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海量机械毕业设计，请联系Q99872184毕业设计(论文)题目: 气动机械手升降臂结构设计，面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件设计学院: 机电工程学院专业: 机械设计制造及其自动化(机电方向)学生姓名: 班级/学号指导老师/督导老师:起止时间:摘要本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，气动技术的特点，PLC控制的特点,触摸屏的特点及国内外的发展状况。
本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的技术参数。
同时，设计计算了机械手的升降臂和回转臂结构，设计了机械手的手部结构。
本文系统地研究了机械手的气动系统，对气压系统工作原理图的参数进行了了解，大大提高了绘图效率和图纸质量。
利用可编程序控制器（PLC）对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，对机械手的面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件进行了设计。
关键词:工业机器人；机械手；气动；可编程序控制器；触摸屏；示教AbstractThis thesis gives a brief introduction of the conception of industrial robot and domestic and overseas development of industrial robot, including components and categories of manipulator, the characteristics of the system of air pressure drive technique and PLC, and the features of touch screen calibration.This thesis makes a general designation and decides the technique parameter of manipulator. Meanwhile, it designs the elevator arm and Rotary arm structure of manipulator as well as the construction of the hand part.This thesis focus on the analyzing of the air pressure drive system of manipulator and the study of the air pressure system working principle diagram datum, which helps a lot to make a improvement in charting.With the help of PLC we attain the controlling of manipulator. In this thesis, I choose the proper type of PLC, work out the manipulation program of PLC controller according to the working progress of manipulator, and design the manipulation software of the manipulation of Control panel (Dynamic) -Point Demonstration part.Keywords: industrial robot; manipulator; air pressure drive; PLC; touch screen;Demonstration目录摘要(中文) -----------------------------------------------------------I (英文) -----------------------------------------------------------II 第一章绪论1.1工业机械手概述 ------------------------------------------------------------- 1 1.2机械手的组成和分类 --------------------------------------------------------- 11.2.1机械手的组成 --------------------------------------------------------- 11.2.2机械手的分类 ---------------------------------------------------------- 2 1.3 PLC与触摸屏概述 ----------------------------------------------------------- 3 1.4国内外发展状况 ------------------------------------------------------------- 3 1.5课题的提出及主要任务 ------------------------------------------------------- 41.5.1课题的提出 ------------------------------------------------------------ 41.5.2课题的主要任务 -------------------------------------------------------- 5 第二章机械手的设计方案2.1机械手的类型和自由度的选择 ------------------------------------------------- 6 2.2机械手的驱动方案设计-------------------------------------------------------- 6 2.3机械手的控制方案设计-------------------------------------------------------- 6 2.4机械手的手部结构方案确定---------------------------------------------------- 6 2.5 机械手的手臂结构方案设计-------------------------------------------- ------- 6 2.6机械手的主要参数 ----------------------------------------------------------- 7 2.7机械手的技术参数列表 ------------------------------------------------------- 7 第三章手部结构的选择,手臂伸缩的选择，升降、回转气缸的设计与校核3.1 夹持式手部结构 ------------------------------------------------------------ 9 3.1.1 手指的形状和分类 ------------------------------------------------------ 9 3.1.2 设计时注意的问题 ------------------------------------------------------ 9 3.2升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择 --------------------------------------- 9 3.2.1 气缸的分类 ------------------------------------------------------------ 9 3.2.2 升降缸的尺寸设计与校核 ------------------------------------------------ 11 3.2.3 伸缩缸的选择 ---------------------------------------------------------- 16 3.3 回转气缸的尺寸设计与校核 -------------------------------------------------- 16 第四章气动系统设计------------------------------------------------------ 20第五章机械手的PLC控制设计5.1可编程序控制器的选择 ------------------------------------------------------- 21 5.2机械手可编程序控制器控制方案 ----------------------------------------------- 21 5.2.1 系统简介 -------------------------------------------------------------- 215.2.2可编程序控制器的工作流程设计 ------------------------------------------- 21 5.2.3 可编程序控制器的存储区设计 -------------------------------------------- 22 5.3硬件、软件的设计与调试 ---------------------------------------------------- 235.3.1 系统硬件设计与组态 ---------------------------------------------------- 23 5.3.2 软件设计 -------------------------------------------------------------- 23 5.3.3 硬件调试与系统调试 ---------------------------------------------------- 235.3.4 梯形图设计 ------------------------------------------------------------ 235.3.5 机械手控制程序 -------------------------------------------------------- 23 第六章触摸屏上位机设计--------------------------------------------------- 25第七章结论---------------------------------------------------------------- 28结束语----------------------------------------------------------------------- 29参考文献--------------------------------------------------------------------- 30第一章绪论1.1 工业机械手的概述工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动操作装置。
编号无锡太湖学院毕业设计（论文） 题目：气动机械臂设计信机 系机械工程及自动化 专业学 号：学生姓名：指导教师： （职称：副教授）2013年 5月 25日II无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚 信 承 诺 书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文） 气动机械臂设计 是 本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设 计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论 文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。
班 级：学 号：作者姓名：2013 年 5 月 25 日II无锡太湖学院信 机 系 机械工程及自动化 专业毕 业 设 计论 文 任 务 书一、题目及专题：1、题目气动机械臂设计2、专题二、课题来源及选题依据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。
新的世纪，生产水平及科学技术的不断进步和发展带动了整个机械行业的快 速前进与发展。
在现代化工业中，加工和装配等生产时不连续的。
单靠人力 将这些不连续的生产工序衔接起来，不仅费时而且效率相当低下。
同时人的 劳动强度非常大，有时还会出现伤害和失误。
显然，这严重影响和制约了整 个生产过程的效率和自动化程度。
机械臂的应用很好的解决了这一情况，它 不存在重复偶然的失误，也能有效避免了人身事故。
三、本设计（论文或其他）应达到的要求：① 熟悉机械臂的发展历程，特别是近十几年来的发展状况；② 熟练掌握气动技术，尤其是执行件的结构；③ 熟练掌握气动机械臂的结构原理及工作流程；④ 完成气动机械臂的整体方案设计；I⑤ 完成气动机械臂装配图的绘制及主要零部件的绘制；⑥ 完成说明书的撰写，翻译一篇外文资料。
四、接受任务学生：班 姓名五、开始及完成日期：自 2012 年 11 月 12日 至 2013年 5月 25 日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师 签名签名签名教研室主任〔学科组组长研究所所长〕 签名系主任 签名2012 年 11月 12 日II本文简要介绍了工业机器人的概念，讲述了机械臂的分类与历史还有当今国内外的发 展状况，机械臂硬件和软件的组成，即机械臂各个部件的整体尺寸设计与校核，气动技术 的特点与优点，PLC控制的特点，PLC控制的气动机械臂系统的工作原理。
第一章概述1、引言随着气动技术获得了快速发展，利用成本性能比低，同时具有许多优点的气动机械手设备来满足社会生产实践需要越来越多的受到重视。
气动机械手与其他控制方式的机械手相比，具有价格低廉、结构简单，功率体积比高、无污染及抗干扰性能强等特点。
1、2机械手的应用与发展机械手臂在产业自动化的应用已经相当广泛，因为各个国家产业分布的不同，以及各产业对于机械手臂的需求量也有差异。
主要是使用于人工无法进行或者会耗费较多时间来做的工作，机械手臂在精度与耐用性上可以减少许人为的不可预知问题。
自从第一台产业用机器人发明以来，机械手臂的应用也从原本的汽车工业、模具制造、电子制程等相关产业，更拓展到农业、医疗、服务业…等等。
多轴机械手臂研发方面，多轴式机械手臂广泛应用于汽车制造商、汽车零组件与电子相关产业。
机械手臂可以提升产品技术与品质，而这些初期工作大多可以借由机械手臂来完成。
机械手臂的精准、零误差，对于产品的品质掌握自然拥有其优势，减少品管所花费的时间与人力。
工业应用上，以装配、加工、熔接、切削、加压、货物搬运、检测…等，全球目前产业使用量是以汽车、汽车零组件、化工、橡胶和塑料等最大。
现在，ROBOT的应用已越来越多元化，依据国际机器人协会（IFR）的统计，至2007年底机械手臂除了工业以外，最多应用于救援、保全与野地（田野、牧场等），近年来，各先进国家为了提升台机器人的技术水平，都会推广机器人产业与创立相关联盟，并且特别针对工业以外的领域进行推广，例如：医疗、服务、生活方面…等。
以医疗为例，有许多大型医学中心使用以手动操控方式之机械手臂，结合显微影像显示系统所结合的手术型机器人。
机械手臂的研发也朝向节省人力、减少人类暴露在危险的工作环境、甚至进行更加精密的工作或是辅助操作。
机械手臂的技术发展都是为了让人类在工作与生活中更加便利。
1、3气动机械手概述气动机械手由操作机(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设备。
气动机械手毕业设计气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备，主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。
气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点，在工业领域得到了广泛应用。
本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。
首先是气动机械手的结构设计。
气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。
首先需要确定机械手的工作范围，即能够覆盖的空间范围，这决定了机械手的臂长和关节点的位置。
然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力，从而确定气缸和驱动装置的规格。
最后还需要考虑机械手的运动精度，这需要合理选择传动装置和关节点的位置，以确保机械手能够准确地完成任务。
其次是气动系统设计。
气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。
在气源方面，可以选择压缩空气作为动力源，需要考虑气源的稳定性和供应能力。
气压调节装置用于调整气缸的工作压力，以满足不同的工作需求。
气缸是气动机械手的执行机构，一般选择双作用气缸，通过气源的压力差来实现前后运动。
气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。
最后是控制系统设计。
气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。
在控制系统设计中，首先需要确定机械手的工作方式，可以是自动化连续工作，也可以是手动操作。
然后需要确定机械手的控制模式，可以是位置控制、力控制或者速度控制，根据不同的工作需求选择合适的控制模式。
同时还需要设计机械手的控制程序和界面，以实现对机械手的控制和监控。
综上所述，气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。
在设计过程中，需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素，选择合适的气缸和传动装置，并设计相应的气动系统和控制系统，以实现机械手的自动化操作。
题目1、机械手的手腕结构与手臂结构设（CAD图）机械手的手腕结构方案设计考虑机械手的通用性，同时由于被抓取工件是水平放置，因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。
因此，手腕设计成回转结构，实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
机械手的手臂结构方案设计按照抓取工件的要求，本机械手的手臂有三个自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降(或俯仰)运动。
手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。
机械手的主要参数1、主参数机械手的最大抓重是其规格的主参数，目前机械手最大抓重以10公斤左右的为数最多。
故该机械手主参数定为10公斤，高速动作时抓重减半。
使用吸盘式手部时可吸附5公斤的重物。
2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。
操作节拍对机械手速度提出了要求，设计速度过低限制了它的使用范围。
而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。
该机械手最大移动速度设计为1.2m/s，最大回转速度设计为1200°/s，平均移动速度为lm/s，平均回转速度为900°/s。
机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在，用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面，因为平均速度与行程有关，故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。
除了运动速度以外，手臂设计的基本参数还有伸缩行程和工作半径。
大部分机械手设计成相当于人工坐着或站着且略有走动操作的空间。
过大的伸缩行程和工作半径，必然带来偏重力矩增大而刚性降低。
在这种情况下宜采用自动传送装置为好。
根据统计和比较，该机械手手臂的伸缩行程定为600mm,最大工作半径约为1500mm，手臂安装前后可调200mm。
手臂回转行程范围定为2400(应大于180否则需安装多只手臂)，又由于该机械手设计成手臂安装范围可调，从而扩大了它的使用范围。
手臂升降行程定为150mm。
定位精度也是基本参数之一。
该机械手的定位精度为土0.5～±lmm机械手的技术参数列表一、用途:用于 100 吨以上冲床上下料。
气动机械手的设计气动机械手是一种通过空气压缩来推动工作的机械手。
它具有高效性、灵活性和经济性等特点，被广泛应用于工业生产中。
在设计气动机械手时，需要考虑到机械手的结构、工作原理、控制系统和安全保护等方面。
下面将详细介绍气动机械手的设计。
首先，气动机械手的结构设计是设计的重点之一、机械手的结构应该能够满足工作的要求，并且具有足够的稳定性和强度。
通常，气动机械手由底座、活动臂、末端执行器和控制系统等部分组成。
底座是机械手的支撑结构，应该能够提供足够的稳定性，并且能够旋转和移动。
活动臂是机械手的延伸部分，通常由多节连接的臂组成，可以实现多个自由度的运动。
末端执行器是机械手的工作部分，通常用来夹取、举起和放置物体等操作。
控制系统是机械手的大脑，负责控制机械手的运动和工作。
其次，气动机械手的工作原理非常重要。
在设计气动机械手时，需要确定它是通过何种方式来实现工作。
一种常用的方法是利用空气压缩来推动机械手的动作。
这种方式具有操作简单、成本低廉和动力充足等优点，但也存在着一定的缺点，如速度较慢、噪音较大等。
另一种方法是利用气体的膨胀和收缩来实现机械手的动作。
这种方式通常使用气囊或者气缸来完成，具有速度快、精度高和噪音小等优点，但也存在着限制压力和动力不足等缺点。
此外，气动机械手的控制系统是设计的关键之一、控制系统负责控制机械手的运动和工作，通常采用基于计算机的控制系统。
这种控制系统能够实现对机械手的精确控制，并且可以根据需要进行编程。
在设计控制系统时，需要考虑到参数调整、运动规划和故障检测等方面。
另外，为了提高控制系统的可靠性和安全性，还需要设计相应的安全保护措施，如急停按钮、限位开关和防护罩等。
最后，气动机械手的安全保护是设计的重要部分。
由于气动机械手通常用于工业生产中，工作环境复杂，存在着一定的安全隐患。
因此，在设计气动机械手时，需要考虑到安全保护的方面。
首先，机械手的结构应该能够满足安全要求，并且能够防止意外事故的发生。
机械⼿臂设计(33)参考⽂献 (34)致谢 (36)动伺服技术⾛出实验室，⽓动技术及⽓动机械⼿迎来了崭新的春天。
⽬前在世界上形成了以⽇本、美国和欧盟⽓动技术、⽓动机械⼿三⾜⿍⽴的局⾯。
我国对⽓动技术和⽓动机械⼿的研究与应⽤都⽐较晚，但随着投⼊⼒度和研发⼒度的加⼤，我国⾃主研制的许多⽓动机械⼿已经在汽车等⾏业为国家的发展进步发挥着重要作⽤。
随着微电⼦技术的迅速发展和机械加⼯⼯艺⽔平的提⾼及现代控制理论的应⽤，为研究⾼性能的⽓动机械⼿奠定了坚实的物质技术基础。
由于⽓动机械⼿有结构简单、易实现⽆级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等诸多独特的优点。
图2-3 长度与张⼒的关系2.1.3⽓动肌⾁的模型在最简单的情况下，⽓动肌⾁⽤作单作⽤驱动器，负载不变（如图2-4a）。
假设⽓动肌⾁上该负载⼀直存在，在没有压⼒的情况下，肌⾁将从原始状态被拉伸⼀段长度，这是考虑⽓动肌⾁的技术特性的⼀种理想⼯作状态：当加压时，⽓动肌⾁在预拉伸状态下有最⼤的输出⼒和最佳动态性能，并且耗⽓量最⼩。
在这种情况下，可⽤的⼒也最⼤。
如果要求⽓动肌⾁在扩张状态时⽆作⽤⼒（如允许附加上负载），⾸先就要加上⽤于提升负载⽬的的保持⼒，利⽤它的运动来移动作⽤⼒⼩的元件。
(a) (b)图2-4不同外⼒作⽤下⽓动肌⾁表现形式当外⼒发⽣变化时（如图2-4b），⽓动肌⾁像⼀根弹簧；它与⼒的作⽤⽅向⼀致。
对⽤作“⽓弹簧”的⽓动肌⾁⽽⾔，预拉伸⼒和弹簧刚度都是变化的。
⽓动肌⾁在常压或体积不变的情况下可⽤作弹簧。
这些⽓动肌⾁会产⽣不同的弹簧特性，这使得它可很好地适⽤于具体应⽤[26]。
在机械设计⼿的设计过程中，为了简化设计的模型，使设计过程简单明了，采⽤如图2-5的⼆维简化模型。
在三维模拟仿真阶段，由于⽓动肌⾁所做的是拉图2-5 ⼆维简化模型图2-6 三维简化模型伸运动，为了实现肌⾁的这种运动形式，把⽓动肌⾁中部的隔膜软管的圆柱体改为长⽅体,并且为了定义滑动杆运动形式的⽅便，把每⼀根⽓动肌⾁看做是由左右两根等长的半根⽓动肌⾁组成（如图2-6）。
基于PLC控制的气动机械手研制共3篇基于PLC控制的气动机械手研制1基于PLC控制的气动机械手研制随着现代工业的不断发展，生产线的自动化程度越来越高，机器人逐渐替代人类在生产线上完成重复性操作。
在机器人中，气动机械手由于具有结构简单、速度快、力矩大等特点，被广泛应用于装配、搬运、喷涂等多个领域。
而基于PLC控制的气动机械手系统则是实现其自动化操作的重要手段。
本文旨在介绍基于PLC控制的气动机械手的研制过程和关键技术，以期为相关领域的从业人员提供有益的参考。
一、气动机械手的设计1. 机械结构设计气动机械手主要由基座、转台、专业操作台、张合臂、升降臂、旋转臂、夹持器等多个部件组成。
机械结构的设计需要考虑机械臂的动态特性、稳定性、载荷能力等因素，保证机械臂能够快速准确地完成任务。
2. 接口设计气动机械手与PLC的连接部分需要设计适当的接口，以便PLC通过信号传递与机械手进行信息交互，从而实现控制。
3. 程序设计根据气动机械手执行的任务及其工作过程的特点进行程序设计，使用PLC编程语言实现控制。
二、气动机械手控制系统的设计1. PLC选择PLC是气动机械手控制系统的核心。
在选择PLC时需要考虑多个因素，如工作条件、处理器速度、I/O容量、程序语言等。
2. PLC程序设计PLC程序需要实现机械臂的自动化操作，包括气动元件的控制信号发送、传感器数据的采集、运动控制算法的实现等。
3. 接口设计PLC与气动机械手之间需要建立信号传输接口，以实现信息交互。
接口设计需要考虑信号干扰、传输速度、数据格式等因素。
三、系统测试与优化1. 环境配置系统测试前需要对环境进行准备，确保系统能够在预期的条件下工作，如调整气压、排除干扰等。
2. 系统测试系统测试主要包括硬件测试和软件测试，需要对PLC、传感器等硬件设备进行测试，并确保程序逻辑正确。
3. 系统优化在测试过程中发现问题后需要对系统进行优化，包括修改程序逻辑、优化控制算法、调整机械臂结构等，以保证系统的稳定性和可靠性。
气动机械手升降臂结构设计本文简要介绍了工业机器人的概念，机械手的组成和分类，气动技术的特点，PLC控制的特点,触摸屏的特点及国内外的发展状况。
本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的技术参数。
同时，设计计算了机械手的升降臂和回转臂结构，设计了机械手的手部结构。
本文系统地研究了机械手的气动系统，对气压系统工作原理图的参数进行了了解，大大提高了绘图效率和图纸质量。
利用可编程序控制器（PLC）对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，对机械手的面板操纵式（有动力）点位示教部分控制软件进行了设计。
第一章绪论1.1 工业机械手的概述工业机器人是能模仿人体某些器官的功能(主要是动作功能)、有独立的控制系统、可以改变工作程序和编程的多用途自动操作装置。
工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。
“机器人”一词出自捷克文，意为劳役或苦工。
1920年，捷克斯洛伐克小说家、剧作家恰佩克在他写的科学幻想戏剧《罗素姆万能机器人》中第一次使用了机器人一词。
此后被欧洲各国语言所吸收而成为专门名词。
20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。
此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。
由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。
工业机器人由主体、驱动系统和控制系统三个基本部分组成。
主体即机座和执行机构，包括臂部、腕部和手部，有的机器人还有行走机构。
大多数工业机器人有 3～6个运动自由度，其中腕部通常有1～3个运动自由度；驱动系统包括动力装置和传动机构，用以使执行机构产生相应的动作；圆柱坐标型工业机器人示意图控制系统是按照输入的程序对驱动系统和执行机构发出指令信号，并进行控制。
工业机器人按臂部的运动形式分为四种。
直角坐标型的臂部可沿三个直角坐标移动；圆柱坐标型的臂部可作升降、回转和伸缩动作；球坐标型的臂部能回转、俯仰和伸缩；关节型的臂部有多个转动关节。
工业机器人按执行机构运动的控制机能，又可分点位型和连续轨迹型。
点位型只控制执行机构由一点到另一点的准确定位，适用于机床上下料、点焊和一般搬运、装卸等作业；连续轨迹型可控制执行机构按给定轨迹运动，适用于连续焊接和涂装等作业。
工业机器人按程序输入方式区分有编程输入型和示教输入型两类。
编程输入型是以穿孔卡、穿孔带或磁带等信息载体，输入已编好的程序。
示教输入型的示教方法有两种：一种是由操作者用手动控制器(示教操纵盒)，将指令信号传给驱动系统，使执行机构按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍；另一种是由操作者直接领动执行机构，按要求的动作顺序和运动轨迹操演一遍。
在示教过程的同时，工作程序的信息即自动存入程序存储器中在机器人自动工作时，控制系统从程序存储器中检出相应信息，将指令信号传给驱动机构，使执行机构再现示教的各种动作。
示教输入程序的工业机器人称为示教再现型工业机器人。
具有触觉、力觉或简单的视觉的工业机器人，能在较为复杂的环境下工作；如具有识别功能或更进一步增加自适应、自学习功能，即成为智能型工业机器人。
它能按照人给的“宏指令”自选或自编程序去适应环境，并自动完成更为复杂的工作。
1.2 机械手的组成及分类1.2.1机械手的分类机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。
如下示意图1-1.图1-1 机械手示意图1.2.2 机械手的分类工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。
(一)按用途分机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:1、专用机械手专用机械手是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。
专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大批量的自动化生产的自动换刀机械手，如自动机床、自动线的上、下料机械手等。
2、通用机械手通用机械手是一种具有独立控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。
格性能范围内，其动作程序是可变的，通过调整可在不同场合使用，驱动系统和控制系统是独立的。
通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。
通用机械手按其控制定位的方式不同可分为简易型和伺服型两种:简易型以“开一关”式控制定位，只能是点位控制:可以是点位的，也可以实现连续轨控制，伺服型具有伺服系统定位控制系统，一般的伺服型通用机械手属于数控类型。
(二)按驱动方式分1、液压传动机械手液压传动机械手是以液压的压力来驱动执行机构运动的机械手。
其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。
但对密封装置要求严格，不然油的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响，且不宜在高温、低温下工作。
若机械手采用电液伺服驱动系统，可实现连续轨迹控制，使机械手的通用性扩大，但是电液伺服阀的制造精度高，油液过滤要求严格，成本高。
2、气压传动机械手气压传动机械手是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动的机械手。
其主要特点是:介质李源极为方便，输出力小，气动动作迅速，结构简单，成本低。
但是，由于空气具有可压缩的特性，工作速度的稳定性较差，冲击大，而且气源压力较低，抓重一般在30公斤以下，在同样抓重条件下它比液压机械手的结构大，所以适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。
3、机械传动机械手机械传动机械手即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动的机械手。
它是一种附属于工作主机的专用机械手，其动力是由工作机械传递的。
它的主要特点是运动准确可靠，用于工作主机的上、下料。
动作频率大，但结构较大，动作程序不可变。
4、电力传动机械手电力传动机械手即有特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动的械手，因为不需要中间的转换机构，故机械结构简单。
其中直线电机机械手的运动速度快和行程长，维护和使用方便。
此类机械手目前还不多，但有发展前途。
(三)按控制方式分1、点位控制点位控制的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。
若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。
目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。
2、连续轨迹控制连续轨迹控制的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。
这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制。
1.3 PLC与触摸屏概述PLC(Programmable Logical Controller) 通常称为可编程逻辑控制器，是一种以微处理器为基础，综合了现代计算机技术、自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的工业自动控制装置，由于它拥有体积小、功能强、程序设计简单、维护方便等优点，特别是它适应恶劣工业环境的能力和它的高可靠性，使它的应用越来越广泛，已经被称为现代工业的三大支柱(即PLC、机器人和CAD/CAM)之一。
人机界面是在操作人员和机器设备之间作双向沟通的桥梁，用户可以自由的组合文字、按钮、图形、数字等来处理或监控管理及应付随时可能变化信息的多功能显示屏幕。
随着机械设备的飞速发展，以往的操作界面需由熟练的操作员才能操作，而且操作困难，无法提高工作效率。
但是使用人机界面能够明确指示并告知操作员机器设备目前的状况，使操作变的简单生动`，并且可以减少操作上的失误，即使是新手也可以很轻松的操作整个机器设备。
使用人机界面还可以使机器的配线标准化、简单化，同时也能减少PLC控制器所需的I/O点数，降低生产的成本同时由于面板控制的小型化及高性能，相对的提高了整套设备的附加价值。
触摸屏作为一种新型的人机界面，从一出现就受到关注，它的简单易用，强大的功能及优异的稳定性使它非常适合用于工业环境，甚至可以用于日常生活之中，应用非常广泛，比如:自动化停车设备、自动洗车机、天车升降控制、生产线监控等，甚至可用于智能大厦管理、会议室声光控制、温度调整。
随着科技的飞速发展，越来越多的机器与现场操作都趋向于使用人机界面，PLC控制器强大的功能及复杂的数据处理也呼唤一种功能与之匹配而操作又简便的人机的出现，触摸屏的应运而生无疑是21世纪自动化领域里的一个巨大的革新。
1.4 国内外发展状况国外机器人领域发展近几年有如下几个趋势:(1)工业机器人性能不断提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修)，而单机价格不断下降。
(2)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;国外已有模块化装配机器人产品问市。
(3)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。
(4)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环境建模及决策控制;多传感器融合配置技术在产品化系统中已有成熟应用。
(5)虚拟现实技术在机器人中的作用已从仿真、预演发展到用于过程控制，如使遥控机器人操作者产生置身于远端作业环境中的感觉来操纵机器人。
(6)当代遥控机器人系统的发展特点不是追求全自治系统，而是致力于操作者与机器人的人机交互控制，即遥控加局部自主系统构成完整的监控遥控操作系统，使智能机器人走出实验室进入实用化阶段。
美国发射到火星上的“索杰纳”机器人就是这种系统成功应用的最著名实例。
1.5课题研究内容1.5.1课题的提出现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个缺点:(1)液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失、泄露损失等):液压传动易泄漏，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。
(2)工作时受温度变化影响较大。
油温变化时，液体粘度变化，引起运动特性变化。
(3)因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。
