搬运机械手运动控制系统设计
搬运机械手运动控制系统设计
第一部分：题目设计要求。
一、搬运机械手功能示意图
二、基本要求与参数
本作业要求完成一种二指机械手的运动控制系统设计。该机械手采用二指夹持结构，如图1所示，机械手实现对工件的夹持、搬运、放置等操作。以夹持圆柱体为例，要求设计运动控制系统及控制流程。机械手经过升降、左右回转、前后伸缩、夹紧及松开等动作完成工件从位置A 到B 的搬运工作，具体操作顺序：逆时针回转(机械手的初始位置在A 与B 之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回转—>下降—>松开—>上升，机械手的工作臂都设有限位开关SQ i 。 A B 工SQ 1 SQ 2 SQ 3
SQ 4
SQ 5
SQ 6
夹松
设计参数：
（1）抓重:10Kg
（2）最大工作半径：1500mm
（3）运动参数：
伸缩行程：0-1200mm；
伸缩速度：80mm/s；
升降行程：0-500mm；
升降速度：50mm/s
回转范围：0-1800
控制器要求：
（1）在PLC、单片机、PC微机或者DSP中任选其一；
（2）具备回原点、手动单步操作及自动连续操作等基本功能。
三、工作量
（1）驱动及传动方案的设计及部件的选择；
（2）二指夹持机构的设计及计算；
（3）总体控制方案及控制流程的设计；
（4）设计说明书一份。
四、设计内容及说明
（1）机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。
（2）末端夹持机构设计，该结构需保证抓取精度高，重复定
位精度和运动稳定性好，并有足够的抓取能力。设计应包括确定夹持方案、计算夹持范围、计算夹紧力及驱动力，完成夹持机构设计图。
（3）控制系统设计，包括确定控制方案、核心功能部件的选择、主要功能模块的实现原理、绘制控制流程框图。
第二部分：设计过程
搬运机械手运动控制系统设计
一机械手工作臂及机身驱动部件的选择及设计，需设计出具体的驱动及传动方案，画出方案原理框图。
1 工作台升降，机械手臂张合及伸缩驱动部件选用步进电机，速度容易控制，位置精度高。
蜗轮蜗杆部分，选择普通异步电机。
2 传动方案：
搬运机械手运动控制系统的传动分为四个部分：
1）旋转台的升降部分传动：电机M1提供动力，经过传动螺杆，变电机的旋转运动为升降台的直线运动。
图1 工作台升降传动
2）旋转台的旋转部分传动：此为上图的A部分，正视A如下图所示。电机M2提供动力，经过减速机构，实现旋转台的旋转运动。