹具或吸盘，以便能够牢固地抓取和搬运物体。

　　5.设置合理的路径规划算法，以确保机械手能够高效地移动和搬运物体。

　　6.配备适当的感知系统，如视觉或力觉传感器，以便机械手能够感知周围环境和物体。

　　7.优化机械手的控制算法，以提高机械手的响应速度和精确度。

　　8.进行充分的测试和调试，以确保机械手在工作中的稳定性和可靠性。

　　9.提供必要的培训和操作手册，以确保操作人员能够正确地使用和维护机械手。

　　通过以上几个方面的考虑和设计，可以设计出一台高效的搬运机械手，提高生产效率，降低劳动强度，为工业生产带来更多的便利和效益。

搬运机械手毕业设计

毕业设计搬运送料机械手设计及Solidworks运动仿真，正文共37页，12065字，附机械手CAD图、机械手动作仿真、机械手造型设计

　　目录

　　摘要1

　　第一章机械手设计任务书1

　　1.1毕业设计目的1

　　1.2本课题的内容和要求2

　　第二章抓取机构设计4

　　2.1手部设计计算4

　　2.2腕部设计计算7

　　2.3臂伸缩机构设计8

　　第三章液压系统原理设计及草图11

　　3.1手部抓取缸11

　　3.2腕部摆动液压回路12

　　3.3小臂伸缩缸液压回路13

　　3.4总体系统图14

　　第四章机身机座的结构设计15

　　4.1电机的选择16

　　4.2减速器的选择17

　　4.3螺柱的设计与校核17

　　第五章机械手的定位与平稳性19

　　5.1常用的定位方式19

　　5.2影响平稳性和定位精度的因素19

　　5.3机械手运动的缓冲装置20

　　第六章机械手的控制21

　　第七章机械手的组成与分类22

　　7.1机械手组成22

　　7.2机械手分类24

　　第八章机械手Solidworks三维造型25

　　8.1上手爪造型26

　　8.2螺栓的绘制30

　　毕业设计感想35

　　参考资料36

　　摘要

　　　　本课题是为普通车床配套而设计的上料机械手。

　　工业机械手是工业生产的必然产物，它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化首扰技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

　　因而具有强大的生命力受到人们者卖旦的广泛重视和欢迎。

　　实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。

　　工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。

　　此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。

　　　　本课题通过应用AutoCAD技术对机械手进行结构设计和液压传动原理设计，运用Solidworks技术对上料机械手进行三维实体造型，并进行了运动仿真配租，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。

　　它能实行自动上料运动；在安装工件时，将工件送入卡盘中的夹紧运动等。

　　上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。

　　关键字机械手，AutoCAD，Solidworks

桁架式搬运机械手的工作原理是什么?

　　在钢结构行业中，切割成数条条板的钢板在切割平台上需要卸料。

　　桁架式机械手跨度大，搬运距离长，符合斗纳此工艺要求。

　　桁架式机械手通常由X、Y、Z三直角坐标组成，配合末端执行器，完空迅成工件搬运。

　　末端执行器由电磁吸盘、柔性联结机构，断电保护机构等组成，余料随交换平茄察台回到上件工位。

机械化搬运代替人工搬运的有效手段有哪些?

这个需要你自己找，不过我这有一篇概述发给你

　　简介：机械手可在空间抓放物体，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[1]。笔者开发的用于热处理淬火加工的物料搬运机械手，采用PLC控制，是一种按预先设定的程序进行工件分拣、搬运和淬火加工的自动化装置，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，并可根据工件的变化以及淬火工艺的要求随时更改相关控制参数。

关键字：可编程控制器，机械手，定位控制

1引言

　　机械手可在空间抓放物体，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[1]。笔者开发的用于热处理淬火加工的物料搬运机械手，采用PLC控制，是一种按预先设定的程序进行工件分拣、搬运和淬火加工的自动化装置，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，并可根据工件的变化以及淬火工艺的要求随时更改相关控制参数。

2物料搬运机械手结构

　　物料搬运机械手为三自由度气压式圆柱坐标型机械手，主要由机座、腰部、水平手臂、垂直手臂、气爪等部分组成。

　　其中，腰部采用步进电机驱动旋转，手臂及气爪采用气缸等气动元件。

　　对应的物料分拣装置由4个普通气缸构成，用以将不同长度的工件经分拣后送至各自的轨道中，并在轨道终端进行淬火加工，加工完毕后再由机械手抓取、搬运和分类堆放。

　　机械手抓取长、短工件的顺序不是固定的，要视物料分拣装置的分拣结果以及长、短工件哪一个先到达轨道终端来定。

　　但机械手对工件的堆放顺序却是固定的，要按照一定的规律堆放(如图1中，长、短工件各放一边，以4个为一组进行堆放)，并且堆放工件的位置精度也是有要求的。

3机械手控制系统组成

　　由于取工件和堆放工件都有定位精度要求，所以在机械手控制中，除了要对垂直手臂滑块气缸、气爪等普通气缸进行控制外，还要涉及到对水平手臂气缸以及机械手腰部回转的伺服控制。

　　其中，机械手水平手臂气缸的伺服控制采用气动比例伺服控制系统;机械手的回转控制则采用三相混和式步进电机及其控制系统。

　　考虑到机械手工作的稳定性、可靠性以及各种控制元器件连接的灵活性和方便性，对这种混合驱动机械手采用PLC作为核心控制器，上述各控制对象都必须在PLC的统一控制下协同工作(如图2所示)，PLC采用日本三菱公司的FX2N-32MR型PLC(16点输入、16点输出)。

　　步进电机选用深圳白山机电公司的BS110HB3L142-04型三相混合式步进电机，最大扭矩:12Nm;保歼锋持转矩:13.5Nm;额定电流4.2A。

　　步进电机驱动器性能的优劣，直接关系到步进电机的正常运行，必须合理选配。

　　为此，我们仍选择白山公司与BS110三相混合式步进电机配套的Q3HB220M等角度恒力矩细分型驱动器，定位精度可达30000步/转。

　　为了确保步进电机控制的稳定性、可靠性以及便于日后维护，我们选择与FX2N系列PLC配套的脉冲发生单元FX2N-1PG作为步进电机驱动器的控制单元[2]。

　　PLC通过扩展电缆、控制信号以及FROM/TO指令对1PG进行控制，向1PG发出定位命令，然后由1PG通过向步进电机驱动器输出指定数量的脉冲(最大100KPPS)来具体执行这个定位命令，从而最终实现PLC对步进电机的伺服定位控制，既提高了控制的灵活性和可靠性,又便于控制程序的编写。

　　在图2中，FX2N-1PG的FP和RP分别与步进电机的DR-和PU-端子相连，表示输出脉冲类型分别为前向脉冲和反向脉冲。

　　1PG的DOG端为确定步进电机原点位置时所用。

　　在调试时，当步进电机接近原点位置时，应通过此端对应的按钮接通24V电源，从而使步进电机开始以原点返回速度(爬行速度)转动，以便在到达设定的原点位置时方便于PG0端的控制。

　　PG0 和PG0-为步进电机到达原点位置时的停转控制信明改燃号，需外加一个5V电源，正端接PG0 ，负端通过开关K与PG0-相连。

　　当步进电机在DOG信号的控制下缓慢转动到达设定的原点位置时，可通过手动或行程开关触发PG0 和PG0-，使两端接通5V电源，于是电机停转，并将原点位置记录下来，存贮在1PG的BFM#26和#27这2个寄存器中，作为PLC对步进电机进一步控制的基准和重要参数。

　　气动比激虚例伺服控制系统采用德国Festo公司的相关产品，主要由HMP坐标气缸、伺服定位控制器SPC200以及与之配套的内置位移传感器MLO-POT-0225、气动伺服阀MPYE-5-1/8-LF-010-B和伺服定位控制连接器SPC-AIF-POT等装置组成。

　　在图2的控制系统硬件接线中，主要涉及其中SPC200的DIO数字量I/O模块的接线[3]。

　　从该图中可见，一方面PLC通过输出端Y0-Y3控制SPC200的定位指令(RecordSelect工作方式)记录号选取，并通过Y6启动伺服定位;另一方面SPC200又通过定位任务完成信号Q0.4(MC-A)将定位执行情况反馈到PLC的输入端X12，以便于PLC的程序控制。

　　在滑块气缸和气爪上都安装有磁性开关传感器，用于检测气缸活塞的位置。通过这些传感器的信号，并结合步进电机和气动伺服的启停信号，在PLC的控制下，就能够对滑块气缸和气爪对应的电磁阀进行控制，进而实现气缸的动作。

4控制系统PLC程序设计

4.1步进电机初始化控制程序

　　PLC与1PG间通过FROM/TO指令进行联系。

　　通过TO指令，PLC将控制命令及参数写入1PG的缓存，而在1PG控制下，步进电机的运行状态则由PLC通过FROM指令读入，以便程序处理。

　　在图3所示的部分步进电机初始化程序中，PLC一旦通电运行，便在每一个循环执行周期中将其M0～M15寄存器的内容写入1PG的操作命令缓存“BFM#25”中，控制1PG的工作。

　　同时，PLC还不断从1PG的“BFM#28”、“BFM#27”和“BFM#26”缓存中读入步进电机的运行状态和当前位置值，以便在逻辑控制中通过对这些输入值的处理来进一步控制机械手的动作。

　　按设计要求，同类型工件每4个为一组放置，两种工件各自的堆放顺序不能互相干扰。因此，同类型的4个工件搬运为一个基本循环，在各自的工件循环中分别设置了相应的工件计数标志位。

4.2机械手综合控制程序

综合前述的步进电机和气动伺服控制技术，同时结合对垂直手臂滑块气缸、气爪的控制要求,下面给出机械手完成一次定位并抓取工件的部分PLC程序

　　该程序表明:当工件分拣加工完毕后，机械手首先转动一定的角度指向取工件位置，待步进电机定位结束后，垂直手臂滑块气缸活塞落下，然后水平手臂气缸在气动伺服控制下伸出设定的定位位移。

　　定位位移是由PLC的输出端子(Y2～Y0)控制SPC200输入端子(I0.2～I0.0)的状态来决定的，如附表所示，从而实现了PLC对气动伺服定位的控制。

　　当气动伺服定位结束后，气爪动作,夹紧工件。

　　后续的搬运和放置工件的控制程序原理与之类似。

5结束语

　　上述针对机械手的控制方法充分利用了PLC和其它控制装置的特性，结构紧凑、控制可靠，目前在现场运行良好。作为一个相对独立的PLC控制系统，它还可以通过RS-485总线或CC-Link总线与生产线上的其它PLC及控制器组成工业控制网络,实现更进一步的自动化生产控制。

简单搬运机械手PLC程序

　　简单怎么不自己编，我觉得很少有人会直接回答，何况分数这么低，即使现成的程序别人辛苦得来的成果也不会轻手绝易拿出来，这个应该可以枯薯做换不少人民币了。毕竟是自己用到的东西，每个人都有自己的思路，没衡还是自个儿好好专研去，有具体难点在上来问，不仅是个收获将来维护改进时也方便

PLC搬运机械手结构设计可以改为什么题目

搬运机械手是企业自动化生产线中重圆搭要设备之-

，其性能的优劣直接影响到产品

　　的产量和质量。因此，设计性能优良的搬运机械手控制系统对于提高产品产量和质量

　　且有十分重要的意义。

本文针对完成曲轴在两条生产线之间搬运任务的搬运机械手控制系统进行设计

采用了电气一体化的设计方案，使用带自锁功能的气缸实现了机械手对工件的抓放和

保证了在断气状态下机械手状态的保持，通过伺服电机来实现机械手在水平、竖直方

　　向快速精确的移动。采用SIEMENS公司的SIMATICS7-200系列PLC作为核心控制

器，外扩定位模块EM253模块对伺服电机进行精确的定位控制，从硬件和软件两个

方面进行设计，完成了PLC在搬运机械手中硬件连接，VO点分配和应用程序的设计，

实现了机械手的上电初始化、零点复位、故障报警、手动运行、半自动运行和在无人

　　看守橘昌拿时的自动运行。最终达到设计要求，完成搬运目的。

关键词搬运机械手PLC定位模块EM2253控制迅森系统