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摘 要
機械手在先進制造領域中扮演著極其重要的角色。它可以搬運貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動。可以實現(xiàn)生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因此被廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。
本文在縱觀了近年來機械手發(fā)展狀況的基礎上，結合機械手方面的設計，對機械手技術進行了系統(tǒng)的分析，提出了用氣動驅動和PLC控制的設計方案。采用整體化的設計思想，充分考慮了軟、硬件各自的特點并進行互補優(yōu)化。對物料分揀機械手的整體結構、執(zhí)行結構、驅動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了分析和設計。在其驅動系統(tǒng)中采用氣動驅動，控制系統(tǒng)中選擇PLC的控制單元來完成系統(tǒng)功能的初始化、機械手的移動、故障報警等功能。最后提出了一種簡單、易于實現(xiàn)、理論意義明確的控制策略。
通過以上部分的工作，得出了經濟型、實用型、高可靠型物料分揀機械手的設計方案，對其他經濟型PLC控制系統(tǒng)的設計也有一定的借鑒價值。
目 錄
目 錄 I
摘 要 IV
Abstract V
第一章 前言 1
1.1 研究的目的及意義 1
1.2 機械手在國內外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢 1
1.3 主要研究的內容 2
1.4 解決的關鍵問題 3
第二章 執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 4
2.1 執(zhí)行機構坐標形式的選擇 4
2.2 執(zhí)行機構的組成 6
2.3 執(zhí)行機構各部分的分析與選擇 6
2.3.1 手部的選擇 6
2.3.2 手臂結構的選擇 8
2.3.3 機座結構的選擇 9
2.4 執(zhí)行機構的工作原理 10
2.5 執(zhí)行機構簡圖 10
第三章 驅動系統(tǒng)的分析與選擇 12
3.1 驅動系統(tǒng)的分析與選擇 12
3.2 機械手驅動系統(tǒng)的控制設計 13
3.3 氣動元件選取及工作原理 14
3.3.1 氣源裝置 14
3.3.2 執(zhí)行元件 15
3.3.3 控制元件 16
3.3.4 輔助元件 17
3.3.5 真空發(fā)生器 18
3.3.6 吸盤 18
3.4 氣動回路的工作原理 18
第四章 控制系統(tǒng)的分析設計 22
4.1 控制系統(tǒng)的組成結構 22
4.2 控制系統(tǒng)的性能要求 22
4.3 傳感器的選擇 23
4.3.1 位置檢測裝置 23
4.3.2 滑覺傳感器 23
4.3.3 視覺傳感器 24
4.4 控制系統(tǒng)PLC的選型及控制原理 25
4.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則 25
4.4.2 PLC種類及型號選擇 30
4.4.3 I/O點數(shù)分配 30
4.4.4 PLC外部接線圖 32
4.4.5 機械手控制原理 32
4.5 PLC程序設計 34
4.5.1 總體程序框圖 34
4.5.2 初始化及報警程序 36
4.5.3 手動控制程序 37
4.5.4 自動控制程序 39
第五章 總結與展望 42
參考文獻 43
致 謝 44
附 錄 45

關鍵詞: 機械手，氣動控制，可編程控制器（PLC），自動化控制，物料分揀。
參考文獻
［1］張建民等.機電一體化系統(tǒng)設計［M］.北京：北京理工大學出版社，2007.169～183.
［2］袁子榮.液氣壓傳動與控制［M］.重慶：重慶大學出版社，2007.39～241.
［3］陳懇，楊向東，劉莉，等.機器人技術應用［M］.北京：清華大學出版社，2006.106～111.
［4］陳奎生.液壓與氣壓傳動［M］.武漢：武漢理工大學出版社，2001.47～106.
［5］張鐵，謝存禧.機器人學［M］.廣州：華南理工大學出版社，2001.115～138.
［6］費仁元，張慧慧.機器人設計和分析［M］.北京：北京工業(yè)大學出版社，1998.190～234.
［7］王永章，杜君文，程國全.數(shù)控技術［M］.北京：高等教育出版社，2001.251～273.
［8］郭愛芳，王恒迪.傳感器原理及應用［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2007.281～290.
［9］鄂大辛.液壓傳動與氣壓傳動［M］.北京：北京理工大學出版社，2007.276～294.
［10］陸祥生，楊秀蓮.機械手理論及應用［M］.北京：北京鐵道出版社，1985.40～63.
［11］宋建武，趙冬梅.液壓與氣動元件操作訓練［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2007.249～261.
［12］ 吉順平，孫承志，路明，等.西門子PLC與工業(yè)網絡技術［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2008.1～6.
［13］朱梅，朱光力.液壓與氣動技術［M］.西安：西安電子科技大學出版社，2007.177～201.
［14］楊文生，沈兆奎，王寶中，等.液壓與氣壓傳動［M］.北京：電子工業(yè)出版社，2007.224～264.
［15］常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.170～226.
［16］章文浩.可編程控制器原理及實驗［M］.北京：國防工業(yè)出版社，2003.56～90.
［17］張建明.機電一體化系統(tǒng)設計［M］.北京:高等教育出版社，2001.96～140.
［18］陳宇，段鑫.可編程控制器基礎及編程技巧［M］.廣州：華南理工大學出版社，2002.85～10.［19］楊存智.PLC在自動化生產機械手中的應用［M］.機床電器.2006.33（1）：38～40.
［20］程子華.PLC原理與編程實例分析［M］.北京:國防工業(yè)出版社,2007.219～291.
［21］李超.氣動通用上下料機械手的研究與開發(fā)［D］.西安:陜西科技大學,1993
［22］齊進凱.氣動機械手的結構設計、分析及控制的研究［D］.上海:東華大學,2006
［23］萬理想,丁保華,徐軍,滕孝來,胡明.PLC在物料分揀機械手控制中的應用［J］.徐州:中國礦業(yè)大學,2007