机械手（Robot)
培训资料
广东凯宝机器人科技有限公司
技术部胡光民
二零一二年三月
目录
一、机械手市场分析
二、现阶段机械手的特点
三、机械手产品相关知识解答
四、机械手的发展趋势
一、机械手市场分析
品牌产地品质价格优、劣势市场YAMAHA日本★★★★★★★★★★质优价高全方位市场IAI日本★★★★★★★★★★质优价高小型机械手为主ROBOSTAR韩国★★★★★★★★质优价高机械手,机器人DONGBU韩国★★★★★★★★质优价高机械手,机器人ALPHA韩国★★★★★★★★质优价高机械手,机器人TOYO中国-台湾★★★★★★质量还好,价格便宜机械手润达中国-台湾★★★★★差机械手腾盛深圳★★★★★★一般机械手、设备富士深圳★★★★差机械手东莞★★★★★★一般机械手
二、现阶段机械手的特点
机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并
越来越广泛地得到了应用。
?工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
?工业机械手的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
?机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
?机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：
其一、它能部分的代替人工操作；
其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和
装卸；
其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显
著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入大量的人力物力来研究和应用。尤其是在高温、高
压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，应用的更为广泛。在我国近几年也有
较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。
三、机械手产品相关知识解答
机械手类型
丝杆型机械手
开放式机械手
同步带型机械手
机械手
丝杆型机械手
洁净式机械手
同步带型机械手
开放式机械手
洁净式机械手
1、开放式机械手适用于：一般环境下设备使用。
2、洁净式机械手适用于：恶劣环境使用。喷涂设备、电焊设备、木工切割设备、高污染，高粉尘等恶劣环境。
3、丝杆型机械手适用于：重复精度要求高（+/-0.02）、负载重的设备。
4、同步带型机械手适用于：重复精度要求不高（+/-0.05）、负载轻的设备。
机械手类型
丝杆型同步带型
机械手选型
?公司现有产品型号目录
开放式洁净式80116130C50C66C80 160180200C105C125C150 250C185C230
?选型常见的几个问题
1、对方需求产品类型？A：开放型B、洁净型C、丝杆型D、同步带型
2、对方需求产品行程？A：200mm B：500mm客户自定义
3、对方对丝杆精度要求？A：C3B：C5C：C7
4、对方对丝杆导程要求？A：05B：10C：20D、40
5、对方需求产品负载要求？A：5kg B:10kg客户自定义
6、对方需求产品需求几轴？A：单轴B:两轴C：三轴D、四轴
四、机械手的发展趋势
? 1 重复高精度
精度是指机械手达到指定点的精确程度，它与驱动器的分辨率以及反馈装置有关。重复精度是指如果动作重复次数多，机械手到达同样位置的精确程度。重复精度比精度更重要，如果一个机械手定位不够精确，通常会显示一个固定的误差，这个误差是可以预测的，因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围，它通过一定次数地重复运行机械手来测定。随着微电子技术和现代控制技术的发展，机械手的重复精度将越来越高，它的应用领域也将更广阔，如核工业和军事工业等。
? 2 模块化
有的公司把带有系列导向驱动装置的机械手称为简单的传输技术，而把模块化拼装的机械手称为现代传输技术。模块化拼装的机械手比组合导向驱动装置更具灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及油管的导向系统装置，使机械手动作自如。模块化机械手使同一机械手可能应用不同的模块而具有不同的功能，扩大了机械手的应用范围，是机械手的一个重要的发展方向。
? 3 节能化
为了适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密仪器等行业的无污染要求不加润滑脂的不供油润滑元件已经问世。
随着材料技术的进步，新型材料的出现，构造特殊、用自润滑材料制造的无润滑元件，不仅节省润滑油、不污染环境，而且系统简单、摩擦性能稳定、成本低、寿命长。
? 4 机电一体化
由“可编程控制器—传感器—液压元件”组成的典型的控制系统仍然是自动化技术的重要方面；发展与电子技术相结合的自适应控制液压元件，使液压技术从“开关控制”进入到高精度的“反馈控制”；节省配线的复合集成系统，不仅减少配线、配管和元件，而且拆装简单，大大提高了系统的可靠性。而今，电磁阀的线圈功率越来越小，而PLC的输出功率在增大，由PLC直接控制线圈变得越来越可能。
国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。视觉功能即在机械手上安装有电视照相机和光学测距仪以及微型计算机。工作是电视照相机将物体形象变成视频信号，然后送给计算机，以便分析物体的种类、大小、颜色和位置，并发出指令控制机械手进行工作。触觉功能即是在机械手上安装有触觉反馈控制装置。工作时机械手首先伸出手指寻找工作，通过安装在手指内的压力敏感元件产生触觉作用，然后伸向前方，抓住工件。手的抓力大小通过装在手指内的敏感元件来控制，达到自动调整握力的大小。总之，随着传感技术的发展机械手装配作业的能力也将进一步提高。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。
随着科学与技术的发展，机械手的应用领域也不断扩大。目前，机械手不仅应用于传统制造业，如采矿、冶金、石油、化学、船舶等领域，同时也已开始扩大到核能、航空、航天、医药、生化等高科技领域以及家庭清洁、医疗康复等服务业领域中。
实验报告 （理工类） 课程名称: 机器人创新实验 课程代码: 6003199 学院(直属系): 机械学院机械设计制造系 年级/专业/班: 2010级机制3班 学生姓名: 学号: 实验总成绩: 任课教师: 李炜 开课学院: 机械工程与自动化学院 实验中心名称: 机械工程基础实验中心
一、设计题目 工业机器人设计及仿真分析 二、成员分工：（5分） 三、设计方案：（整个系统工作原理和设计）（20分） 1、功能分析 工业机器人由操作机（机械本体）、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成，是一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当代研究十分活跃，应用日益广泛的领域。机器人应用情况，是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动，而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置，既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力，又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力，从某种意义上说它也是机器的进化过程产物，它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设备，也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备。 本次我们小组所设计的工业机器人主要用来完成以下任务： （1）、完成工业生产上主要焊接任务； （2）、能够在上产中完成油漆、染料等喷涂工作； （3）、完成加工工件的夹持、送料与转位任务； （5）、对复杂的曲线曲面类零件加工；（机械手式数控加工机床，如英国DELCAM公司所提供的风力发电机叶片加工方案，起辅助软体为powermill，本身为DELCAM公司出品）
实验1机器人机械系统 一、实验目的 1、了解机器人机械系统的组成； 2、了解机器人机械系统各部分的原理和作用； 3、掌握机器人单轴运动的方法； 二、实验设备 1、RBT-5T/S02S教学机器人一台 2、RBT-5T/S02S教学机器人控制系统软件一套 3、装有运动控制卡的计算机一台 三、实验原理 RBT-5T/S02S五自由度教学机器人机械系统主要由以下几大部分组成：原动部件、传动部件、执行部件。基本机械结构连接方式为原动部件——传动部件——执行部件。机器人的传动简图如图2——1所示。 图2-1机器人的传动简图 Ⅰ关节传动链主要由伺服电机、同步带、减速器构成，Ⅱ关节传动链有伺服电机、减速器构成，Ⅲ关节传动链主要由步进电机、同步带、减速器构成，Ⅳ关节传动链主要由步进电机、公布戴、减速器构成，Ⅴ关节传动链主要由步进电机、同步带、锥齿轮、减速器构成在机器人末端还有一个气动的夹持器。 本机器人中，远东部件包括步进电机河伺服电机两大类，关节Ⅰ、Ⅱ采用交流伺服电机驱动方式：关节Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ采用步进电机驱动方式。本机器人中采用了带传动、谐波减速传动、锥齿轮传动三种传动方式。执行部件采用了气动手爪机构，以完成抓取作业。 下面对在RBT-5T/S02S五自由度教学机器人中采用的各种传动部件的工作原理及特点作一简单介绍。1、同步齿形带传动 同步齿形带是以钢丝为强力层，外面覆聚氨酯或橡胶，带的工作面制成齿形（图2-2）。带轮轮面也制成相应的齿形，靠带齿与轮齿啮合实现传动。由于带与轮无相对滑动，能保持两轮的圆周速度同步，故称为同
步齿形带传动。 同步齿形带传动如下特点： 1.平均传动比准确； 2.带的初拉力较小，轴和轴承上所受的载荷较小； 3.由于带薄而轻，强力层强度高，故带速可达40m/s,传动比可达10，结构紧凑，传递功率可达200kW，因而应用日益广泛； 4.效率较高，约为0.98。 5.带及带轮价格较高，对制造安装要求高。 同步齿形带常用于要求传动比准确的中小功率传动中，其传动能力取决于带的强度。带的模数 m 及宽度b 越大，则能传递的圆周力也越大。 图2-2同步齿形带传动结构 2.谐波传动 谐波齿轮减速器是利用行星齿轮传动原理发展起来的一种新型减速器。谐波齿轮传动（简称谐波传动），它是依靠柔性零件产生弹性机械波来传递动力和运动的一种行星齿轮传动。 （一）传动原理 图2-3谐波传动原理 图2-3示出一种最简单的谐波传动工作原理图。 它主要由三个基本构件组成： （1）带有内齿圈的刚性齿轮（刚轮）2，它相当于行星系中的中心轮； （2）带有外齿圈的柔性齿轮（柔轮）1，它相当于行星齿轮； （3）波发生器H，它相当于行星架。 作为减速器使用，通常采用波发生器主动、刚轮固定、柔轮输出形式。
上下料机械手课程设计说明书
专业课程设计 任务书 一、目的与要求 《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼： 1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。 2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。 3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练
地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标 准和规范等。 4． 进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合 素质。 二．主要内容 表1精锻机上料机械手主要技术参数 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式 抓取重量 60kgf 自由度 4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩 500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2 左右旋转 200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2 手指夹持范围 四种规格 90-120 定位方式和定位精度 机械挡块 +-1mm 控制方式 点位程控，开关板预选 驱动方式 液压 kgf/cm2
《工业机器人》复习题 一、名词解释 1．驱动系统：发动机带动变速箱，经过变速后再经过传动轴，差速器，左右半轴传到轮胎，达到行走的系统． 2. 自由度：指描述物体运动所需要的独立坐标系。 3．磁致伸缩驱动：某些磁性体的外部一旦加上磁场则磁性体的外形尺寸会发生变化，利用这种现象制作的驱动器称为磁致伸缩驱动器。 4. 重复定位精度：工件某一个自由度（或某几个自由度）被两个（或两个以上）约束点约 束，称为过定位。也称为重复定位或超定位。 5. 示教再现：一种可重复再现通过示教编程存储起来的作业程序的机器人 6. 机器人的正运动学：当已知所有的关节变量时，可用正运动学来确定机器人末端手的位 姿。 7. 机器人的逆运动学：要使机器人末端手放在特定的点上并且具有特定的姿态，可用逆运动学来计算出每一关节变量的值。 二、选择题 1、机器人语言是由（ A ）表示的"0"和"1"组成的字串机器码。 A二进制B十进制C八进制D十六进制 2、机器人的英文单词是（C） A、botre B、boret C、robot D、rebot 3、机器人能力的评价标准不包括：（C） A智能B机能C动能D物理能 4、下列那种机器人不是军用机器人。（C） A “红隼”无人机 B 美国的“大狗”机器人 C 索尼公司的AIBO机器狗 D “土拨鼠” 5、人们实现对机器人的控制不包括什么？（D） A输入B输出C程序D反应 6．FMC是（D）的简称。 A．加工中心 B．计算机控制系统 C．永磁式伺服系统 D．柔性制造单元。 7．由数控机床和其它自动化工艺设备组成的（B），可以按照任意顺序加工一组不同工序与不同节拍的工件，并能适时地自由调度和管理。 A．刚性制造系统 B．柔性制造系统 C．弹性制造系统 D．挠性制造系统 8、工业机器人的额定负载是指在规定范围内（A）所能承受的最大负载允许值 A．手腕机械接口处 B．手臂 C．末端执行器 D．机座
中北大学 信息商务学院 《机床电气控制与PLC》实验报告 学院： 业：专班级：学号： 姓名：
月6年2014 实验机械手的PLC控制 .实验目的一1．进一步熟悉机床电气控制环节中常用的低压电器，熟练掌握按钮、接触器等低压电器的工作原理及其安装、接线等使用方法。； 2．掌握PLC控制系统设计方法与步骤，掌握PLC的基本硬件配置及硬件连接方法。 3．掌握机械手的基本控制手段，如左转、右转、前伸、后缩、放松、加紧、上升、下降等。二．实验内容及要求 本实验的目的是通过PLC实现机械手的操作控制，如左转、右转、前伸、后缩、放松、加紧、上升、下降等。学生完成PLC控制电路、完成硬件连接、编写控制程序并现场调试。 要求： 1．选择PLC并设计PLC控制电路。要求PLC选型合理、控制方式简单可靠； 2．选取所需的硬件元件完成硬件连接； 3．编写控制程序。要求程序简单可靠、结构合理； 4．系统必须能够调试通过，运转达到设计要求 二．实验仪器及设备 计算机一台、机械手工作台1套、控制按钮若干、PLC基本模块1个、各种导线若干、PLC编程软件。 三．实验步骤 1．根据实验要求，确定要实现的功能并设计状态转移图： 2．根据给定的PLC和所设计的控制功能进行元器件选择和PLC的I/O分配，并填写在表1-1中。表1-1 电机控制I/O分配表 输入输出器件功输出端输入端器件功器件名器件名
3. 根据I/O分配表画出I/O接线图，并连接控制线路。 所设计的控制电路接线图： 4. 根据控制要求编写PLC程序（以梯形图的方式或者指令表方式）。所设计的梯形图或状态转移图： 指令表：
电气控制与PLC 课程设计说明书 题目机械手控制 院系机械工程学院 专业机械工程及自动化(电梯工程) 班级0722112 学号072211221 学生姓名孙奇 指导教师胡朝斌、易风 机械工程学院 2014年6月
目录 一、绪论 (3) 二、机械手的工作原理 (4) 2.1机械手的概述 (4) 2.2机械手的工作原理 (5) 三、机械手的工作流程图 (7) 四、输入和输出点分配图及原理接线图 (8) 五、元器件选型清单 (10) 六、控制程序 (14) 6.1初始化流程图设计 (14) 6.2手动操作梯形图 (15) 6.3回原点方式顺序功能图 (16) 6.4自动方式顺序功能图 (17) 6.5 PLC总程序梯形图 (18) 七、总结 (23) 参考文献 (24)
一、绪论 1.1 可编程序控制器的应用和发展概况 可编程序控制器（programmable controller），现在一般简称为PLC （programmable logic controller），它是以微处理器为基础，综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用，成为了现代工业控制三大支柱之一。 1.2 PLC的应用概况 PLC的应用领域非常广，并在迅速扩大，对于而今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC，尤其近几年来PLC的性价比不断提高已被广泛应用在冶金、机械、石油、化工、轻功、电力等各行业。 按PLC的控制类型，其应用大致可分为以下几个方面。 （1）用于逻辑控制 这是PLC最基本，也是最广泛的应用方面。用PLC取代继电器控制和顺序控制器控制。例如机床的电气控制、包装机械的控制、自动电梯控制等。 （2）用于模拟量控制 PLC通过模拟量I/O模块，可实现模拟量和数字量之间转换，并对模拟量控制。 （3）用于机械加工中的数字控制 现代PLC具有很强的数据处理功能，它可以与机械加工中的数字控制（NC）及计算机控制（CNC）紧密结合，实现数字控制。 （4）用于工业机器人控制 （5）用于多层分布式控制系统 高功能的PLC具有较强的通信联通能力，可实现PLC与PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与上位机之间的通信。从而形成多层分布式控制系统或工厂自动化网络。 1.3 PLC概况及在机械手中的应用 （1）可靠性高、抗干扰能力强 （2）控制系统构成简单、通用性强 由于PLC是采用软件编程来实现控制功能，对同一控制对象，当控制要求改变需改变控制系统的功能时，不必改变PLC的硬件设备，只需相应改变软件程序。
机电工程学院 《专业综合课程设计》 说明书 课题名称：简易机械手机械机构设计 学生姓名：沈柳根学号：20110611119 专业：机械电子工程班级：11机电 成绩：指导教师签字： 2015年1月5日
摘要 简易机械手是工业机械手的简化，功能相似，而工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。工业机械手设计是机械制造、机械设计和机械电子工程等专业的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一次专业课程内容得综合设计。通过设计提高学生的机械分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计的能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法。 通过对于气动机械手的设计，展现了各个相关学科知识在这里的整合，有利于理解专业知识。 关键词：简易机械手；结构设计；气动
目录 摘要....................................................... 错误！未定义书签。 1 设计任务介绍及意义 (1) 1.1设计任务意义： (1) 1.2设计任务要求介绍： (1) 2 总体方案设计 (3) 2.1 结构分析 (3) 2.3 设计简介 (3) 3 机械传动结构设计 (5) 3.1传动结构总体设计 (5) 3.2手指气缸的设计 (6) 3.3纵向气缸的设计 (12) 3.4横向气缸的设计 (13) 4最终图纸 (15) 4.1装配图 (15) 5 总结 (16) 参考文献 (17)
机械手的学习研究报告 学校：广东技术师范学院天河学院 院系：机电工程学院 班级：12材料成型班 姓名：邓什永 学号：29 2015年11月15日
机械手的学习研究报告 机械手的研发背景 随着自动化水平的发展，国内外出现了很多工业机器人。这些机器人广泛应用于工业，农业，军事，探险勘测等各个领域。在工业方面，机器人用于汽车工业，制造业，建筑业，重型工业还有轻工业。在农业方面，机器人用于蔬菜的收获，除草，喷药；而在军事方面，机器人用于排雷，拆弹，还有无人侦查等；在探险勘测，机器人用于人类无法进行作业的各种环境进行探测。 机器人的起步始于上世纪的60年代，而国内机器人的起步比国外晚了十几年，起步于上世纪的70年代。机器人的研发一开始主要应用在工业上，国外比较成功的研发实例主要集中在欧洲和日本，比如德国的库卡机器人，瑞典的ABB,还有日本的法兰克，安川，三菱等。近年来，机器人的发展迅猛，出现了多轴联动仿人形机器人。另外国外的柔性生产系统发展也较为迅速，可以把原料自动加工成成品，自动化集成程度非常高。经过几十年的研发，国内的机器人发展也略有见效，较为知名的有沈阳新松机器人，哈尔滨工业大学海尔机器人。在自动化机床方面有华中数控和广州数控。 为响应国家号召，加强我国机器人方面的研发,展现我校的研发能力。于是在去年的下半年，我校投入大量资金，对电饭锅冲压夹持机械手进行研究。经过一年多的努力，终于取得了很大的突破，该四轴联动机械手基本上可以应用在生产线上投入生产。
工作原理分析 机械手实体照片如下： 机械手的系统工作原理框图如下图所示。 机械手的系统工作原理框图 控制系统 （PLC ） 驱动系统 （电气驱动） 执行机构 位置检测装置 工作手爪 传动机构 机械手臂 机体座
一、机器人擂台赛 1、实训目的 机器人擂台赛的目的在于促进智能机器人技术（尤其是自主识别、自主决策技术）的普及。参赛队需要在规则范围内以各自组装或者自制的自主机器人互相搏击，并争取在比赛中获胜，以对抗性竞技的形式来推动相关机器人技术在大学生、青少年中的普及与发展。可以用自己设计的机器人来参加擂台赛，同时掌握这个环节所展现出来的机器人技术。 机器人擂台赛未来的发展目标是：比赛中，两个使用双腿自主行走的仿人形机器人互相搏击并将对方打倒或者打下擂台。? 2、实训要求 在指定的大小擂台上有双方机器人。?双方机器人模拟中国古代擂台搏击的规则，互相击打或者推挤。如果一方机器人整体离开擂台区域或者不能再继续行动，则另一方获胜。机器人大小要求长、宽、高分别不能超过30cm、30cm、40cm 。 比赛场地大小为长、宽分别为是 2400?mm的台，台上表面即为擂台场地。有黑色的胶布围成。?比赛开始后，?围栏内区域不得有任何障碍物或人。? 3、比赛规则分析? 我们需要吃透比赛规则，然后才能在比赛规则允许的范围内，尽量让我们的机器人具有 别人不具有的优势。对上述的比赛规则分析得到以下几个重点：? 3、1需要确保自己不掉下擂台
需要有传感器进行擂台边沿的检测，当发现机器人已经靠近边沿立刻转弯或者掉头。擂 台和地面存在比较大的高度差，我们通过测距传感器很容易发现这个高度落差，从而判断出 擂台的边沿。如图所示，在机器人上安装一个测距传感器，斜向下测量地面和机器人的 距离，机器人到达擂台边沿时，传感器的测量值会突然间变得很大。由于红外测距传感器使 用方便，并且“创意之星”控制器可以接入最多 8 个红外测距传感器，我们可以将它作为首选方案。? 擂台地面时有灰度变化的，我们可以在机器人腹部安装一些灰度传感器，来判读机器人 覆盖区域的灰度变化，从而判读机器人相对场地的方向。可以通过整体灰度值来判读机器人 的位置是不是靠近边沿，如果机器人靠近边沿就转弯后者后退。? 3、2需要及时的发现敌方 这里我们使用红外接近开关作为寻找敌方的方案并不算优秀，红外接近开关的有效测量范围是 20cm，20cm 之外的物体是察觉不到的。我们可以改成红外测距传感器，它的有效测量范围是 10‐80cm，比较适合我们当前的使用场合。? 3、3需要迅速的推动敌方，将敌方退下擂台 我们可以想象，两只斗牛相互推挤，赢的一定是力气比较大的一方。?
THJDJX-1型机械手实训装置 一、概述 THJDJX-1型机械手实训装置的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸、气夹等机械部件组成；电气方面有步进电机、步进电机驱动器、传感器、开关电源、电磁阀等电子器件组成；可编程控制器可采用目前市面上比较流行的各类PLC，如西门子、三菱或欧姆龙等。该模型是涵盖了PLC技术，位置控制技术、气动技术有机结合成一体的教学仪器。 二、实验目的 1.掌握PLC控制的基本原理、步进电机及驱动、直流电机、传感器等器件的原理及使用。 2.掌握位置控制技术、气动技术。 3.掌握机械传动原理及应用。 4.理解PLC的脉冲输出控制。 5.了解工业现场控制技术。 三、技术性能 1．输入电源：单相三线220V±10% 50Hz 2．工作环境：温度-10℃～+40℃相对湿度＜85%(25℃) 海拔＜4000m 3．绝缘电阻：大于3MΩ 4．外形尺寸：80×50×120cm3 四、实验设备 1.机械手模型一台 2.计算机（用户自备）一台 3.导线若干 4.气泵(用户自备) 一台 5.晶体管输出型可编程控制器(带编程电缆)（用户自备）一套 注：输入/输出端各不少于9个点 五、实验原理 1．步进电机 采用二相八拍混合式步进电机，主要特点： 体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位 转矩等优点。本模型中采用串联型接法，其电 气图如下图所示：
2．步进电机驱动器 步进电机驱动器主要有电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。驱动器参数如下列图表所示： （1 （2 （3 （4）接线信号描述
（5）PLC控制器与步进电机驱动器连接的工作原理如图所示： 驱动器电源由面板上电源模块提供，注意正负极性，驱动器信号端采用+24V供电，需加1.5K限流电阻（见图中1.5K电阻）。驱动器输入端为低电平有效，在使用不同厂家的PLC产品配套此模型使用时，要选择相应的输出方式，或者加入合适的电平转换板进行电平转换。 3．传感器： (1)接近开关：接近开关有三根连接线（棕、兰、黑）棕色接电源的正极、蓝色接电源的 负极、黑色为输出信号，当与档块接近时输出电平为低电平，否则为高电平。与PLC之间的接线图如下，当传感器动作时，输出端对地接通。PLC内部光耦与传感器电源构成回路，PLC 信号输入有效。
成都航空职业技术学院 汽车工程系 设计说明书 设计题目: 汽车模拟装配线两关节机械手臂 组员姓名：赵治帅张良李杉李廷堃郑宁波 专业班级：机电一体化 10939 指导教师：申爱民 20011 年10 月30日
摘要 本文对模拟汽车装配线的工作原理和运动控制做了阐述，对如何防止故障时撞车和故障报警做出了系统说明，并深入研究了导轨的滑撬式传动和脱钩式等其他传动的优缺点；认真研究了步进电机伺服电机的原理，然后给出了具体的实现方法。现代汽车总装工艺自动化程度越来越高。汽车制造总装机械化生产包括整车装配线、车身输送线、储备线、升降机等。主要分为一次内饰装配线（车身打号、天窗、线束、ABS、顶棚、地毯、气囊帘、车门支撑板、车门玻璃、密封条、仪表盘、水箱等）、底盘线（油管、油箱、隔热板、动力总成、后悬、排气管、挡泥板、轮胎等）、二次内饰线（风窗玻璃、座椅、仪表板后端、电瓶、空滤器、备胎、后备箱备附件、雨刷、介质加注、车门调整、线路管路插接等）、整车完整性检查、整车测试线、路试跑到、调整雨淋线等。 但由于受资源和能力限制，我们的模拟生产线只取其中的一次内饰、底盘、二次内饰，加上上线和下线工位，一共是五个工位且都采用一个工位表示。主要目的是将说学过的机电一体化只是都用到，并实现部分功能。达到训练、学以致用，能力提高的目的。 关键词:汽车装配工艺结构原理
目录 摘要................................................................................................................................. 目录 ............................................................................................................................. 序言................................................................................................................................... 1总体结构方案说明： ....................................................................................................... 1.1 ........................................................................................................................... 1.1.1..................................................................................................................... 1.1. 2..................................................................................................................... 1.2 .............................................................................................................................. 1.3 ........................................................................................................................... 1.3.1..................................................................................................................... 1.3. 2..................................................................................................................... 1.3.3..................................................................................................................... 1.3.4..................................................................................................................... 2．系统主要功能及技术指标、原理图................................................................................
PLC实训报告 指导老师：黄勤陆黄永晶 学生：曾丽宋馨月付筱蒋亚婷刘雪敏 关键词：PLC 、机械手 目录 PLC实训报告.......................................... 错误!未指定书签。 一、实训目的......................................... 错误!未指定书签。 二、实训内容......................................... 错误!未指定书签。 1、 PLC............................................. 错误!未指定书签。 2、电磁阀.......................................... 错误!未指定书签。 3、气爪MHS2-20D ................................... 错误!未指定书签。 4、气缸............................................ 错误!未指定书签。 5、磁性开关D-C73 .................................. 错误!未指定书签。 6、稳压阀.......................................... 错误!未指定书签。 7、软件系统........................................ 错误!未指定书签。 8、机械手电气清单.................................. 错误!未指定书签。 9、机械手原理图.................................... 错误!未指定书签。 10、程序流程图..................................... 错误!未指定书签。 三、实训总结......................................... 错误!未指定书签。
《HBHX-RCPS-C10型工业机器人技术应用实训平台》 系统说明书 一、系统及其功能 (2) 二、工业机器人系统 (5) 2.1 HR20-1700-C10型工业机器人 (5) 2.2外部工装 (6) 2.3工业机器人的通信 (9) 2.4示教器的使用步骤 (9) 2.5安全护栏 (13) 三、AGV机器人 (14) 3.1 AGV结构 (14) 3.2磁导条安装 (16) 3.3 AGV操作步骤 (16) 3.4电磁的保养与维护 (18) 四、视觉系统 (19) 4.1系统结构 (19) 4.2 光源 (20) 4.3 智能相机的安装 (21) 4.4数字图像采集 (22) 五、生产线系统 (31) 5.1生产线结构 (31) 5.2 控制系统结构 (32) 5.3 控制系统程序 (36) 六、立体仓库系统 (39) 6.1 立库结构 (39) 6.2 控制系统 (41) 6.3 操作流程 (42) 附录1 系统实物图 (45) 附录2 HR20-1700-C10机器人机械使用维护手册 (45) 附录3 HR20-1700-C10机器人电气维护手册 (45) 附录4 HR20-1700-C10机器人编程手册 (45) 附录5 x-sight使用手册 (45) 附录6-1智能生产线网络系统拓扑图（施耐德版） (45) 附录6-2智能生产线网络系统拓扑图（西门子版） (45) 附录7-1 智能生产线电气图纸（施耐德版） (45) 附录7-2 智能生产线电气图纸（西门子版） (45) 附录8-1全国职院技能大赛工业机器人赛项函数说明书(施耐德版) (45) 附录8-2全国职院技能大赛工业机器人赛项函数说明书(西门子版) (45) 附录9 系统运行DEMO程序 (46) 附录10工业机器人技术应用赛项平台程序 (46) 附录11 HMI与PLC对接变量表 (46)
目录 摘要 (1) 引言 (1) 1.机械手总体方案设计 (2) 1.1设计要求 (2) 1.2运动形式的选择 (2) 1.3驱动方式的选择 (4) 1.4总体结构设计 (5) 2.机械手手部设计 (6) 2.1结构分析 (6) 2.2计算分析 (6) 3.PLC控制系统设计 (1) 1 3.1机械手移动工件控制系统的控制要求 (1) 1 3.2机械手移动工件控制系统的PLC选型和资源配置 (1) 3 3.3机械手移动工件控制系统的PLC程序 (1)
4 4.动画制作 (1) 8 4.1建立机械手模型 (1) 8 4.2制作机械手的动画 (1) 8 结束语 (2) 6 致谢 (2) 6 参考文献 (2) 6 附录 (2) 7
摘要 机械手设计包括机械结构设计，检测传感系统设计和控制系统设计等，是机械、电子、检测、控制和计算机技术的综合应用。本课题通过对设计要求的分析，设计出机械手的总体方案，重点阐述了手部结构的设计以及控制系统硬软件的设计，完成了整个系统工作的动画设计。实现了机械手的基本搬运功能，达到了预期要求，具有一定的应用前景。 关键词：机械手PLC 动画 引言 随着世界经济和技术的发展，人类活动的不断扩大，机器人应用正迅速向社会生产和生活的各个领域扩展，也从制造领域转向非制造领域，各种各样的机器人产品随之出现。像海洋开发、宇宙探测、采掘、建筑、医疗、农林业、服务、娱乐等行业都提出了自动化各机器人化的要求。随着机器人的产生和大量应用，很多领域，许多单一、重复的机械工作由机器人（也称机械手）来完成。 工业机器人是一种能进行自动控制的、可重复编程的，多功能的、多自由度的、多用途的操作机, 广泛采用工业机器人，不仅可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。和计算机、网络技术一样，工业机器人的广泛应用正在日益改变着人类的生产和生活方式。 机械手是一种模仿人手动作，并按设定的程序来抓取、搬运工件或夹持工具，
A.机器人的分类 1. 按照应用类型分类 机器人按应用类型可分为工业机器人、极限作业机器人和娱乐机器人。 2. 按照控制方式分类 机器人按控制方式可分为操作机器人、程序机器人、示教再现机器人、智能机器人和综合机器人。 B.工业机器人的技术参数 1. 自由度(Degrees of Freedom) 自由度是指机器人所具有的独立坐标轴运动的数目，不包括手爪(末端操作器)的开合自由度。 2. 精度(Accuracy) 工业机器人精度是指定位精度和重复定位精度。 定位精度是指机器人手部实际到达位置与目标位置之间的差异。 重复定位精度是指机器人重复定位其手部于同一目标位置的能力, 可以用标准偏差这个统计量来表示, 它是衡量一列误差值的密集度(即重复度), 3. 工作范围(Work Space) 工作范围是指机器人手臂末端或手腕中心所能到达的所有点的集合, 也叫工作区域。 4. 速度(Speed) 速度和加速度是表明机器人运动特性的主要指标。 5. 承载能力(Payload) 承载能力是指机器人在工作范围内的任何位姿上所能承受的最大质量。 C.工业机器人的坐标 工业机器人的坐标形式有直角坐标型、圆柱坐标型、球坐标型、关节坐标型和平面关节型。 D.并联机器人与串联机器人的区别：（相对于串联机器人） (1) 无累积误差，精度较高； (2) 驱动装置可置于定平台上或接近定平台的位置，这样运动部分重量轻，速度高，动态响应好； (3) 结构紧凑，刚度高，承载能力大； (4) 完全对称的并联机构具有较好的各向同性； (5)运动学逆解简单，便于控制。 E.末端操作器可分为以下几类: (1) 夹钳式取料手； (2) 吸附式取料手； (3) 专用操作器及转换器； (4) 仿生多指灵巧手; (5) 其他手。 F.图2.14 气流负压吸附取料手
机械手设计说明书 篇一：机械手设计说明书 指导老师： 设计合作成员： 一、设计项目名称 机械手臂手指机构2 二、设计目的 本设计拟搬运宽度尺寸90～110mm、质量为5kg以内的六菱柱形钢质工件，手指机构带水平转盘。手指的动力驱动方式为液压传动。液压传动的机械手是以压缩液体的压力来驱动执行机构运动的机械手。 三、设计要求 (1)机械手为专用机械手，适用于夹六菱柱形钢质工件。 (2)选取机械手的座标型式和自由度。 (3)主要设计出机械手的手部机构。 (4)液压传动系统液压缸的选用 四、设计方案 4.1 机械手基本形式的选择 机械手的典型结构一般可分为：回转型（包括滑槽杠杆式和连杆杠杆式两种）、移动型（移动型即两手指相对支座作往复运动）和平面平移型。本设计采用二指回转型手抓。 4.2 机械手的主要部件及运动 本机械手的部件有齿轮、齿条、连杆和液压缸等。主要
的运动有直动液压缸驱动齿条的平动、齿轮和齿条的啮合运动、连杆的转动和手抓的平行移动。 4.3 驱动方式的选择 本机械手的驱动方案采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便。 4.4 机械手的技术参数列表 用途：卸码垛机械手臂抓重：5kg 抓取的物体的几何形状：宽度为90～110mm六菱柱形钢质工件机械手自重：小于等于10kg 4.5 机械工作原理 机械手的夹工件的工作原理框图如图1所示。 图1. 机械手夹工件的工作原理框图 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求，工作要求就是机械手能适应六菱柱形钢质工件不同面的夹持，故带有水平转盘手臂的回转运动。 传动机构采用齿条与齿轮啮合。本机械通过液压驱动传递动力推动齿条平动，齿条与齿轮啮合将液压缸传来的水平运动转化为齿轮连杆的回转运动。而齿条与齿轮啮合驱动四连杆转动，四连杆机构使夹板水平移动，完成对工件的夹紧松开。机械手的整体结构图如图2、图3所示。手爪部分特点如下表述： 1. 机械手手部由手爪（即夹板）和传力机构所构成。
目录 任务书: 一、项目要求 (3) 二、系统设计说明书要求 (3) 实训报告： 一、系统框图及功能描述 (4) （一）系统框图 (4) （二）Fanuc机器人 (4) （三）PLC（可编程序控制器） (5) （四）威纶通触摸屏 (8) 二、电路原理图 (9) （1）PLC外部接线图 (9) （2）CRM2A/B与外围设备的连接 (9) 三、气动原理图 (10) 四、列出PLC 及机器人I/O分配表，编写PLC程序 (11) （一）PLC及机器人I/O分配表： (11) （二）软元件分配表 (11) (三) 威纶触摸屏编程界面 (13) (四) 机器人模拟仿真 (14) (五) PLC梯形图 (14) 五、机器人程序 (17) 六、调试流程 (19) 七、实践的心得与建议 (20) 八、参考资料 (20)
M-6i B机器人+PLC+机器人IO D组 一、项目要求 1、要求机器人完成上述物品搬运任务； 2、采用Roboguide机器人仿真软件对以上任务进行运动仿真； 3、采用三菱PLC+机器人的控制结构，PLC通过机器人IO(CRM2A和 CRM2B)与机器人进行通讯； 4、通过PLC启动机器人作业(机器人主程序命名为RSR0112)； 5、通过触摸屏编程实现人机界面。 二、系统设计说明书要求 1、画出系统框架图，并进行相应功能描述； 2、画出电路原理图； 3、画出气动原理图； 4、机器人任务编程； 5、列出PLC 及机器人I/O分配表，编写PLC程序（包括注释）； 6、写出调试流程并按流程工作； 7、完成全部实践文件，现场测试与答辩； 8、实践的心得与建议； 9、参考资料。
机床上下料机械手设计_说明书(65页) 机床上下料机械手设计说明书第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC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，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人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是非常有意义的。 1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自
动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。 1.3 国内外研究现状和趋势目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： A．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。B．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 C．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 D．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规
《电气控制与PLC》课程设计说明书 专业电气工程及其自动化 班级电气2班 姓名邓 学号201204170 指导教师 自动控制与机械工程学院 2015年6月
第一部分：电气线路安装调试技能训练技能训练题目一：Y-△减压启动控制电路 电气原理图： 图1.1.1 电气安装接线图： 图1.1.2 我们完成的安装线路实物图片一：
图1.1.3 技能训练题目二：电动机正反转控制电路 电气原理图： 图1.2.1
电气安装接线图： 图1.2.2 我们完成的安装线路实物图片二：
图1.2.3 技能训练小结： 1.电气原理图的绘制要求： （1）电气原理图一般分为主电路和辅助电路。主电路是从电源到电动机或电路末端的电路，是强电流通过的部分，画在原理图的上面或左侧。辅助电路是通 过小电流的电路，一般是按钮，电器元件的线圈，接触器的辅助触点，继电 器的触点等组成的控制电路，照明电路，信号电路及保护电路等，画在原理 图的右侧。 （2）每一电气元件采用国家规定的统一的图形符号来表示，在图形符号附近用文字符号标注属于哪类电器。 （3）同一电器的各个部分在图中的位置，根据便于阅读和研究的原则来安排，可以不画在一起，但属于同一电器的部件均编以相同的文字符号。若有多个同 一种类的电器元件，可在文字符号后面加上数字符号。 （4）对于接触器，继电器的触点按吸引线圈不通电状态画出，控制手柄按趋于零位时的状态画出，按钮，行程开关触点按不受外力作用时的状态画出。 （5）在原理图中，无论是主电路还是辅助电路，各电气元件一般按动作顺序和信号流从上到下，从左到右依次排列，可水平布置或者垂直布置，并尽可能减 少线条和避免线条交叉。 （6）直流和单相电源电路用水平线画出，一般画在图样上方和下方。多相电源电路，用水平线集中画在图样上方，相序自上而下排列。中性线和保护接地线 放在相线之下。主电路和电源电路垂直画出。控制电路与信号电路垂直画在