关节型搬运机械手设计

关节型搬运机械手 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 * 蔡卫国 (大连水产学院,辽宁 � 大连 � 116023) 摘 � 要:对一类搬运机械手的机构及控制系统进行了 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 和设计。在机构设计中, 采用了平面关节型 机械手,能够实现对工件的夹紧、提升和转动;在控制系统的设计中, 采用可编程控制器( PLC)对机构进行 控制,完成了软件的编程,并对控制系统的硬件原理做了分析。 关键词:关节型;搬运机械手; 可编程序控制器 中图分类号: T H165 � � � � 文献标识码: A � � � � 文章编号: 1671- 4288( 2008) 06- 0063- 02 � � 工业机械手是集机械、电子、控制、计算机、传感 器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造 业重要的自动化装备。自从 1962 年美国研制出世 界上第一台工业机械手以来,机械手技术及其产品 发展很快,已成为柔性制造系统( FM S)、自动化工厂 ( FA)、计算机集成制造系统( CIMS)的自动化工具。 工业机械手作为现代制造业主要的自动化设备, 已 经广泛应用于汽车、工程机械、电子信息、家电等各 个行业,进行焊接、装配、搬运、加工等复杂作业。在 日本、欧美等国得到广泛的应用,我国的工业机械手 技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距 离,因此迫切需要解决产业化前期的关键技术, 对产 品进行全面规划,进行系列化、通用化、模块化设计, 积极推进产业化进程 [ 1- 3]。从近几年国外机械手推 出的产品来看, 机械手技术正在向智能化、模块化和 系统化的方向发展, 其发展趋势主要为: 结构的模块 化和可重构化; 控制技术的开放化、PC 化和网络化; 伺服驱动技术的数字化和分散化; 系统的网络化和 智能化等方面[ 4, 5] 。 1 � 搬运机械手机构设计 工业机械手由操作机(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 机电一体化自动化生产设备。本设计的搬运机械手 机构主要由机座、腰部、大臂、小臂、腕部及手部等六 个部分组成。(见图 1) 机械手具有四个自由度,分别是腰部转动、臂部 的伸缩运动及手腕的回转和俯仰运动。手部,亦称 末端执行器,功能是用来直接抓取工件, 其结构有吸 盘式、手爪抓取式、卡钳式等多种形式, 本设计选择 卡钳式的平移型抓取方式,由齿轮齿条作为传动机 构,适用于不规则工件和非金属工件的抓取;手腕是 连接手臂和末端执行器的部件, 其功能取决于自由 度的多少, 自由度越多则其动作越灵活, 但随着自由 度的增多, 结构和控制也越复杂,在本次设计中,手 腕应该具有两个自由度,即能实现手腕的回转和俯 仰运动;手臂结合了 PUMA机械手结构并进行了改 进,臂部的结构形式需根据机械手的运动形式、抓取 重量、运动自由度、运动精度等因素来确定, 为了实 现伸缩运动的平稳和动作的精确, 采用了谐波减速 器,利用一个构件可控制的弹性变形实现机械运动 的传动;回转机座又叫机械手的腰座,除了对机械手 起到固定和支撑作用外,还要确保机械手腰部的回 转运动。 1. 机座 � 2. 腰部 � 3. 大臂 � 4. 小臂 � 5. 腕部 � 6. 手部 图 1 � 搬运机械手结构简图 �63� 第 8卷第 6期 � � � � � � � � � � � � � � � � � 潍坊学院学报 � � � � � � � � � � � � � � � � � � Vo l. 8 No. 6 2008 年 11 月 � � � � � � � � � � � � � � Journal of Weifang Univ ersity � � � � � � � � � � � � � � � � Nov . 2008 * 收稿日期: 2008- 04- 20 作者简介:蔡卫国( 1970- ) , 男,内蒙古赤峰人, 大连水产学院理学院副教授,硕士。 表 1� I/ O 分配表 名称 代号 输入 名称 代号 输入 名称 代号 输出 启动 SB1 X0 手动操作 SB6 X10 电磁阀上升 YV1 Y0 上升限位 SQ1 X1 连续操作 SB7 X11 电磁阀左移 YV2 Y1 左移限位 SQ2 X2 单步上升 SB7 X12 电磁阀下降 YV3 Y2 下降限位 SQ3 X3 单步下降 SB8 X13 输送带 A 转动 YV4 Y3 工件检测 SQ4 X4 单步左移 SB9 X14 抓取 YV5 Y4 抓限位 SB2 X5 单步右移 SB10 X15 电磁阀右移 YV6 Y5 右移限位 SB3 X6 夹紧 SB11 X16 原点指示 EL Y6 停止 SB4 X7 放松 SB12 X17 输送带 B 转动 YV7 Y7 回原点 SB5 X20 输送带转动 SB13 X21 2 � 控制系统设计 选择可编程控制器 PLC 来实现对机械手的控 制,采用三菱公司生产的 FX2N - 40MR 型号的 PLC。 2. 1 � 控制系统原理 2. 1. 1 � 机械手搬运示意图(见图 2) 图 2 � 机械手搬运示意图 2. 1. 2 � 机械手搬运系统输入、输出点分配(见表 1) 2. 1. 3 PLC输入、输出连接电路(见图 3) 图 3 � PLC 输入、输出连接电路图 2. 2 � 控制系统软件编程 为了满足操作灵活的特点,本机械手操作分为 手动和自动两种方式。 2. 2. 1 � 手动操作(见图 4) 图 4中上升/下降、左移/右移都有连锁和限位 保护。 图 4 � 手动单步操作程序图 2. 2. 2 � 自动操作程序(见图 5) 图 5 � 自动操作状态转移图 3 � 结束语 对一类搬运机械手的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 进行了研究,得 出如下结论: (下转第 120页) �64� 潍坊学院学报 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2008 年 11 月 [ 3]查全性. 电机过程动力学导论[ M ] .北京: 科学出版社, 1976: 38- 46. [ 4] Padhi A K, Nanjundasw amy K S, Goodenough J B. Phospho- olivines as po sitiv e- electr ode materials for r echarg eable lit hium batter ies[ J] . J Electr ochem Soc, 1997, 144( 4) : 1188- 1194. [ 5]仇卫华, 赵海雷. Mn 掺杂对 L iFePO 4 材料电化学性能的影响[ J] .电池, 2003, 33( 3) : 134- 135. [ 6] Zhang Z R, L iu H S, Chen J Y, et al . Pr epar ation and electr ochemical performance of doped L iN i1- x CoxO2 cathode ma� ter ials[ J] . M eet ing Abstr acts of the ECS Battery Division, 2001: 165. Preparation of Nano- TiO2 Doped Li1+ xMxV3O8 by Microwave Sintering ZHANG Hua- xiang ( Weifang Universi ty, Weifang 261061, China) Abstract: Li1+ x M xV 3O 8 were synthesized by microw ave sintering to use LiOH H2O, NH 4VO 3 , nano- TiO 2 as sources. In this paper, the ef fects of doping amount into Li1+ x V 3O8 on its electr o- chemical propert ies w ere studied . T he results show that w hen the Ti doped amount is 0. 1 mol, L i1+ x M xV 3O 8 cathode material has the best perfo rmance than Li1+ x V 3O8 it self. Flourence reveals that all samples have lum inescence performance. Keywords: TiO 2 , Li1+ xM xV 3O 8 , m icrow ave sintering (责任编辑:梁足培) (上接第 64页) � � ( 1)从理论上对搬运机械手的结构方案进行了 设计、计算及校核,验证了设计的可行性和正确性。 ( 2)编写了 PLC程序, 并进行了机械手搬运工 件模拟实验,在模拟实验中机械手能够很好的完成 下降、抓取、提升、回转、松开等预定动作, 证实了机 械手控制系统的正确性。 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 参考文献: [ 1]郭洪红. 工业机器人技术[ M ] . 西安: 西安电子科技大学出版社, 2006. [ 2]周伯英. 工业机器人设计[ M ] . 北京: 机械工业出版社, 1995. [ 3]刘极峰, 易际明. 机器人技术基础[ M ] . 北京: 高等教育出版社, 2006. [ 4]周祖德, 唐泳洪. 机电一体化控制技术与系统[ M ] . 武汉:华中理工大学出版社, 1993. [ 5] H ayshi S, Ganno K , Ishii Y, et al . Robotic har vesting sy stem fo r eggplants[ J] . Jpn Agr Res Q , 2002, 36( 3) : 163- 168. (责任编辑:肖恩忠) �120� 潍坊学院学报 � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � � 2008 年 11 月