5.2 人机画面 17

5.3 机械手回原点、单步运动梯形图 18

总结 20

参考文献 21

致谢 22

基于PLC的机械手摆臂运动系统设计绪论

近几年我国自动工业化的快速发展，机械手在产业链中占据越来越重要的位置；由于它可以取代人工，可以在高温、潮湿环境下工作，有效地提高了工作效率和工厂的效益。目前，机械手渐渐地拥有对工件加工、时长加工形状复杂的零件的多自由度和生产变化能力。由其他机器和机械手臂组成的一种短时间适应不同生产变化的联动设备，具有结构紧凑、高适应性特点，可以节约大量工作时间和占用空间，使得机械手越来越受人们认识喜爱。并且机械手在国内快速发展已经取得了一定的成果，发展前景很宽广。

1.机械手概述

机械手是有机械体、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成的一种仿人手和臂自动控制、可重复编程、三维空间操作的自动化生产设备。同时机械手还可以抓持、搬运物件或者按照内部编程自行运动。它可以保护人的健康安全，避免在有害环境中工作的危险，取代人进行繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，因此机械手在轻工业、制造业、电子产业等应用广泛。

1.1机械手的特点

机械手对环境的适应性强，能够从事危险、有害的工作。在对人体有害的场所机械手不受影响可以长时间工作。机械手也可以在高低温，异常压和有害气体、粉尘、辐射环境下工作，前提是机械手的材料结构适宜。机械手能持久、耐劳，具有高通用性和高灵活性，能够扩大和延伸人的功能来满足市场需求。

1.2机械手组成

（1）手部：做为机械手的抓取机构，它包括夹爪、传动机构等，主要起抓持和放置作用。 

（2）传送机构：简称为臂部，包括旋转手腕、伸缩臂为机械手起支撑、改变物件方向和位置的作用。 

（3）驱动部分：又称动力源，为手臂提供动力，常见的有液压驱动、气压驱动、电力驱动和机械驱动。

（4）控制系统：机械手所有动作都是由控制系统控制，跟人的大脑相似是机械手的指挥系统，由它来控制动作的顺序动作（程序编程）、位置（传感器）和时间（速度）等。 

（5）其它部分:包括机体、摆动机构，还有机械手需要限制行程的检测装置和感应动作到位的感应装置等。

1.3 国内外研究状况和发展趋势

国外在机械手研究方面有以下几点：

（1）在提高机械手性能的前提下，精益求精、降低价格；

（2）机械组装向模块化形成最终实现重构化，最终实现模版胡化装配，减少占用空间；

（3）控制系统实现标准化、网络化，便于使用；

（4）实现控制技术，将仿真、预演虚拟技术走向现实面向社会。

国内方面：近几年机械手不断创新，迅速发展；已经基本掌握了机械手设计制造技术。在整个控制系统的驱动设计和配置以及软件设计和编制方面，我国正在不断尝试创新。对于基础元件方面，减速机、电源、跟踪装置都实现较大突破。机械手发展的路程还有很长，但是整体来说，我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础[4]。

1.4 发展前景及方向

（1）重复高精度

机械手多次到达指定位置的精确程度叫做重复精度。驱动器的分辨率和反馈装置是机械手到达指定点精确程度的两个重要因素，简单来说，在结构不被改装的前提下，当一台机械手定位不够精确，每次执行会显示一个固定的误差, 重复精度就是来限定误差的范围, 它是通过一定次数地重复运行机器来测定的，同时，这种误差可以通过程序进行修改校正。