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机械手动作的模拟实验论文

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机电综合实验实验名称：机械手动作的模拟班级：机自12-11班小组成员：XXXXXXXXXXXXXXXXX中国矿业大学机械手动作的模拟【摘要】根据机械手的工作过程和控制要求，将西门子S7-200PLC和组态王Kingview6.53应用于机械手的控制系统。

通过建立PLC和Kingview6.53之间的通讯，利用组态软件模拟机械手的工作过程。

实验表明，由S7-200PLC和Kingview6.53构成的控制系统人机界面简单、易于操作、经济实用、可靠性高。

According to the working process and control requirementsof the manipulator,both Siemens S7-200PLC and Kingview6.53 applied to the manipulator control system.Then the configuration software isused to simulate the working process of the manipulator by building the communication between the S7-200PLC and the Kingview6.53. Experimental results show that the control system constituted by S7-200PLC and Kingview6.53 is easy to operate, man-machine interface simple, economical and high reliability.【关键词】关键词：机械手；PLC控制；组态王.Keywords：manipulator;PLC control;Kingview6.531.引言1.1引论机械手能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人手对工件进行搬运等操作。

这不仅可以使人手避免可能出现的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高工作效率。

PLC = Programmable logic Controller，可编程逻辑控制器，一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入|输出控制各种类型的机械或生产过程，是工业控制的核心部分 PLC = Programmable Logic Controller，可编程控制器。

另外PLC还有以下几个名称：PLC = Power Line Communication，电力线通信，即我们俗称的“电力线上网”。

可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。

早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。

随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。

但是为了避免与个人计算机(Personal Computer)的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC,plc自1966年出现，美国，日本，德国的可编程控制器质量优良，功能强大。

鉴于PLC顺序控制的自身特点，应用PLC控制机械手实现各种规定的动作工序，可以简化控制线路，提高可靠性，在保证劳动生产率的条件下节约成本。

同时，上位机监控系统可以采用组态王Kingview组态软件设计，能够实现实时显示数据、动画显示、流程控制等功能。

1.2 实验目的和具体要求1、实验目的用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。

学会使用组态软件（推荐选用组态王软件）和PLC（推荐选用SIMEINS S7-200）控制系统连接，采用下位机执行，上位机监视控制的方法，构建完成机械手动作模拟控制系统。

2、实验装置与附件（1）TKPLC-1型实验装置一台（2）安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件和组态软件的计算机一台。

（3）PC/PPI编程电缆一根。

（4）连接导线若干。

3、机械结构和控制要求图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。

当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。

另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。

设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：原位→下降→夹紧→上升→右移↑↓左移←上升←放松←下降4、机械手动作的模拟实验面板图：机械手动作的模拟控制面板上图下框中的YV1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL分别接主机的输出点Q0.0、Q0.1、Q0.2、Q0.3、Q0.4、Q0.5；SB1、SB2分别接主机的输入点I0.0、I0.5；SQ1、SQ2、SQ3、SQ4分别接主机的输入点I0.1、I0.2、I0.3、I0.4。

上图中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀的原位指示灯用发光二极管来模拟。

PLC作为下位机控制，计算机作为上位机，利用组态软件进行监视和控制，计算机能够控制下位机PLC的运行和停止，和运行工况的组态画面监视。

2 PLC控制系统和组态王软件和介绍2.1PLC控制系统a 基本介绍PLC即可编程控制器（Programmable logic Controller），是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

它是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC是可编程逻辑电路，也是一种和硬件结合很紧密的语言，在半导体方面有很重要的应用，可以说有半导体的地方就有PLC。

b PLC的功能（1）逻辑控制（2）定时控制（3）计数控制（4）步进(顺序)控制（5）PID控制（6）数据控制：PLC具有数据处理能力。

（7）通信和联网（8）其它：PLC还有许多特殊功能模块，适用于各种特殊控制的要求，如：定位控制模块，CRT模块。

c PLC的特点（1）可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。

PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。

例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。

一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。

从PLC的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。

此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。

在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

这样，整个系统具有极高的可靠性。

（2）配套齐全，功能完善，适用性强PLC发展到今天，已经形成了大、中、小各种规模的系列化产品。

可以用于各种规模的工业控制场合。

除了逻辑处理功能以外，现代PLC大多具有完善的数据运算能力，可用于各种数字控制领域。

近年来PLC的功能单元大量涌现，使PLC渗透到了位置控制、温度控制、CNC等各种工业控制中。

加上PLC通信能力的增强及人机界面技术的发展，使用PLC组成各种控制系统变得非常容易。

（3）易学易用，深受工程技术人员欢迎PLC作为通用工业控制计算机，是面向工矿企业的工控设备。

它接口容易，编程语言易于为工程技术人员接受。

梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近，只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

（4）系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造PLC用存储逻辑代替接线逻辑，大大减少了控制设备外部的接线，使控制系统设计及建造的周期大为缩短，同时维护也变得容易起来。

更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。

这很适合多品种、小批量的生产场合。

（5）体积小，重量轻，能耗低以超小型PLC为例，新近出产的品种底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗仅数瓦。

由于体积小很容易装入机械内部，是实现机电一体化的理想控制设备。

d PLC控制系统的设计基本原则（1）最大限度的满足被控对象的控制要求。

（2）在满足控制要求的前提下，力求使控制系统简单、经济、使用和维护方便。

（3）保证控制系统安全可靠。

（4）考虑到生产的发展和工艺的改进在选择PLC容量时应适当留有余量。

2.2组态王软件A 基本介绍组态王组态王开发监控系统软件是新型的工业自动控制系统正以标准的工业计算机软、硬件平台构成的集成系统取代传统的封闭式系统，它具有适应性强、开放性好、易于扩展、经济、开发周期短等优点。

通常可以把这样的系统划分为控制层、监控层、管理层三个层次结构。

其中监控层对下连接控制层，对上连接管理层，它不但实现对现场的实时监测与控制，且在自动控制系统中完成上传下达、组态开发的重要作用。

尤其考虑三方面问题：画面、数据、动画。

通过对监控系统要求及实现功能的分析，采用组态王对监控系统进行设计。

组态软件也为试验者提供了可视化监控画面，有利于试验者实时现场监控。

而且，它能充分利用Windows的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示控制设备的状态，具有报警窗口、实时趋势曲线等，可便利的生成各种报表。

它还具有丰富的设备驱动程序和灵活的组态方式、数据链接功能。

B 具体功能（1）可视化操作界面，真彩显示图形、支持渐进色、丰富的图库、动画连接。

（2）无与伦比的动力和灵活性，拥有全面的脚本与图形动画功能。

（3）可以对画面中的一部分进行保存，以便以后进行分析或打印。

（4）变量导入导出功能，变量可以导出到Excel表格中，方便的对变量名称等属性进行修改，然后再导入新工程中，实现了变量的二次利用，节省了开发时间。

（5）强大的分布式报警、事件处理，支持实时、历史数据的分布式保存。

（6）强大的脚本语言处理，能够帮助你实现复杂的逻辑操作和与决策处理。

（7）全新的WebServer架构，全面支持画面发布、实时数据发布、历史数据发布以及数据库数据的发布。

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机械手毕业论文

机械手毕业论文

机械手毕业论文机械手毕业论文摘要：机械手是一种能够模拟人类手臂动作的机器人装置，广泛应用于工业生产线和医疗领域。

本文通过对机械手的结构、控制系统和应用领域进行研究，旨在探讨机械手在未来的发展潜力和应用前景。

引言：机械手作为一种重要的自动化装置，已经在工业生产中发挥着重要的作用。

随着科技的不断进步，机械手的应用领域也在不断扩大。

本文将从机械手的结构、控制系统和应用领域三个方面进行探讨。

一、机械手的结构机械手的结构主要由机械臂、末端执行器和传感器组成。

机械臂是机械手的主体部分，通常由多个关节组成，可以模拟人类手臂的运动。

末端执行器是机械手的手指部分，可以进行抓取、放置和操作物体等动作。

传感器用于感知环境和物体，为机械手提供实时的反馈信息。

二、机械手的控制系统机械手的控制系统是保证机械手正常运行的核心部分。

控制系统通常由硬件和软件两部分组成。

硬件部分包括电机、传感器和控制器等，用于实现机械手的运动和感知。

软件部分则包括控制算法和编程语言等，用于控制机械手的动作和决策。

三、机械手的应用领域机械手在工业生产线上的应用非常广泛。

它可以完成重复、繁琐和危险的工作，提高生产效率和质量。

同时，机械手还被应用于医疗领域。

它可以进行精确的手术操作，减少手术风险和创伤。

此外，机械手还被用于残疾人辅助器具的研发和生产，为残疾人提供更好的生活品质。

四、机械手的未来发展潜力随着科技的不断进步，机械手的未来发展潜力巨大。

首先，机械手可以与人类进行更加复杂和精细的合作。

通过人机协作，机械手可以更好地适应不同的工作环境和任务需求。

其次，机械手可以与人工智能技术相结合，实现更高级的自主决策和学习能力。

最后，机械手还可以应用于更多领域，如军事、航天和探险等，为人类创造更多的可能性。

结论：机械手作为一种重要的自动化装置，已经在工业生产和医疗领域发挥着重要的作用。

通过对机械手的结构、控制系统和应用领域进行研究，我们可以看到机械手在未来的发展潜力和应用前景。

机械手 实验报告

机械手 实验报告

机械手实验报告机械手实验报告引言：机械手是一种能够模拟人类手臂动作的机器设备，广泛应用于工业生产、医疗手术、科学研究等领域。

本次实验旨在通过对机械手的研究和实践，深入了解其工作原理和应用，以及探索其在未来的发展前景。

一、机械手的工作原理1.1 机械手的结构机械手由机械臂、控制系统和执行器组成。

机械臂通常由多个关节连接而成，通过电机驱动实现运动。

控制系统负责接收指令并控制机械臂的运动，而执行器则将控制信号转化为相应的动作。

1.2 机械手的感知系统为了实现精确的操作，机械手通常配备了各种感知系统，如摄像头、传感器等。

这些感知系统能够实时获取周围环境的信息，为机械手的运动提供准确的参考。

二、机械手的应用领域2.1 工业生产机械手在工业生产中起到了至关重要的作用。

它能够替代人工完成重复性、繁琐的工作，提高生产效率和质量。

例如，在汽车制造业中，机械手能够完成车身焊接、零件组装等工作。

2.2 医疗手术机械手在医疗手术中的应用也越来越广泛。

通过精确的运动和高清晰度的摄像头，机械手能够帮助医生进行微创手术，减少手术风险和创伤。

此外，机械手还可以进行精确的药物注射等操作。

2.3 科学研究机械手在科学研究中的应用也非常重要。

科学家们可以通过机械手进行实验操作，获取更加准确和可靠的数据。

例如，在材料科学领域，机械手能够实现对材料的精确测试和分析。

三、机械手的发展前景随着科技的不断进步，机械手的发展前景非常广阔。

未来，机械手将更加智能化、灵活化。

例如，机械手将能够通过学习和自主决策，适应不同的工作环境和任务需求。

同时，机械手还将与人类更加紧密地合作，形成人机协同的工作模式。

结论：通过本次实验，我们对机械手的工作原理、应用领域和发展前景有了更深入的了解。

机械手作为一种重要的机器设备，将在各个领域发挥重要作用，为人类的生活和工作带来更多便利和进步。

我们期待着机械手在未来的发展中能够创造更多的奇迹。

机械手动作模拟实训报告

机械手动作模拟实训报告

一、实训背景随着工业自动化技术的不断发展，机械手作为一种重要的自动化设备，广泛应用于工业生产、物流搬运、医疗康复等领域。

为了提高学生对机械手动作原理及控制方法的理解，本次实训选择了机械手动作模拟作为实训内容，旨在通过模拟实验，让学生掌握机械手的运动规律、编程方法以及控制策略。

二、实训目的1. 理解机械手的基本结构、工作原理及运动规律。

2. 掌握机械手的编程方法，能够根据实际需求设计机械手的动作程序。

3. 熟悉机械手控制系统的调试与优化方法。

4. 培养学生动手实践能力和团队合作精神。

三、实训内容1. 机械手基本结构及工作原理本实训所采用的机械手为气动机械手，主要由气缸、气动阀、气管、连接件、机械臂等组成。

气缸作为动力源，通过气动阀控制气缸的伸缩，实现机械臂的弯曲和伸展。

机械臂的运动轨迹可通过编程进行控制，完成搬运、装配、焊接等操作。

2. 机械手编程本实训所采用的编程软件为PLC编程软件，通过编写梯形图或指令语句实现对机械手的控制。

编程步骤如下：（1）根据实际需求，确定机械手的运动轨迹和动作顺序。

（2）在PLC编程软件中，绘制梯形图或编写指令语句，实现机械手的动作控制。

（3）对编程程序进行调试，确保机械手按照预定动作运行。

3. 机械手控制系统的调试与优化在机械手动作模拟过程中，可能存在以下问题：（1）机械手运动轨迹不准确。

（2）机械手动作速度不稳定。

（3）机械手动作存在抖动现象。

针对以上问题，可通过以下方法进行调试与优化：（1）调整机械臂的连接件，确保运动轨迹准确。

（2）调整气缸的气压，使机械手动作速度稳定。

（3）调整机械臂的支撑结构，减少动作过程中的抖动。

四、实训过程1. 准备工作（1）安装机械手及气动设备。

（2）连接气管、气管接头等。

（3）安装PLC编程软件。

2. 编程（1）根据实际需求，确定机械手的运动轨迹和动作顺序。

（2）在PLC编程软件中，绘制梯形图或编写指令语句，实现机械手的动作控制。

（3）对编程程序进行调试，确保机械手按照预定动作运行。

机械手方面毕业设计论文

机械手方面毕业设计论文

机械手方面毕业设计论文摘要机器人是一种人类很早就梦想制造的，具有仿生性而且处处听命于人的自动化机器.它可以帮助人们完成很多危险，繁重，重复的体力劳动而进入各种服务领域。

历经数十年的发展变化，机器人技术不断进步和创新，在诸多领域都有着机器广泛的研究和应用。

仿真技术是机器人研究领域中的一个重要部分。

随着机器人研究的不断深入和机器人领域的不断拓展，机器人仿真系统作为机器人设计和研究的经济、可靠、灵活方便的工具，发挥着越来越重要的作用,它对于验证机器人的工作原理、工作空间等具有非常重要的意义[1]。

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，对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。

重点针对机械手的腰座、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。

具体进行了机械手的总体设计，腰座结构的设计，机械手手臂结构的设计，机械手腕部的结构设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。

同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。

基于对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序。

设计达到了设计的预期目标。

关键词：机械手；液压伺服定位；机械手控制摘要Title：Hydraulic design of manipulatorAbstractRobot is the thing that people want to make a long time ago. It is a automated machine with bionic and take orders from people everywhere. It can help people to complete the many dangerous, heavy, repetitive manual labor and access to various services. After decades of development and change, there is continuous improvement and innovation in robotics, in many areas with extensive research and application.Robot simulation technology is an important part of the field With the further research and the more using of industry robot, the function of Robot Simulation System has become more and more important as the economical and reliable tool of robot design and study, The Simulation System has a significant, meaning for the verification of the working theory and the working space of robots。