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1、摘要,在当今庞大规模制造行业中，企业为了提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产的过程自动化能力，机械手理多当然成为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业采用。机械手的应用在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，机械手基本上都承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度精度大的工作，工作方式一般采取可编程控制器控制方式。,摘要,我设计的是一台六自由度的机械手，主要的功用就是物料的安装及搬运。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、中臂、小臂、手腕和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、控制方式，建立机械手的结构建模并仿真运动；在此基础上，本文将设计该机器人的PLC控制系统，包括PLC
2、的选型，外部接线及编写程序进行，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的确定运动和建模仿真、机器人的示教编程和在线修改程序；计算停止点的运动分析和回停止点的程序设计。,机械电子发展的特点 多学科深度交叉,机械工程科学,微操作系统机械仿生仿生制造,电子制造、e-制造、数字制造、虚拟制造、网络制造,纳米科技纳米材料微型机械纳米器件,生命科技人类基因组基因工程生物芯片,信息科技光子、量子、生物计算机；网络技术,微光机电系统纳米机械学纳米加工测量,PRO/E 的优点,1）有利于设计人员的创造性，从而将从大量的繁琐的复杂劳动中解放出来，集中精力进行创造性的劳动。2）减
3、少了设计、计算、制图、制表所需要的时间，缩短了设计周期。3）可以从多种方案中进行分析、比较，选出最优的方案，实现设计方案的优化。4）缩短了产品设计到生产的周期，缩短了产品的上市周期，提高了产品质量。5）可以对产品进行仿真模拟，而不需要做样机，减少了原材料的浪费。,装配,在本次机械手臂的运动仿真中，只需在装配时定义各个关节之间的连接为销钉连接连接,在 Mechanism 模块中定义伺服电动机，就可以仿真各个关节之间的回转运动。齿轮间连接点先点击第二个凸轮按钮进行约束，再点第三个齿轮按钮进行齿轮约束，最后解除凸轮约束，点第四个伺服电机按钮进行转动副中的电机安装，仿真应用了十四个电机。点击第一个机构
4、分析按钮，进行机构分析仿真运动，点第二个回放按钮进行回放。部件的运动情况见录像。,仿真,连杆变量连杆扭角连杆距离d两杆长度a cossin11-90000-12200a21033900a30144-90d400-1559000016600010,机器手臂的运动分析,DH参数和其次变换矩阵公式,得，运动学方程,由于是转动关节i，连杆i相对连杆i-1绕坐标系i的zi轴所作微分转动,，的微分运动矢量为d=,可得其雅各比矩阵。,机械手的控制,FX2N-64MR-001是FX2N系列中三菱PLCFX家族中最先进的系列。有高速处理及可扩展大量满足单个需要的特殊功能模块，灵活性和控制能力强，可扩展到256点
5、。1.系统配置即固定又灵活；2.编程简单；3.备有可自由选择，丰富的品种；4.令人放心的高性能；5.高速运算；6.使用于多种特殊用途；7.外部机器通讯简单化；8.共同的外部设备,机械手操作版面,机械手自动的作业流程图,技术经济性分析,1）一般企业引进机械手的做法是直接购买通用型机械手（关节式），因为通用机械手能适用的范围比较广，柔性和灵活性都较大，功能较强，所以销售范围广泛。2）本设计的机械手能够实现与数控机床等相配合，实现加工过程中上下料的自动化、无人化。而且，只要把手爪的结构及编程稍作改变,就可实现多种工件的自动上料。它在实际生产中的应用推广必将提高产品的质量，并且节约能源，减轻工人的劳动强度，促进生产技术的进步。具有很好的经济效益。3）本机械手采用可编程序控制器控制，可以实行手动调整、手动及自动控制。系统结构紧凑、工作可靠，设计周期短且造价较低。PLC有较高的灵活性，当机械手工艺流程改变时，只要对I/O点的接线稍作修改，或I/O继电器重新分配，程序中作简单修改，补充扩展即可。机械手的速度、步进电机运行所需的脉冲数都可以根据具体的工况进行设置，能够满足在一定范围内数控上下料的多种作业要求，符合目前国内具体的生产加工水平，能满足一般企业生产要求。,谢谢,
