基于组态软件的机械手控制系统设计.doc资源-CSDN文库

版权申诉

7 浏览量 2023-06-24 23:17:01 上传评论收藏 288KB DOC 举报

资源推荐

资源详情

资源评论

第 1 页共 17 页

第 1 章绪论

1.1 机械手的介绍

1.1.1 机械手的简介

机械手首先是从美国开始研制的。1954 年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概

念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器

人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现

有的机器人差不多都采用这种控制方式。1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械

手铆接机器人。作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是 1962 年美国 AMF 公司

推出的“VERSTRAN”和 UNIMATION 公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人主要由类似

人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下

操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

1.1.2 机械手的构成

机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或

工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形

式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或

复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、

旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，

需有 6 个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越

大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有 2～3 个自由度。控制系统是通

过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，

形成稳定的闭环控制。控制系统的核心通常是由单片机或 dsp 等微控制芯片构成，通过

对其编程实现所要功能。

第 2 页共 17 页

1.1.3 机械手的分类

机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适

用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连

续轨迹控制机械手等。

　　机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和

传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由

人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手

在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。

机械手首先是从美国开始研制的。1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

1.1.4 机械手的优势及应用前景

机械手可以减省工人、提高效率、降低成本、提高产品品质、安全性好、提升工厂

形象。

　　多关节机械手的优点是:动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工

件，并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作.随着生产的需要，对多关节手臂

的灵活性，定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。多关节手臂也突破了传统的概

念，其关节数量可以从三个到十几个甚至更多，其外形也不局限于像人的手臂，而根据

不同的场合有所变化，多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的。

随着网络技巧的发展，机械手的联网操作问题也是以后发展的方向。工业机械手是

近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重

要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和

机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完

成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

1.2 组态王的介绍

1.2.1 组态王的简介

第 3 页共 17 页

本系统采集控制软件选用中国本土软件厂商北京亚控科技发展有限公司生产的，

国内最早的商用组态软件“组态王” 。截止到 2009 年底， “组态王”已在国内装机

量有 10 万套，成功地应用于我国工业领域的各行各业，例如石油、化工、电力、冶金、

造纸、橡胶、环保、机械制造等等，在中国使用的监控软件中，组态王拥有国内最多

的用户。像国外众多的软件一样，组态王软件也经过了一个发展例程： 1995 年——组

态王 V1.0，1996 年——组态王 V1.2 1997 年——组态王 V1.51，1998 年——组态王

V2.0，1999 年——组态王 V5.1， 2000 年——组态王 V5.1 for Internet，2001 年

——组态王 V6.0、组态王电力专业版 6.0 ，2002 年——组态王 V6.02，2003 年——

组态王 V6.5， 2005 年——组态王 V6.51，2006 年——组态王 V6.52，2007 年——组态

王 V6.53。

1.2.2 组态王的优点

1.实验全部用软件来实现,只需利用现有的计算机就可完成自动控制系统课程的实

验,从而大大减少购置仪器的经费。

2.该系统是中文界面,具有人机界面友好、结果可视化的优点。对用户而言,操作简

单易学且编程简单,参数输入与修改灵活,具有多次或重复仿真运行的控制能力,可以实

时地显示参数变化前后系统的特性曲线,能很直观地显示控制系统的实时趋势曲线,这

些很强的交互能力使其在自动控制系统的实验中可以发挥理想的效果。

1.2.3 组态王的用途

组态软件是有专业性的。一种组态软件只能适合某种领域的应用。组态的概念最早

出现在工业计算机控制中。如 DCS(集散控制系统)组态，PLC（可编程控制器）梯形图组态。

人机界面生成软件就叫工控组态软件。其实在其他行业也有组态的概念，人们只是不这

么叫而已。如 AutoCAD，办公软件(PowerPoint)都存在相似的操作，即用软件提供的工

具来形成自己的作品，并以数据文件保存作品，而不是执行程序。组态形成的数据只有

其制造工具或其他专用工具才能识别。但是不同之处在于，工业控制中形成的组态结果

是用在实时监控的。组态工具的解释引擎，要根据这些组态结果实时运行。从表面上看，

组态工具的运行程序就是执行自己特定的任务。

剩余16页未读，继续阅读

内容反馈

版权申诉

oligaga

粉丝: 52
资源: 2万+

最新资源

资源上传下载、课程学习等过程中有任何疑问或建议，欢迎提出宝贵意见哦~我们会及时处理！点击此处反馈

feedback-tip