基于PLC的机械手控制系统
机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一(张志献，2002)。新世纪，生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。然而在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的牛产工序衔接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度非常大，有时还会出现失误及伤害。显然，这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。机械手的应用很好的解决了这一情况，它不存在重复的偶然失误，也能有效的避免了人身事故(杨永清等，2008)。
在机械工业中，机械手的应用具有以下意义。
应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。同时，在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
随着现代工业技术的发展，工业自动化技术也越来越高，工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。对于机械手的研究国内外的水平不一，但代表当今最先进的技术在日本，他的自动化，人性化令人叹为观止，这些技术依赖于控制理论、新材料科学，它是融合各种尖端技术的现代机器。我国也陆续在工业中有所应用，对于自动控制，柔性制造系统中应用更为广泛，但我国的自动化水平有待提高，只相当于世界先进技术在八十年代的水平。随着工业现代化的发展，机械手技术也随之提高，发展的趋势是工作强度高，灵活性强，准确可靠，可以自动检测并下达动作命令，融入先进的人工智能，使人只作平时的简单的维护，这也是现代工厂的发展趋势。
目前国内机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有
触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。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。
目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2Kg的产品系统总重已突破100Kg。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。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。
本设计是利用可编程控制器PLC作为载体的一套机械手驱动装置，用来实现文字书写的功能，并可根据需求的变化要求随时更改相关控制参数。
通过对学校图书馆提供的数据库以及网络上存在的资料的搜集，我查询到了很多有关于本课题的文献资料。它们包括图书、期刊、学术论文等。这些文献涉及了有关本设计的各个方面能较好的为完成设计作为参考。
综合各个文献的内容可以看到PLC有以下优点，它能适应工业现场的恶劣环境，可靠性高。在工业生产中一般要求控制设备具有很强的抗干扰能力。而PLC 在这方面的独到之处有：它在硬件上采用光电隔离装置以防止输出对输入的反馈干扰；采用屏蔽措施以防止空间的电磁干扰；设置滤波环节，以消除外部干扰和各模块之间的干扰影响；采用连锁及互锁控制、自诊断电路和模块式结构等措施，以提高硬件的可靠性及模块的互换性；在软件上采用了故障自检测、自诊断等措施。
其他实用方面的优点有1.PLC软件简单易学。2. PLC使用方便；3.PLC体积小，重量轻，便于安装。由于PLC具有上述一系列优点，工业控制中广泛用于以下三种控制：(1)开关量顺序、逻辑控制。即代替继电器控制系统，如冶金行业中的高炉上料系统，轧钢机、连铸机、费剪等控制系统；机械行业各种自动生产线、自动加工机床、机械手、龙门铣床等控制；轻工业中的注塑机、包装机、食品加工机械等。(2)模拟量控制。如温度、压力、流量等；(3)数据采集、分析处理。如控制中的数据采集、算术运算、函数运算、逻辑运算、数据传输、转换、捧序和查表等操作。
综上用PLC作为控制系统控制机械手写字的设计是一种方便、实用、可靠的控制系统设计方案。通过收集各种资料和初期的规划我已对将要进行的设计非常了解，相信在老师的指导和我自己的努力下我可以很好的完成设计任务，虽然期间肯定会遇到这样或那样的困难，但是我有信心做好这一切。
外文原文及其翻译：
The advantages of PLC control
Any control system goes through four stages from conception to a working plant.
A PLC system brings advantages at each stage.
The first stage is design; the required plant is studied and the control strategies decided. With conventional systems design must be complete before construction can start. With a PLC system all that is needed is a possibly vague idea of the size of the machine and the I/O requirements (how many inputs and outputs). The input and output cards are cheap at this stage, so a healthy spare capacity can be built in to allow for the inevitable omissions and future developments.
Next comes construction. With conventional schemes, every job is a ‘one-off’ with inevitable delays and costs. A PLC system is simply bolted together from standard parts. During this time the writing of the PLC program is started (or at least the detailed program specification is written).
The next stage is installation, a tedious and expensive business as sensors, actuators, limit switches and operator controls are cabled. A distributed PLC system using serial links and prebuilt and tested desks can simplify installation and bring huge cost benefits. The majority of the PLC program is written at this stage.
Finally comes commissioning, and this is where the real advantages are found. No plant ever works first time. Human nature being what it is, there will be some oversights. Changes to conventional systems are time consuming and expensive. Provided the designer of the PLC system has built in spare memory capacity, spare I/O and a few spare cores in multicore cables, most changes can be made quickly and relatively cheaply. An added bonus is that all changes are recorded in the PLC’s program and commissioning modifications do not go unrecorded, as is often the case in conventional systems.
There is an additional fifth stage, maintenance, which starts once the plant is working and is handed over to production. All plants have faults, and most tend to spend the majority of their time in some form of failure mode. A PLC system provides a very powerful tool for assisting with fault diagnosis.
外文文献翻译：
PLC的控制优势
任何控制系统从概念到进入工厂工作都要经历四个阶段。 PLC系统在每一个阶段都有优势。
第一阶段是设计，对工厂的需要进行研究和制定控制策略，传统的运行平台的设计和制造必须在设计进行前完成。PLC系统仅仅需要的是一个模糊的关于机器的可能大小的想法和I/O数量的要求（多少输入和输出接口）。在这个阶段输入和输出芯片十分便宜，所以可以内置一个很健全的备用容量，它允许用来补充遗漏项目和为未来的扩充做准备。
其次是设计。传统的方案是，每一项工作都是“一次成型”这不可避免的造成了工程拖延和增加成本。一个的PLC系统使用最简单的标准件螺栓连接在一起。在这样的连接下开始编写 PLC程序（或者至少是写入详细的程序规范）。
下一阶段是安装，安装是一种繁琐和昂贵的工作，例如安装传感器、执行器、限制开关系统和主机的连接。分布式PLC系统使用串行链路式的预编译，测试界面可以简化安装它带来了巨大的成本优势。PLC的程序多数在这个阶段完成。
最后是调试，而这正是PLC真正的优势被发掘的部分。没有任何设备在第一次就正常工作。人性就是这样，总会有一些疏漏。与传统的系统变动情况的耗时和昂贵相比，PLC的设计师提供了系的内置备用内存容量、备用I/O和一些备用多芯电缆线，多数的变动能迅速和相对便宜的完成。另外一个好处是，所有的变化PLC都有记录，程序的调试和修改不会因为没有被记录而遗失，这是一个经常发生在常规系统中的问题。
还有一个额外的第五阶段，维护，一旦启动工作，并移交生产就产生了维护的问题。所有设备都有缺点，大多数设备在错误的模式中度过了它们的大部分的时间。 PLC系统提供了一个非常强大的工具帮助诊断故障。
参考文献：
[1] 《电气控制系统与可编程控制器》机械工业出版社.常晓玲主编
[2] 《检测与转换技术》机械工业出版社.常健生
[3] 《PLC应用开发实用子程序》人民邮电出版社.贾德胜
[4] 《三菱FX2N系列PLC应用技术》机械工业出版社.刘建华
[5]《PLC原理与应用》清华大学出版社.俞国亮
[6] Lozano, R. (Rogelio),．Adaptive control systems[M]．Fresno:Witerwoof Inc.,1999
(文档含英文原文和中文翻译) 中英文对照翻译 机械设计 摘要： 机器由机械和其他元件组成的用来转换和传输能量的装置。比如：发动机、涡轮机、车、起重机、印刷机、洗衣机和摄影机。许多机械方面设计的原则和方法也同样适用于非机械方面。术语中的“构造设计”的含义比“机
械设计”更加广泛，构造设计包括机械设计。在进行运动分析和结构设计时要把产品的维护和外形也考虑在机械设计中。在机械工程领域中，以及其它工程领域，都需要机械设备，比如：开关、凸轮、阀门、船舶以及搅拌机等。关键词：设计流程设计规则机械设计 设计流程 设计开始之前就要想到机器的实用性，现有的机器需要在耐用性、效率、重量、速度，或者成本上得到改善。新的机器必需能够完全或部分代替以前人的功能，比如计算、装配、维修。 在设计的初级阶段，应该充分发挥设计人员的创意，不要受到任何约束。即使有一些不切实际的想法，也可以在设计的早期，即在绘制图纸之前被改正掉。只有这样，才不致于阻断创新的思路。通常,必须提出几套设计方案,然后进行比较。很有可能在这个计划最后指定使用某些不在计划方案内的一些想法的计划。 一般当产品的外型和组件的尺寸特点已经显现出来的时候，就可以进行全面的设计和分析。接着还要客观的分析机器性能、安全、重量、耐用性，并且成本也要考虑在内。每一个至关重要的部分要优化它的比例和尺寸，同时也要保持与其它组成部分的平衡。 选择原材料和工艺的方法。通过力学原理来分析和实现这些重要的特性，如稳定和反应的能量和摩擦力的利用，动力惯性、加速度、能量；包括材料的弹性强度、应力和刚度等物理特性，以及流体的润滑和驱动器的流体力学。设计的过程是一个反复与合作的过程，无论是正式的还是非正式的，对设计者来说每个阶段都很重要。。产品设计需要大量的研究和提升。许多的想法,必须通过努力去研究成为一种理念,然后去使用或放弃。虽然每个工
英文原文出自《Advanced Technology Libraries》2008年第5期 Robot Robot is a type of mechantronics equipment which synthesizes the last research achievement of engine and precision engine, micro-electronics and computer, automation control and drive, sensor and message dispose and artificial intelligence and so on. With the development of economic and the demand for automation control, robot technology is developed quickly and all types of the robots products are come into being. The practicality use of robot products not only solves the problems which are difficult to operate for human being, but also advances the industrial automation program. At present, the research and development of robot involves several kinds of technology and the robot system configuration is so complex that the cost at large is high which to a certain extent limit the robot abroad use. To development economic practicality and high reliability robot system will be value to robot social application and economy development. With the rapid progress with the control economy and expanding of the modern cities, the let of sewage is increasing quickly: With the development of modern technology and the enhancement of consciousness about environment reserve, more and more people realized the importance and urgent of sewage disposal. Active bacteria method is an effective technique for sewage disposal，The lacunaris plastic is an effective basement for active bacteria adhesion for sewage disposal. The abundance requirement for lacunaris plastic makes it is a consequent for the plastic producing with automation and high productivity. Therefore, it is very necessary to design a manipulator that can automatically fulfill the plastic holding. With the analysis of the problems in the design of the plastic holding manipulator and synthesizing the robot research and development condition in recent years, a economic scheme is concluded on the basis of the analysis of mechanical configuration, transform system, drive device and control system and guided by the idea of the characteristic and complex of mechanical configuration,
Hand Column Type Power Machine Follow with our country the rapid development of industrial production, rapidly enhance level of automation, implementation artifacts of handling, steering, transmission or toil for welding gun, spraing gun, spanner and other tools for processing, assembly operations for example automation, should cause the attention of people more and more. Industrial robot is an important branch of industrial robots. It features can be programmed to perform tasks in a variety of expectations, in both structure and performance advantages of their own people and machines, in particular, reflects the people's intelligence and adaptability. The accuracy of robot operations and a variety of environments the ability to complete the work in the field of national economy and there are broad prospects for development. With the development of industrial automation, there has been CNCmachining center, it is in reducing labor intensity, while greatly improved labor productivity. However, the upper and lower commonin CNCmachining processes material, usually still use manual or traditional relay-controlled semi-automatic device. The former time-consuming and labor intensive, inefficient; the latter due to design complexity, require more relays, wiring complexity, vulnerability to body vibration interference, while the existence of poor reliability, fault more maintenance problems and other issues. Programmable Logic Controller PLC-controlled robot control system for materials up and down movement is simple, circuit design is reasonable, with a strong anti-jamming capability, ensuring the system's reliability, reduced maintenance rate, and improve work efficiency. Robot technology related to mechanics, mechanics, electrical hydraulic technology, automatic control technology, sensor technology and computer technology and other fields of science, is a cross-disciplinary integrated technology. Current industrial approaches to robot arm control treat each joint of the robot arm as a simple joint servomechanism. The servomechanism approach models the varying dynamics of a manipulator inadequately because it neglects the motion and configuration of the whole arm mechanism. These changes in the parameters of the controlled system sometimes are significant enough to render conventional feedback control strategies ineffective. The result is reduced servo response speed and damping, limiting the precision and speed of the end-effecter and making it appropriate only for limited-precision tasks. Manipulators controlled in this manner move at slow speeds with unnecessary vibrations. Any significant performance gain in this and other areas of robot arm control require the consideration of more efficient dynamic models, sophisticated control approaches, and the use of dedicated computer architectures and parallel processing techniques. Manipulator institutional form is simple, strong professionalism, only as a loading device for a machine tools, special-purpose manipulator is attached to this machine.
控制系统基础论文中英文资料外文翻译文献 文献翻译 原文： Numerical Control One of the most fundamental concepts in the area of advanced manufacturing technologies is numerical control (NC).Prior to the advent of NC, all machine tools were manual operated and controlled. Among the many limitations associated with manual control machine tools, perhaps none is more prominent than the limitation of operator skills. With manual control, the quality of the product is directly related to and limited to the skills of the operator . Numerical control represents the first major step away from human control of machine tools. Numerical control means the control of machine tools and other manufacturing systems though the use of prerecorded, written symbolic instructions. Rather than operating a machine tool, an NC technician writes a program that issues operational instructions to the machine tool, For a machine tool to be numerically controlled , it must be interfaced with a device for accepting and decoding the p2ogrammed instructions, known as a reader. Numerical control was developed to overcome the limitation of human operator , and it has done so . Numerical control machines are more accurate than manually operated machines , they can produce parts more uniformly , they are faster, and the long-run tooling costs are lower . The development of NC led to the development of several other innovations in manufacturing technology: 1.Electrical discharge machining. https://www.doczj.com/doc/6716019015.html,ser cutting. 3.Electron beam welding.
密级 分类号 编号 成绩 本科生毕业设计 (论文) 外文翻译 原文标题Simple Manipulator And The Control Of It 译文标题简易机械手及控制 作者所在系别机械工程系 作者所在专业xxxxx 作者所在班级xxxxxxxx 作者姓名xxxx 作者学号xxxxxx 指导教师姓名xxxxxx 指导教师职称副教授 完成时间2012 年02 月 北华航天工业学院教务处制
译文标题简易机械手及控制 原文标题 Simple Manipulator And The Control Of It 作者机电之家译名JDZJ国籍中国 原文出处机电之家 中文译文： 简易机械手及控制 随着社会生产不断进步和人们生活节奏不断加快,人们对生产效率也不断提出新要求。由于微电子技术和计算软、硬件技术的迅猛发展和现代控制理论的不断完善,使机械手技术快速发展,其中气动机械手系统由于其介质来源简便以及不污染环境、组件价格低廉、维修方便和系统安全可靠等特点,已渗透到工业领域的各个部门,在工业发展中占有重要地位。本文讲述的气动机械手有气控机械手、XY轴丝杠组、转盘机构、旋转基座等机械部分组成。主要作用是完成机械部件的搬运工作,能放置在各种不同的生产线或物流流水线中,使零件搬运、货物运输更快捷、便利。 一.四轴联动简易机械手的结构及动作过程 机械手结构如下图1所示,有气控机械手(1)、XY轴丝杠组(2)、转盘机构(3)、旋转基座(4)等组成。 图1.机械手结构 其运动控制方式为：(1)由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手(有光电传感器确定起始0点);(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关);(3)可回旋360°的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成);(4)旋转基座主要支撑以上3部分;(5)气控机械手的张合由气压控制(充气时机械手抓紧,放气时机械手松开)。 其工作过程为：当货物到达时,机械手系统开始动作;步进电机控制开始向下
毕业设计(论文)外文资料翻译 学院：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 姓名： 学号：XXXXXXXXXX 外文出处：《Computational Intelligence and (用外文写)Design》 附件： 1.外文资料翻译译文；2.外文原文。 注：请将该封面与附件装订成册。
附件1：外文资料翻译译文 基于微型计算机的步进电机控制系统设计 孟天星余兰兰 山东理工大学电子与电气工程学院 山东省淄博市 摘要 本文详细地介绍了一种以AT89C51为核心的步进电机控制系统。该系统设计包括硬件设计、软件设计和电路设计。电路设计模块包括键盘输入模块、LED显示模块、发光二极管状态显示和报警模块。按键可以输入设定步进电机的启停、转速、转向,改变转速、转向等的状态参数。通过键盘输入的状态参数来控制步进电机的步进位置和步进速度进而驱动负载执行预订的工作。运用显示电路来显示步进电机的输入数据和运行状态。AT89C51单片机通过指令系统和编译程序来执行软件部分。通过反馈检测模块，该系统可以很好地完成上述功能。 关键词：步进电机，AT89C51单片机，驱动器，速度控制 1概述 步进电机因为具有较高的精度而被广泛地应用于运动控制系统，例如机器人、打印机、软盘驱动机、绘图仪、机械式阀体等等。过去传统的步进电机控制电路和驱动电路设计方法通常都极为复杂，由成本很高而且实用性很差的电器元件组成。结合微型计算机技术和软件编程技术的设计方法成功地避免了设计大量复杂的电路，降低了使用元件的成本，使步进电机的应用更广泛更灵活。本文步进电机控制系统是基于AT89C51单片机进行设计的，它具有电路简单、结构紧凑的特点，能进行加减速，转向和角度控制。它仅仅需要修改控制程序就可以对各种不同型号的步进电机进行控制而不需要改变硬件电路，所以它具有很广泛的应用领域。 2设计方案 该系统以AT89C51单片机为核心来控制步进电机。电路设计包括键盘输入电路、LED显示电路、发光二极管显示电路和报警电路，系统原理框图如图1所示。 At89c51单片机的P2口输出控制步进电机速度的时钟脉冲信号和控制步进电机运转方向的高低电平。通过定时程序和延时程序可以控制步进电机的速度和在某一
机械手设计英文参考文 献原文翻译 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
翻译人：王墨墨山东科技大学 文献题目：Automated Calibration of Robot Coordinates for Reconfigurable Assembly Systems 翻译正文如下： 针对可重构装配系统的机器人协调性的自动校准 T.艾利，Y.米达，H.菊地，M.雪松 日本东京大学，机械研究院，精密工程部 摘要 为了实现流水工作线更高的可重构性，以必要设备如机器人的快速插入插出为研究目的。当一种新的设备被装配到流水工作线时，应使其具备校准系统。该研究使用两台电荷耦合摄像机，基于直接线性变换法，致力于研究一种相对位置/相对方位的自动化校准系统。摄像机被随机放置，然后对每一个机械手执行一组动作。通过摄像机检测机械手动作，就能捕捉到两台机器人的相对位置。最佳的结果精度为均方根值毫米。 关键词： 装配，校准，机器人 1 介绍 21世纪新的制造系统需要具备新的生产能力，如可重用性，可拓展性，敏捷性以及可重构性 [1]。系统配置的低成本转变，能够使系统应对可预见的以及不可预见的市场波动。关于组装系统，许多研究者提出了分散的方法来实现可重构性[2][3]。他们中的大多数都是基于主体的系统，主体逐一协同以建立一种新的
配置。然而，协同只是目的的一部分。在现实生产系统中，例如工作空间这类物理问题应当被有效解决。 为了实现更高的可重构性，一些研究人员不顾昂贵的造价，开发出了特殊的均匀单元[4][5][6]。作者为装配单元提出了一种自律分散型机器人系统，包含多样化的传统设备[7][8]。该系统可以从一个系统添加/删除装配设备，亦或是添加/删除装配设备到另一个系统；它通过协同作用，合理地解决了工作空间的冲突问题。我们可以把该功能称为“插入与生产”。 表1：合作所需的调节和量度 在重构过程中，校准的装配机器人是非常重要的。这是因为，需要用它们来测量相关主体的特征，以便在物理主体之间建立良好的协作关系。这一调整必须要达到表1中所列到的多种标准要求。受力单元和方向的调整是不可避免的，以便使良好的协同控制得以实现。从几何标准上看，位置校准是最基本的部分。一般来说，校准被理解为“绝对”，即，关于特定的领域框架；或者“相对”，即，关于另一个机器人的基本框架。后者被称为“机器人之间的校准”。 个体机器人的校准已被广泛研究过了。例如，运动参数的识别就非常受欢迎。然而，很少有对机器人之间校准的研究。玉木等人是用一种基于标记的方法，在一个可重构的装配单元内，校准机器人桌子和移动机械手之间的相互位置/方向联系。波尼兹和夏发表了一种校准方法。该方法通过两个机械手的机械接触来实现，实验非常耗时，并要求特别小心地操作。
译文 流体传动及控制技术已经成为工业自动化的重要技术，是机电一体化技术的核心组成之一。而电液比例控制是该门技术中最具生命力的一个分支。比例元件对介质清洁度要求不高，价廉，所提供的静、动态响应能够满足大部分工业领域的使用要求，在某些方面已经毫不逊色于伺服阀。比例控制技术具有广阔的工业应用前景。但目前在实际工程应用中使用电液比例阀构建闭环控制系统的还不多，其设计理论不够完善，有待进一步的探索，因此，对这种比例闭环控制系统的研究有重要的理论价值和实践意义。本论文以铜电解自动生产线中的主要设备——铣耳机作为研究对象，在分析铣耳机组各构成部件的基础上，首先重点分析了铣耳机的关键零件——铣刀的几何参数、结构及切削性能，并进行了实验。用电液比例方向节流阀、减压阀、直流直线测速传感器等元件设计了电液比例闭环速度控制系统，对铣耳机纵向进给装置的速度进行控制。论文对多个液压阀的复合作用作了理论上的深入分析，着重建立了带压差补偿型的电液比例闭环速度控制系统的数学模型，利用计算机工程软件，研究分析了系统及各个组成环节的静、动态性能，设计了合理的校正器，使设计系统性能更好地满足实际生产需要 水池拖车是做船舶性能试验的基本设备,其作用是拖曳船模或其他模型在试验水池中作匀速运动,以测量速度稳定后的船舶性能相关参数,达到预报和验证船型设计优劣的目的。由于拖车稳速精度直接影响到模型运动速度和试验结果的精度,因而必须配有高精度和抗扰性能良好的车速控制系统,以保证拖车运动的稳速精度。本文完成了对试验水池拖车全数字直流调速控制系统的设计和实现。本文对试验水池拖车工作原理进行了详细的介绍和分析,结合该控制系统性能指标要求,确定采用四台直流电机作为四台车轮的驱动电机。设计了电流环、转速环双闭环的直流调速控制方案,并且采用转矩主从控制模式有效的解决了拖车上四台直流驱动电机理论上的速度同步和负载平衡等问题。由于拖车要经常在轨道上做反复运动,拖动系统必须要采用可逆调速系统,论文中重点研究了逻辑无环流可逆调速系统。大型直流电机调速系统一般采用晶闸管整流技术来实现,本文给出了晶闸管整流装置和直流电机的数学模型,根据此模型分别完成了电流坏和转速环的设计和分析验证。针对该系统中的非线性、时变性和外界扰动等因素,本文将模糊控制和PI控制相结合,设计了模糊自整定PI控制器,并给出了模糊控制的查询表。本文在系统基本构成及工程实现中,介绍了西门子公司生产的SIMOREGDC Master 6RA70全数字直流调速装置,并设计了该调速装置的启动操作步骤及参数设置。完成了该系统的远程监控功能设计,大大方便和简化了对试验水池拖车的控制。对全数字直流调速控制系统进行了EMC设计,提高了系统的抗干扰能力。本文最后通过数字仿真得到了该系统在常规PI控制器和模糊自整定PI控制器下的控制效果,并给出了系统在现场调试运行时的试验结果波形。经过一段时间的试运行工作证明该系统工作良好,达到了预期的设计目的。 提升装置在工业中应用极为普遍,其动力机构多采用电液比例阀或电液伺服阀控制液压马达或液压缸,以阀控马达或阀控缸来实现上升、下降以及速度控制。电液比例控制和电液伺服控制投资成本较高,维护要求高,且提升过程中存在速度误差及抖动现象,影响了正常生产。为满足生产要求,提高生产效率,需要研究一种新的控制方法来解决这些不足。随着科学技术的飞速发展,计算机技术在液压领域中的应用促进了电液数字控制技术的产生和发展,也使液压元件的数字化成为液压技术发展的必然趋势。本文以铅电解残阳极洗涤生产线中的提升装置为研究
毕业设计（论文） 文献综述 设计（论文）题目：4自由度气动机械手设计 学院名称：机械工程学院 专业：机械设计制造及其自动化 学生姓名：卢锋学号：07403010309 指导教师：杨超珍 2010年12 月24 日
机械手的发展及应用 前言 机械工业是国民的装备部，是为国民经济提供装备和为人民生提供耐用消费品的产业。机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的要标志。因此，世界各国都把发展机械工业作为发展本国经济的战略重点之一。生产水平及科学技术的不断进步与发展带动了整个机械工业的快速发展。现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。然而在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。单靠人力将这些不连续的生产工序接起来，不仅费时而且效率不高。同时人的劳动强度非常大，有时还会出现失误及伤害。显然，这严重影响制约了整个生产过程的效率和自动化程度。机械手的应用很好的解决了这一情况，它不存在重复的偶然失误，也能有效的避免了人身事故。 1.机械手的组成 1.1 执行机构 机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统三大部分组成。其组成及相互关系如下图： （1）手部 手部安装在手臂的前端。手臂的内孔装有转动轴，可把动作传给手腕，以转动、伸屈手腕，开闭手指。 机械手手部的机构系模仿人的手指，分为无关节，固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三指和四指等，其中以二指用的最多。可以根据夹持对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作需要。
（2）手臂 手臂有无关节和有关节手臂之分本课所做的机械手的手臂采用无关节臂手臂的作用是引导手指准确的抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确的工作，手臂的三个自由度都需要精确的定位。 总括机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此，它采用的执行机构主要是直线油缸、摆动油缸、电液脉冲马达、伺服油马达、直流伺服马达和步进马达等。 躯干是安装手臂、动力源和执行机构的支架。 1.2 驱动机构 驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。其中以液压气动用的最多，占90%以上，电动、机械驱动用的较少。 液压驱动主要是通过油缸、阀、油泵和油箱等实现传动。它利用油缸、马达加上齿轮、齿条实现直线运动；利用摆动油缸、马达与减速器、油缸与齿条、齿轮或链条、链轮等实现回转运动。液压驱动的优点是压力高、体积小、出力大、运动平缓，可无级变速，自锁方便，并能在中间位置停止。缺点是需要配备压力源，系统复杂成本较高。 气压驱动所采用的元件为气压缸、气压马达、气阀等。一般采用4-6 个大气压，个别的达到 8-10 个大气压。它的优点是气源方便，维护简单，成本低。缺点是出力小，体积大。由于空气的可压缩性大，很难实现中间位置的停止，只能用于点位控制，而且润滑性较差，气压系统容易生锈。 电气驱动采用的不多。现在都用三相感应电动机作为动力，用大减速比减速器来驱动执行机构；直线运动则用电动机带动丝杠螺母机构；有的采用直线电动机。通用机械手则考虑用步进电机、直流或交流的伺服电机、变速箱等。电气驱动的优点是动力源简单，维护，使用方便。驱动机构和控制系统可以采用统一形式的动力，出力比较大；缺点是控制响应速度比较慢。机械驱动只用于固定的场合。一般用凸轮连杆机构实现规定的动作。它的优点是动作确实可靠，速度高，成本低；缺点是不易调整。 1.3 控制系统 机械手控制系统的要素，包括工作顺序、到达位置、动作时间和加速度等。 控制系统可根据动作的要求，设计采用数字顺序控制。它首先要编制程序加以存储，然后再根据规定的程序，控制机械手进行工作。随着科学技术的发展，机械手也越来越多的地被应用。
英文原文 Introductions to Control Systems Automatic control has played a vital role in the advancement of engineering and science. In addition to its extreme importance in space-vehicle, missile-guidance, and aircraft-piloting systems, etc, automatic control has become an important and integral part of modern manufacturing and industrial processes. For example, automatic control is essential in such industrial operations as controlling pressure, temperature, humidity, viscosity, and flow in the process industries; tooling, handling, and assembling mechanical parts in the manufacturing industries, among many others. Since advances in the theory and practice of automatic control provide means for attaining optimal performance of dynamic systems, improve the quality and lower the cost of production, expand the production rate, relieve the drudgery of many routine, repetitive manual operations etc, most engineers and scientists must now have a good understanding of this field. The first significant work in automatic control was James Watt’s centrifugal governor for the speed control of a steam engine in the eighteenth century. Other significant works in the early stages of development of control theory were due to Minorsky, Hazen, and Nyquist, among many others. In 1922 Minorsky worked on automatic controllers for steering ships and showed how stability could be determined by the differential equations describing the system. In 1934 Hazen, who introduced the term “ervomechanisms”for position control systems, discussed design of relay servomechanisms capable of closely following a changing input. During the decade of the 1940’s, frequency-response methods made it possible for engineers to design linear feedback control systems that satisfied performance requirements. From the end of the 1940’s to early 1950’s, the root-locus method in control system design was fully developed. The frequency-response and the root-locus methods, which are the
外文出处：《Manufacturing Engineering and Technology—Machining》 附件1：外文原文 Manipulator Robot developed in recent decades as high-tech automated production equipment. I ndustrial robot is an important branch of industrial robots. It features can be program med to perform tasks in a variety of expectations, in both structure and performance a dvantages of their own people and machines, in particular, reflects the people's intellig ence and adaptability. The accuracy of robot operations and a variety of environments the ability to complete the work in the field of national economy and there are broad p rospects for development. With the development of industrial automation, there has be en CNC machining center, it is in reducing labor intensity, while greatly improved lab or productivity. However, the upper and lower common in CNC machining processes material, usually still use manual or traditional relay-controlled semi-automatic device . The former time-consuming and labor intensive, inefficient; the latter due to design c omplexity, require more relays, wiring complexity, vulnerability to body vibration inte rference, while the existence of poor reliability, fault more maintenance problems and other issues. Programmable Logic Controller PLC-controlled robot control system for materials up and down movement is simple, circuit design is reasonable, with a stron g anti-jamming capability, ensuring the system's reliability, reduced maintenance rate, and improve work efficiency. Robot technology related to mechanics, mechanics, elec trical hydraulic technology, automatic control technology, sensor technology and com puter technology and other fields of science, is a cross-disciplinary integrated technol ogy. First, an overview of industrial manipulator Robot is a kind of positioning control can be automated and can be re-programmed to change in multi-functional machine, which has multiple degrees of freedom can be used to carry an object in order to complete the work in different environments. Low wages in China, plastic products industry, although still a labor-intensive, mechanical hand use has become increasingly popular. Electronics and automotive industries that
液位控制系统论文中英文资料对照外文翻译 The liquid level control system based on dde\matlab\simulink Process control is an important application field of automatic technology, it is to point to the level, temperature, flow control process variables, such as in metallurgy, machinery, chemical, electric power, etc can be widely used. Especially liquid level control technology in real life, played an important role in production, for example, the water supply, civil water tower if low water levels, can affect people's lives in water; Industrial enterprises with water, if the drainage water drainage or controlled properly or not, in relation to the workshop of condition; Boiler drum, if the control level boiler is too low, can make level boiler overheating, possible accident; Jing flow, liquid level control tower control accuracy and level of the craft can influence the quality of the products and the cost, etc. In these production field, are basically labor strength or the operation has certain risk nature of work, extremely prone to accidents caused by operating error, the losses, killing manufacturer. Visible, in actual production, liquid level control accuracy and control effects directly affect the factory production cost and economic benefit of safety coefficient. Even equipment So, in order to ensure safety, convenient operation, you have to research the development of a d v a n c e d l e v e l c o n t r o l m e t h o d s a n d s t r a t e g i e s. The graduation design topic is the liquid level control system based on dde\matlab\simulink\force control, Among them was controlled object for tank level, Communication mode for DDE communications , Matlab is mainly used in the simulation test ,And force control software used for modeling, This system mainly through combination of hardware and software device to achieve precise control of liquid level , In modern industry level control of important component, it influence upon production not allow to ignore, in order to ensure safety in production and the product quality and quantity, the level and perform effective control is very necessary, The following is a description of all aspects：