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1、摘要,在當(dāng)今龐大規(guī)模制造行業(yè)中，企業(yè)為了提高生產(chǎn)效率，保障產(chǎn)品質(zhì)量，普遍重視生產(chǎn)的過程自動(dòng)化能力，機(jī)械手理多當(dāng)然成為自動(dòng)化生產(chǎn)線上的重要成員，逐漸被企業(yè)采用。機(jī)械手的應(yīng)用在一定程度上反映了一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化的水平，目前，機(jī)械手基本上都承擔(dān)著焊接、噴涂、搬運(yùn)以及堆垛等重復(fù)性并且勞動(dòng)強(qiáng)度精度大的工作，工作方式一般采取可編程控制器控制方式。,摘要,我設(shè)計(jì)的是一臺六自由度的機(jī)械手，主要的功用就是物料的安裝及搬運(yùn)。首先，本文將設(shè)計(jì)機(jī)器人的底座、大臂、中臂、小臂、手腕和機(jī)械手的結(jié)構(gòu)，然后選擇合適的傳動(dòng)方式、控制方式，建立機(jī)械手的結(jié)構(gòu)建模并仿真運(yùn)動(dòng)；在此基礎(chǔ)上，本文將設(shè)計(jì)該機(jī)器人的PLC控制系統(tǒng)，包括PLC
2、的選型，外部接線及編寫程序進(jìn)行，重點(diǎn)加強(qiáng)控制軟件的可靠性和機(jī)器人運(yùn)行過程的安全性，最終實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)包括：關(guān)節(jié)的確定運(yùn)動(dòng)和建模仿真、機(jī)器人的示教編程和在線修改程序；計(jì)算停止點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)分析和回停止點(diǎn)的程序設(shè)計(jì)。,機(jī)械電子發(fā)展的特點(diǎn) 多學(xué)科深度交叉,機(jī)械工程科學(xué),微操作系統(tǒng) 機(jī)械仿生 仿生制造,,,,電子制造、e-制造、數(shù)字制造、虛擬制造、網(wǎng)絡(luò)制造,,納米科技 納米材料 微型機(jī)械 納米器件,,生命科技 人類基因組 基因工程 生物芯片,信息科技 光子、量子、 生物計(jì)算機(jī)； 網(wǎng)絡(luò)技術(shù),,,,,,,,,微光機(jī)電系統(tǒng) 納米機(jī)械學(xué) 納米加工測量,PRO/E 的優(yōu)點(diǎn),1）有利于設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)造性，從而將從大量的
3、繁瑣的復(fù)雜勞動(dòng)中解放出來，集中精力進(jìn)行創(chuàng)造性的勞動(dòng)。 2）減少了設(shè)計(jì)、計(jì)算、制圖、制表所需要的時(shí)間，縮短了設(shè)計(jì)周期。 3）可以從多種方案中進(jìn)行分析、比較，選出最優(yōu)的方案，實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化。 4）縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的周期，縮短了產(chǎn)品的上市周期，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。 5）可以對產(chǎn)品進(jìn)行仿真模擬，而不需要做樣機(jī)，減少了原材料的浪費(fèi)。,裝配,在本次機(jī)械手臂的運(yùn)動(dòng)仿真中，只需在裝配時(shí)定義各個(gè)關(guān)節(jié)之間的連接為銷釘連接連接,在 Mechanism 模塊中定義伺服電動(dòng)機(jī)，就可以仿真各個(gè)關(guān)節(jié)之間的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 齒輪間連接點(diǎn)先點(diǎn)擊第二個(gè)凸輪按鈕進(jìn)行約束，再點(diǎn)第三個(gè)齒輪按鈕進(jìn)行齒輪約束，最后解除凸輪約束，點(diǎn)第四個(gè)伺服
4、電機(jī)按鈕進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)副中的電機(jī)安裝，仿真應(yīng)用了十四個(gè)電機(jī)。 點(diǎn)擊第一個(gè)機(jī)構(gòu)分析按鈕，進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析仿真運(yùn)動(dòng)，點(diǎn)第二個(gè)回放按鈕進(jìn)行回放。 部件的運(yùn)動(dòng)情況見錄像。,仿真,連桿變量連桿扭角連桿距離d兩桿長度a cossin 11-90000-1 2200a210 33900a301 44-90d400-1 55900001 6600010,機(jī)器手臂的運(yùn)動(dòng)分析,DH參數(shù)和其次變換矩陣公式,,得，運(yùn)動(dòng)學(xué)方程,,由于是轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)節(jié)i，連桿i相對連桿i-1繞坐標(biāo)系i的zi軸所作微分轉(zhuǎn)動(dòng),，的微分運(yùn)動(dòng)矢量為 d=,可得其雅各比矩陣。,機(jī)械手的控制,FX2N-64MR-001是FX2N系列中三菱PLCFX家族中最先進(jìn)的系
5、列。有高速處理及可擴(kuò)展大量滿足單個(gè)需要的特殊功能模塊，靈活性和控制能力強(qiáng)，可擴(kuò)展到256點(diǎn)。 1.系統(tǒng)配置即固定又靈活； 2.編程簡單； 3.備有可自由選擇，豐富的品種； 4.令人放心的高性能； 5.高速運(yùn)算； 6.使用于多種特殊用途； 7 .外部機(jī)器通訊簡單化； 8.共同的外部設(shè)備,機(jī)械手操作版面,機(jī)械手自動(dòng)的作業(yè)流程圖,技術(shù)經(jīng)濟(jì)性分析,1） 一般企業(yè)引進(jìn)機(jī)械手的做法是直接購買通用型機(jī)械手（關(guān)節(jié)式），因?yàn)橥ㄓ脵C(jī)械手能適用的范圍比較廣，柔性和靈活性都較大，功能較強(qiáng)，所以銷售范圍廣泛。 2） 本設(shè)計(jì)的機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)與數(shù)控機(jī)床等相配合，實(shí)現(xiàn)加工過程中上下料的自動(dòng)化、無人化。而且，只要把手爪的結(jié)構(gòu)及編程稍作改變,就可實(shí)現(xiàn)多種工件的自動(dòng)上料。它在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用推廣必將提高產(chǎn)品的質(zhì)量，并且節(jié)約能源，減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步。具有很好的經(jīng)濟(jì)效益。 3） 本機(jī)械手采用可編程序控制器控制，可以實(shí)行手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)及自動(dòng)控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，設(shè)計(jì)周期短且造價(jià)較低。PLC有較高的靈活性，當(dāng)機(jī)械手工藝流程改變時(shí)，只要對I/O點(diǎn)的接線稍作修改，或I/O繼電器重新分配，程序中作簡單修改，補(bǔ)充擴(kuò)展即可。機(jī)械手的速度、步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行所需的脈沖數(shù)都可以根據(jù)具體的工況進(jìn)行設(shè)置，能夠滿足在一定范圍內(nèi)數(shù)控上下料的多種作業(yè)要求，符合目前國內(nèi)具體的生產(chǎn)加工水平，能滿足一般企業(yè)生產(chǎn)要求。,謝謝,
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