摘 要

自机械手问世以来，世界各国工业自动化，智能化进程得到了加速推进。特别是在制造业工业机械手的作用尤为凸显，它可以应用与加工部件的搬运，装载与卸料，零部件的组装成品。由于这一切的工序都是在已设定程序下机械手工作完成，减少了人工操作，避免了人的失误，所以生产效率更高，产品品质更好，企业竞争力更强。

本文设计的机械手主要面向于教学开发，采用PLC控制气压驱动的方式工作，RMT气缸的升降运动，HLH滑台气缸伸缩运动，HFR手指动作均使用二位五通双电控电磁阀控制气缸进排气状态完成。还安装有磁力开关检测气缸的运动状态，并反馈给PLC。机械手升降运动状态由输出线圈Y0，Y1确定，伸缩运动由输出线圈Y2，Y3确定，手指动作由输出线圈Y4，Y5确定。输出线圈Y7控制产生真空，Y10控制真空保持。

关键词：机械手；气压驱动；可编程控制；输出线圈；电磁阀

Abstract

Since the advent of the manipulator, the industrial automation and intelligent process of the world has been accelerated. Especially in the manufacturing industry, the role of the manipulator is particularly prominent, it can be used and processed parts handling, loading and unloading, parts assembly finished products. As all these procedures are completed by the manipulator under the established procedures, manual operation is reduced and human error is avoided. Therefore, the production efficiency is higher, the product quality is better, and the enterprise is more competitive.

In this paper, the design of the manipulator is mainly for teaching, using PLC control pneumatic drive way of work, RMT cylinder lifting movement, HLH sliding table cylinder telescopic movement, HFR finger action are using two wu tong double electronic control solenoid valve control cylinder intake and exhaust state to complete. A magnetic switch is also installed to detect the motion state of the cylinder and feed back to the PLC. The lifting motion state of the manipulator is determined by the output coil Y0, Y1, the telescopic motion is determined by the output coil Y2, Y3, and the finger movement is determined by the output coil Y4 and Y5.The output coil Y7 control produces vacuum, and Y10 control maintains vacuum.

Key Words: Manipulator; Pneumatic drive; Programmable controller; Output coil; Solenoid valve

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪 论 1

1.1 机械手研究的目的与意义 1

1.2 国内外研究概况 1

1.3 气动的优缺点 2

第2章 气动机械手机械系统设计 4

2.1 气动机械手工作任务 4

2.2 气动机械手结构设计 4

2.3 机械手动作设计 6

第3章 气动机械手气动控制系统 8

3.1 气动机械手元件选型 8

3.2 气动回路设计 10

第4章 机械手PLC控制程序设计 12

4.1 PLC简介 12

4.2 控制系统电路图 13

4.3气动机械手 PLC程序设计 13

4.3.1 PLC I/O接口分配 13

4.3.2 电气接线图 14

4.3.3 梯形图程序设计 14

第5章 实验项目设计 20

5.1 气动回路图实验 20

5.1.1 实验目的 20

5.1.2 实验过程 20

5.1.3 实验结果 20

5.1.4 实验结论 21

5.2 机械手PLC控制搬运工件实验 21

5.2.1 实验目的 21

5.2.2 实验过程 21

5.2.3 实验结果 21

5.2.4 实验结论 23

第6章 总结 24

6.1 论文总结 24

6.2 个人总结 24

参考文献 25

附 录 26

致 谢 31

第1章 绪 论

时代在发展，社会在进步，科学技术的进步发展也应该满足社会需求，这是一种大趋势。在石化工业，制造业，底层的工人工作十分不易：刺鼻的气味，噪耳的机器声，沉重的上料，取料，卸料，同时还有各种有毒物质对身体的侵蚀。日复一日，年复一年，工人的生理，心理状况面临着巨大挑战。那么，有没有一种机械设备减轻工人的劳动强度呢？机械手能代替人类完成危险，重复，枯燥的工作，减轻人类的劳动强度，提高劳动生产力^[1]。操作师傅根据实际的工作需求，编出合适的程序，机械手便可以根据程序工作，替代工人生产劳动，降低了工人的工作强度，有效的解决工人在工作中遇见的问题。

1.1 机械手研究的目的与意义

机械手自上世纪六十年代初问世以来，世界各国的工业自动化，智能化进程得到了加速推进。特别是在制造业工业机械手的作用尤为凸显，它可以应用于加工部件的搬运，装载与卸料，零部件的组装成品。由于这一切的工序都是在已设定程序下机械手工作完成，减少了人工操作，避免了人的失误，所以生产效率更高，产品品质更好，企业竞争力更强。不客气的说，在某些工作领域，机械手比人类工作的更出色。赫赫有名的丰田汽车流水线生产足以说明机械手这一新兴技术对工业自动化，智能化的重要性，没有它，汽车便不可能批量制造，丰田不可能将汽车卖到世界各地。机械手直接代替了某些工人的工作，大大提高车间生产效率，将工人从枯燥乏味，繁重的工作中解放出来^[2]，增大社会生产力，社会活力也大大改善。未来充满了一切可能，机械手最终会发展进化到什么形态值得憧憬。因此对机械手进行研究有深远意义。

本文研究的主要内容有：