毕业设计(论文)循迹物料搬运机器人设计

物料搬运系统设计摘要：随着现代社会生产力水平的逐渐提高，越来越多的制造企业开始引入物料搬运系统分析的方法，并通过分析设计合理的物料搬运系统，来提高企业生产力水平，适应当代社会的发展。

本文通过搜集资料，了解有关物料搬运的有关内容。

探讨了物料搬运系统分析方法的原则目的和意义，并深入研究了物料搬运系统分析的方法步骤。

通过一段时间对液晶面板生产车间的了解，从物料搬送，系统布置分析，各项移动分析，搬运路线的选择，搬运设备和运输单元的确定等方面，确定物料搬运系统的建立的思路，逐步实现了在制造业中建立物料搬运系统的目的，进而进一步提高企业的生产力，促进企业发展。

关键词：物料；搬运；分析；路线；方式目录摘要 (3)1 前言 (5)1.1 研究背景 (5)1.2国内外研究现状 (5)1.3研究目的和意义 (6)1.4 研究内容 (6)2 物料搬运系统分析概述 (7)2.1物料搬运简介 (7)2.1.1物料搬运的定义 (7)2.1.2物流量和搬运活性理论 (7)2.1.3 物料搬运的要素 (8)2.2 物料搬运系统简介 (8)2.2.1物料搬运系统的定义 (8)2.2.2 物料搬运系统设计的目的和原则 (8)3 物料搬运系统分析与设计的方法概述 (10)3.1 对物料搬运系统分析—SHA的概述 (10)3.2 SHA方法步骤 (10)3.2.1 准备工作 (10)3.2.2 物料分类 (10)3.2.3 系统布置分析 (11)3.2.4 各项移动的分析 (11)3.2.5 搬运方法分析 (11)3.2.6 初步确定搬运方案并修改制定合适的搬运方案 (12)4 物料搬运系统分析的实际应用 (13)4.1物料搬送 (13)4.2 系统布置分析.................................... 错误!未定义书签。

4.3 各项移动分析 (13)4.4 搬运方法分析 (13)5 总结 (15)参考文献 (16)致谢 (17)1前言1.1研究背景21世纪，随着中国现代化建设的发展，我国已经逐渐成为世界上的工业大国，据有关资料显示，世界上将近一半的工业产品都将在中国生产，中国渐渐成为世界的主要生产加工基地[1]。

搬运码垛机器人毕业设计说明设计背景在生产车间中，常常需要将大量的物料或产品堆叠成堆或码垛。

传统的码垛方式普遍采用人工操作，但人工操作可能存在误差，操作效率低下，同时还存在着工作安全风险等问题。

因此，本课题在现有技术基础上，设计一种搬运码垛机器人，在提高工作效率和工作安全性的同时，还可以降低生产成本。

设计内容本设计采用机器人技术，设计一款搬运码垛机器人，实现对物料和产品的堆叠和码垛操作。

主要功能包括以下几点：1. 传感器模块：采用多种传感器，如光电传感器、超声波传感器等，对机器人周围环境进行监测，确保机器人能够避开障碍物并准确找到目标位置。

2. 控制系统：该机器人控制系统采用嵌入式控制器和PLC等设备，对机器人的各项动作进行精确控制，实现自动化操作。

3. 动力系统：该机器人的动力系统是用电动机作为驱动力的，机器人的移动和操作由电动机提供动力。

4. 机械臂系统：该机器人的机械臂采用3自由度机械臂，可以实现物料和产品的抓取、搬运、堆叠和码垛等操作。

5. 视觉系统：机器人配备观察摄像机，并采用图像处理技术实现视觉识别、目标定位、目标追踪等功能。

6. 人机界面：机器人采用触摸屏控制界面，可以直观、方便地设置机器人的各个参数和操作任务。

设计要求2. 具有较高的智能化和自主导航能力，可以根据生产要求自主规划运动轨迹，完成自动化操作。

3. 系统可靠性高，操作稳定可靠，能适应多变的生产条件和环境。

4. 操作简单，功能实用，具有足够的灵活性和扩展性。

设计流程1. 系统设计：首先进行整体系统设计，包括机器人的结构设计、控制系统设计、动力系统设计、机械臂系统设计、视觉系统设计和传感器模块设计等方面，确保各个方面的设计能够协调、相互配合，实现整个机器人系统的目标任务。

2. 电路设计：设计电路图和PCB，按照系统设计的要求搭建出实际的电路板，保证系统的稳定性和可靠性。

3. 机械设计：根据整体系统设计的要求，采用CAD等软件设计机器人的机械部件，如机械臂、关节和传动部件等。

摘要本次毕业设计为工业机器人物件搬运系统的设计与制作。

利用工业机器人技术来改善生产线上的搬运作业，从而替代工人重复性手动操作。

该设计需要自己画出夹具--吸盘，然后通过三维建模软件CATIA设计出符合设计需要的夹具。

目前工业机器人已经拥有成熟的控制系统，通过编程与示教，对IRB120机器人的运动轨迹做出理想的路径规划，并对机器人运动范围进行完全的控制。

根据程序的编写来设定对工业机器人的运动路径进行物件搬运。

应用Smart组件创建动态输送链，包含设定输送链产品源，输送链运动属性，输送链限位传感器等等，从而实现对机器人的物件搬运控制，最后利用robot studio软件对整个工作站的工作过程进行仿真。

均在设计思路、设计方法、设计过程、设计特点方面做了详细的分析与说明。

关键词：物件搬运、CATIA建模、Smart组件、robot studio仿真AbstractThe graduation design for the industrial robot handling system design and production. The use of industrial robot technology to improve the production line of the transport operations, thus replacing the manual repetitive manual operation. The design needs to draw the fixture - sucker, and then through the three-dimensional modeling software CATIA designed to meet the design needs of the fixture. At present, industrial robots already have mature control system, through programming and teaching, the IRB120 robot trajectory to make the ideal path planning, and the robot range of full control. According to the preparation of the program to set the industrial robot movement path for object handling. Application of Smart components to create a dynamic conveyor chain, including the set of conveyor chain product source, conveyor chain motion properties, conveyor chain limit sensor, etc., in order to achieve the robot object handling control, and finally the use of robot studio software work on the entire workstation simulation. Are in the design ideas, design methods, design process, design features to do a detailed analysis and description.Key words: Object handling、CATIA modeling Design、Smart components、Robot studio simulation目录第一章序言 (1)1.1 机器人未来的发展趋势 (1)1.2 对IRB6400和IRB120型两类机器人进行简介 (2)1.2.1 IRB6400型机器人 (2)1.2.2 IRB120型机器人 (3)第二章操作机器人 (4)2.1 示教器 (4)2.1.1 示教器简介 (4)2.1.2 注意事项与故障处理 (4)2.2 机器人数据的备份与恢复 (5)2.2.1 机器人的手动操作 (5)2.2.2 单轴运动 (5)2.2.3 线性运动与重定位运动 (5)2.3 机器人操作 (6)2.3.1 TCP的设定 (6)2.4 机器人使用及注意事项 (6)第三章CATIA建模 (7)3.1 用CATIA创建支架模型 (7)3.1.1 新建三维模型 (7)3.1.2 创建支架的基础特征 (7)3.1.3 创建吸盘的基础特征 (9)3.1.4 装配设计 (9)3.1.5 装配中的“相合”与“接触”约束 (10)3.2 用CATIA创建托盘模型 (10)3.2.1 新建三维模型 (10)3.2.2 创建托盘的零部件 (11)3.2.3 托盘零部件的装配设计 (11)3.2.4 使用“接触”约束多个零部件 (12)3.3 用CATIA创建托盘座模型 (13)3.3.1 新建三维模型 (13)3.3.2 创建托盘座的零部件 (13)3.3.3 托盘座零部件的装配设计 (15)3.4 用CATIA创建挡风玻璃模型 (17)3.4.1 新建三维模型 (17)3.4.2 创建挡风玻璃的草图 (17)3.4.3 “桥接”命令制作 (17)3.5 用CATIA创建底座模型 (17)3.5.1 新建三维模型 (17)3.5.2 创建底座草图 (18)3.5.3 创建底座斜面凸台 (19)3.6 创建凹槽与Y型凸台 (20)3.6.1 凹槽草图 (20)第四章用Smart组件创建动态输送链 (22)4.1 Smart组件输送链动态效果 (22)4.2 应用Smart组件设定输送链的产品源 (22)4.2.1 设定输送链的产品源 (22)4.2.2 Source组件的属性设置 (22)4.3 应用Smart组件设定输送链的运动属性 (22)4.3.1 设定输送链的运动属性 (22)4.3.2 Linear Mover 属性设置 (23)4.4 应用Smart组件设定输送链限位传感器 (23)4.4.1 设定输送链限位传感器 (23)4.4.2 Logic Gale 属性设置 (25)4.5 创建Smart组件属性与连结 (25)4.5.1 设定属性连结 (25)4.6 创建Smart组件的信号与连接 (26)4.6.1 设定信号连接 (26)4.6.2 仿真运行 (29)总结 (30)致谢 (31)参考文献 (32)独创性声明 (33)关于论文使用授权的说明 (33)第一章序言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。

搬运码垛机器人毕业设计标题：搬运码垛机器人设计与实现一、引言随着现代工业生产的迅猛发展，自动化生产已经成为工业生产的主要趋势。

其中，机器人技术的快速发展已经成为自动化生产的重要组成部分。

机器人的广泛应用不仅提高了生产效率，还有效地减少了人力资源的使用，降低了劳动强度，提高了生产质量。

本文以搬运码垛机器人为主题，详细介绍了其设计和实现。

二、设计目标本设计旨在实现一个自动化搬运码垛机器人，具备以下功能：1.实现对不同尺寸、不同重量的货物的搬运和垛码；2.具备自适应能力，能够根据环境变化灵活调整搬运路径；3.具备安全性，能够保证人员和货物安全；4.操作简便，可通过不同设备和方式进行控制。

三、硬件设计1.机械臂：采用多关节机械臂，具备广泛的运动范围和搬运能力；2.轮式底盘：用于机器人的移动和定位，具备良好的稳定性和灵活性；3.传感器：通过安装在机器人上的传感器获取环境信息，如距离、重量、能量等；4.控制系统：包括单片机、驱动电路和输入输出设备，用于控制机器人的运动和操作。

四、软件设计机器人的软件设计主要包括路径规划、自适应调整和安全控制等功能：1.路径规划：通过算法计算最优路径，将搬运过程中的轨迹规划为自动获取到的最短路径；2.自适应调整：通过传感器获取环境信息，根据实时数据进行路径调整，避免障碍物和优化运输效率；3.安全控制：通过设置监控系统和传感器，确保机器人在搬运和垛码过程中不会对人员和物品造成伤害；4.用户界面：设计一个友好的用户界面，可以通过需要搬运或者垛码的货物参数进行设置。

五、实验与验证在设备完成设计后，需要进行实验和验证，确保其具备预期功能和要求。

1.运动测试：通过控制系统测试机器人的各项运动功能，包括前进、转向、抓取和放置等动作；2.环境适应性测试：在不同环境中进行测试，验证机器人是否能够适应各种情况下的运动和搬运；3.安全性测试：测试机器人在操作过程中是否能够实时感知到周围环境并避免碰撞；4.效率测试：测试机器人的搬运速度和准确性，与手工操作进行对比。

搬运码垛机器人毕业设计1. 引言搬运码垛机器人是一种自动化装卸货物的设备，它可以高效地从一个位置将货物搬运到另一个位置。

本文将介绍一个基于码垛机器人的毕业设计项目。

2. 设计目标本毕业设计的目标是设计和开发一种搬运码垛机器人，能够实现以下功能： - 通过视觉系统识别并定位堆码地点； - 利用机器人臂和夹爪完成货物搬运； - 自动化控制系统实现自主导航和路径规划； - 系统具备高度安全性和可靠性。

3. 毕业设计的硬件系统3.1 机器人底盘机器人底盘是整个系统的基础，它提供了机器人移动的能力。

我们将采用Omni轮底盘，因其具备良好的机动性和灵活性。

3.2 视觉系统视觉系统用于定位和识别堆码的位置。

我们将使用相机和图像处理算法，能够有效地检测和识别货物的位置和状态。

3.3 机械臂和夹爪机械臂和夹爪用于搬运货物。

我们将采用多关节机械臂和可调节夹爪，以适应不同尺寸和形状的货物。

3.4 自动化控制系统自动化控制系统是整个系统的核心，负责控制机器人的移动、机械臂和夹爪的操作，以及路径规划和导航等功能。

我们将使用嵌入式控制器和ROS（机器人操作系统）来实现。

4. 毕业设计的软件系统4.1 路径规划与导航路径规划与导航是搬运码垛机器人的重要功能之一。

我们将使用SLAM（同步定位和地图构建）算法进行环境建模和地图生成，以及A*算法进行路径规划和导航。

4.2 机器视觉算法机器视觉算法包括图像处理和目标识别等技术。

我们将使用OpenCV等开源库进行图像处理，并采用卷积神经网络（CNN）和支持向量机（SVM）等算法进行目标识别。

4.3 控制与通信控制与通信模块包括机器人的控制和与其他设备的通信。

我们将使用嵌入式控制器和ROS进行机器人的控制，以及使用TCP/IP和串口等协议进行通信。

5. 毕业设计的测试与验证为了验证搬运码垛机器人的设计和功能，我们将进行一系列的测试和实验。

首先，我们将进行单元测试来验证各个模块的功能和性能。

搬运机器人设计班级：姓名：学号：搬运机器人能够模仿人手部的部分动作，按照设定的程序、轨迹和要求，代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可能完成的工作，这不仅可以使人手避免出现可能的危险情况，保障生产安全，还能促进工作线的流水化，提高了工作效率，降低了劳动强度，改善了劳动环境，已经成为现代制造业中不可或缺的一种自动化装置。

本机器人用于生产线上工件的自动搬运，下图为机器人动作示意图，机械手按下述顺序周而复始地工作：根据对机器人的工艺过程及控制要求分析，机械手的动作过程如图所示：一、搬运机械手总体结构设计（1）该机器人采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即手臂的伸长、缩短，手臂的上升、下降和整体旋转。

（2）该机器人采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优点。

（3）在控制方式选择上，由于其功能只是在两个传送带之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因此采用点位控制方式。

（4）此搬运机器人是在两个工作台之间搬运工件，其动作比较简单，选用电位器进行定位。

（5）此机器人应用于自动生产线上，因此，它应该能够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。

二、搬运机械手机械结构设计1、机身设计因为圆柱坐标式机器人把回转与升降两个自由度归属于机身，所以设计回转与升降机身，选用旋转液压缸与升降液压缸单独驱动的回转型机身，如图1所示，升降液压缸在上，旋转液压缸在下。

2、臂部设计采用双导向杆的臂部伸缩结构。

缸体直接固定在升降立柱上，活塞杆与两根导向杆连接一起组成伸缩臂，由于活塞杆与导向杆全部藏在缸体内，油管也从活塞杆内部通过，其特点是结构紧凑，外观整洁。

结构如图2所示。

3、手部腕部设计因为工件的形状为圆柱形，所以带“V”型钳口的手爪，本次设计的搬运机器人手爪采用滑槽杠杆式结构，夹紧缸采用单作用弹簧复位式结构，杠杆端部固定安装着圆柱销，当拉杆向上拉时，圆柱销就在两个钳爪的滑槽中移动，带动钳爪绕两支点回转，夹紧工件；拉杆向下推时，使钳爪松开工件。

工业机器人搬运码垛毕业设计可以是一个非常有趣和具有挑战性的项目。

以下是一个可能的方案，供您参考：一、项目简介随着工业自动化的发展，工业机器人已经在许多领域得到广泛应用。

搬运码垛是工业生产中常见的一种作业，通过使用工业机器人可以实现高效、精准和无人化的搬运码垛作业。

本项目旨在设计一个能够实现搬运码垛功能的工业机器人系统。

二、设计内容机器人选型与配置首先，需要对机器人进行选型，选择适合搬运码垛作业的机器人型号。

需要考虑机器人的负载能力、运动范围、精度和稳定性等参数。

同时，还需要配置合适的控制器、伺服系统、传感器等硬件设备。

搬运码垛方案设计根据实际需求，设计合理的搬运码垛方案。

需要考虑搬运物料的种类、尺寸、重量等因素，以及码垛的目标位置和方式。

同时，还需要考虑机器人的运动轨迹、速度和加速度等参数。

控制系统设计设计机器人的控制系统，包括硬件和软件两部分。

硬件部分包括控制器、伺服系统、传感器等设备的选型和配置；软件部分包括控制算法的设计、运动控制程序的开发等。

人机交互界面设计为了方便操作和管理，需要设计一个人机交互界面。

界面应该具有实时监控、远程控制、参数设置等功能，并且要具备良好的用户体验。

系统调试与优化在完成硬件和软件的设计后，需要进行系统的调试和优化。

需要对机器人的运动轨迹、速度、加速度等参数进行调整，以保证机器人的稳定性和精度。

同时，还需要对控制系统进行测试和优化，以保证机器人的性能和可靠性。

三、总结通过本次毕业设计，您将能够掌握工业机器人系统的基本原理和技术，了解搬运码垛作业的流程和要求，并且能够独立设计一个具有实际应用价值的工业机器人系统。

这将为您未来的职业发展打下坚实的基础。

自动送料工业机器人设计本科毕业设计论文首先，自动送料工业机器人设计需要考虑机器人的结构和动力系统。

结构设计应具备稳定性和可靠性，能够承受重量，并具备足够的运动自由度以适应不同工业场景的需求。

动力系统应该能提供足够的动力输出，并具备可调节的扭矩和速度控制功能。

其次，自动送料工业机器人设计需要集成传感器系统。

传感器系统能够感知环境和物料的状态，并将这些信息反馈给机器人的控制系统。

这些传感器可以包括视觉传感器、力传感器、接触传感器等，用于检测物料的位置、形状、质量等重要属性，以便机器人能够准确地执行物料的运输任务。

另外，自动送料工业机器人设计需要考虑控制系统的设计。

控制系统应具备良好的实时性和稳定性，能够准确获取传感器反馈的信息，并根据这些信息作出合理的控制决策。

控制系统还应该具备高精度的运动控制能力，并能实现物料的准确定位和精确运输。

在实施方案上，自动送料工业机器人设计可以采用开放式控制系统，允许工程师根据实际需求进行系统的定制和改进。

同时，可以采用统一的通信协议，实现与其他工业设备的互联互通，提高整个生产线的效率和协同能力。

此外，自动送料工业机器人设计还需要考虑安全性。

机器人在工作时应具备安全保护装置，避免对人员和设备造成伤害。

同时，还需要设计合适的安全控制策略，确保机器人能够在工作过程中遵守相关的安全规范和操作流程。

综上所述，自动送料工业机器人设计是一项涉及多个学科和技术领域的复杂工程。

通过设计合理的机器人结构和动力系统，集成传感器系统，优化控制系统，并采用合适的实施方案和安全措施，可以实现工业流水线的自动化控制和物料运输的自动化处理，提高生产线的效率和质量。

目录引言 (1)可编程控制器的简介 (2)1.1可编程控制器的产生 (2)1.2可编程控制器的定义与特点 (2)1.2.1可编程控制器的定义 (2)1.2.2可编程控制器的特点 (3)1.3可编程控制器的主要性能指标 (3)1.4可编程控制器的分类 (4)1.4.1 按控制规模分类 (4)1.4.2按结构形式分类 (5)1．4．3按生产厂家分类 (6)1.5可编程序控制器的发展趋势 (6)2.1可编程控制器的组成与基本结构 (7)2.1.2可编程序控制器的硬件系统 (7)2.1.2可编程序控制器的软件系统 (11)2.2可编程控制器的工作原理 (12)2.3可编程控制器的编程语言 (13)2.3.1梯形图语言 (13)2.3.2助记符语言 (13)2.3.3顺序功能图语言 (14)2.4可编程控制器的应用领域 (14)2.4.1开关量的逻辑控制 (14)2.4.2模拟量控制 (14)2.4.3运动控制 (15)2.4.4过程控制 (15)2.4.5数据处理 (15)2.4.6通信及联网 (16)3.1概述 (17)3.2机械手的组成 (17)3.3机械手的分类 (18)3.4机械手的应用 (18)4.1控制要求 (19)4.2机械手的控制系统设计方案的比较 (20)5.1可编程控制器的选型 (21)5.1.1I/O总点数的确定 (21)5.1.2 I/O点信号性质分析 (21)5.1.3用户存储器容量的估算 (21)5.2可编程控制器的梯形图 (22)5.2.1程序的总体结构设计 (22)5.2.2初始化程序 (23)5.2.3手动程序 (23)5.2.4回原位程序 (24)5.2.5自动程序 (25)5.3指令程序 (26)5.4I/O接线图 (28)5.5相关电气设备选择和校验 (31)5.5.1系统调试 (31)5.5.2程序的运行与调试 (31)5.6材料清单 (32)设计总结 (32)参考文献 (34)致谢 ................................................................................................... 错误!未定义书签。

（此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！）毕业论文（设计）题目搬运机械手PLC控制系统 _______________________________ 专业年级08级机电一体化4班 _________________________________ 指导教师熊才高职称高级工程师2011年5月20日随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。

本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。

关键词：搬运机械手可编程控制器(PLC 液压电磁阀AbstractWith the popularity of in dustrial automati on and developme nt, the dema nd foryear- on-year in crease of con troller, of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electro nic, mecha ni cal process ing, food, medici ne and other areas of the product ion line or cargo tran sport, we can be more good to save en ergy and improve the tran sport efficie ncy of equipme nt or products, to reduce restrict ions on other modes of tran sportati on and in adequate to meet the requireme nts of moder n econo mic developme nt.The man ipulator mecha ni cal structure in cludes two sole noid valves con trolled by sports and workpiece clampi ng actio n, the two differe nt motor speed through the two motor coils positive con trol in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rew ind, slow moveme nt back moveme nt; conv ersi on by sett ing its action in various differe nt parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) gen erated on-off sig nal tran smissi on to the PLC con troller, through the PLC in ternal differe nt output sig nal, which drives the exter nal coil to con trol the motor or sole noid valves , the robot can achieve precise positi oning; their course of actio n in clude: decli ne in clampi ng in creased, slow forward, fast forward, slow progress, the exte nsion of , the drop in, relax, rise, slow back, rew ind, slow back; its operati on, in clud ing: Back in situ, manu al, sin gle-step, sin gle cycle, con ti nu ous; to meet the product ion requireme nts of the various operati ons and maintenan ce.Keywords:)和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell) 中重要一环。