基于PLC控制的气动弹琴机械手设计.doc
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2023-07-06
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济南大学毕业设计
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1 前言
1.1 课题背景
随着工业的机械化和自动化的发展和气动技术本身的一些优点，气动机械手已经
广泛应用在生产自动化的各个行业。
随着激烈的国际性竞争促进了工业自动化的飞速发展，气动技术的运用领域也快
速扩展，特别是在各种自动化生产线上得到广泛应用。PLC 控制技术与气动技术相结
合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；并且随着电子技
术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺
服控制，控制精度也不断提高，而且国内外都在大力开发研究气动技术。
从各国的行业来看，在工业技术发达的欧美、日本等国家，他们设计的机械手在
焊接，尤其在一些危险的操作中发挥的举足轻重的作用，而且他们也在物料搬运中也
有所涉及和研究应用。比如在日本川崎公司设计的机械手能够具备了普通人的手的动
作范围，可以满足从产业用于组装、搬运到教育、研究等广泛用途的机械手。例如 FS
系列主要用于装配、搬运和密封，FC 主要用于清洁室，FA 专门用于焊接，FW 系列主
要用于清洗。而且，他们还提供“转化组件”，进一步扩展动作范围和负载能力 。
由于我国对气动技术和气动机械手的研究与应用都比较晚，但随着投入力度和研
发力度的加大，我国自主研制的许多气动机械手已经在许多行业为国家的发展进步发
挥着重要作用。基于 PLC 控制的机械手在教学研究中能够实现物料搬运，而且我们设
计的该机械手主要用于教学模块用于演示实验，但在一些发表的论文中也主要涉及在
搬运物体中的研究。
可编程控制器是在以计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发
起来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它是以微处理器为核心，用编写的程
序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过对数字量和模拟量的输入/输出
来控制机械设备或生产过程的。
机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种装置。并且 PLC 与气动技术相结合
能够更为方便的实现机电一体化控制。
随着国民经济的快速发展，现在化程度日益提高，机械手在不同的领域运用的越
来越广，而且机械手在一些危险的领域可以代替人来实现。本次设计的机械手就是可
以通过模拟人手的动作来完成对一些曲目用电子琴来弹奏。
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