基于PLC控制的三自由度气动机械手设计.docx_气动三自由度机械臂资源-CSDN文库

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任务书

在工业生产线中，机械手臂具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系

统中的一个重要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一

个指定的位置进行装配。机械手臂代替了人工的繁杂劳动，并且操作精度高，

提高了产品质量和生产效率。

（1）气动式机械手臂用途及原理

（2）国内外研究状况及发展趋势

2、文献翻译（外文文献翻译原文≥2万字符）

3、结构设计

4、三自由度气动式机械手臂的PLC控制设计

5、装配图、零件图、电路原理图的绘制及相关控制程序的编写

08.10.1~08.10.30

08.11.1~08.12.30

电气控制部分方案设计与编程

09.1.1~09.2.30

09.3.1~09.4.30

09.5.1~09.5.30

09.6.1~09.6.10

撰写毕业论文

答辩准备及答辩

以上各项由指导教师填写（请用钢笔填写）

开题报告

一、课题的来源、目的、意义，国内外基本情况

●课题的来源：

本课题来源于企业需求。

●课题的目的、意义:

在工业生产线中，机械手具有很广泛的用途。它是工作抓取和装配系统中的一个重

要组成部分。它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个指定的位置进行装配。

机械手臂代替了人工的繁杂劳动，并且操作精度高，提高了产品质量和生产效率。

● 国内外研究状况及发展趋势：

近20年来, 气动技术的应用领域迅速拓宽, 尤其是在各种自动化生产线上得到广

泛应用。电气可编程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；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展, 对气动技术提出

了更多更高的要求；微电子技术的引入, 促进了电气比例伺服技术的发展, 现代控制理

论的发展, 使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制, 控制精度不断提高；由于气

动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点, 国内外都在大力开发

研究。

从各国的行业统计资料来看, 近30 多年来, 气动行业发展很快。20世纪70年代,

液压与气动元件的产值比约为9∶1, 而30 多年后的今天, 在工业技术发达的欧美、日

本等国家, 该比例已达到6∶4, 甚至接近5 ∶5。我国的气动行业起步较晚, 但发展较

快。从20世纪80年代中期开始, 气动元件产值的年递增率达20%以上, 高于中国机械工

业产值平均年递增率。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制

技术的发展与应用, 气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。

Ⅰ.气动机械手的应用现状

由于气压传动系统使用安全、可靠, 可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强

磁、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的一种, 它具有结构简单、重量

轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、

易实现复杂的动作等优点。所以, 气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电

行业、化肥和化工, 食品和药品的包装、精密仪器和军事上。

Ⅱ.发展前景及方向

a)重复高精度

精度是指机器人、机械手到达指定点的精确程度, 它与驱动器的分辨率以及反馈装

置有关。重复精度是指如果动作重复多次, 机械手到达同样位置的精确程度。重复精度

比精度更重要, 如果一个机器人定位不够精确, 通常会显示一个固定的误差, 这个误

差是可以预测的, 因此可以通过编程予以校正。重复精度限定的是一个随机误差的范围,

它通过一定次数地重复运行机器人来测定。随着微电子技术和现代控制技术的发展, 以

及气动伺服技术走出实验室和气动伺服定位系统的成套化。气动机械手的重复精度将越

来越高, 它的应用领域也将更广阔, 如核工业和军事工业等。

b)模块化

有的公司把带有系列导向驱动装置的气动机械手称为简单的传输技术, 而把模块

化拼装的气动机械手称为现代传输技术。模块化拼装的气动机械手比组合导向驱动装置

更具灵活的安装体系。它集成电接口和带电缆及气管的导向系统装置, 使机械手运动自

如。由于模块化气动机械手的驱动部件采用了特殊设计的滚珠轴承, 使它具有高刚性、

高强度及精确的导向精度。优良的定位精度也是新一代气动机械手的一个重要特点。模

块化气动机械手使同一机械手可能由于应用不同的模块而具有不同的功能, 扩大了机

械手的应用范围, 是气动机械手的一个重要的发展方向。

c)无给油化

为了适应食品、医药、生物工程、电子、纺织、精密仪器等行业的无污染要求, 不

加润滑脂的不供油润滑元件已经问世。随着材料技术的进步, 新型材料(如烧结金属石

墨材料) 的出现, 构造特殊、用自润滑材料制造的无润滑元件, 不仅节省润滑油、不污

染环境, 而且系统简单、摩擦性能稳定、成本低、寿命长。

d)机电气一体化

由“可编程序控制器- 传感器- 气动元件”组成的典型的控制系统仍然是自动化技

术的重要方面;发展与电子技术相结合的自适应控制气动元件, 使气动技术从“开关控

制”进入到高精度的“反馈控制”; 省配线的复合集成系统, 不仅减少配线、配管和元

件, 而且拆装简单, 大大提高了系统的可靠性。而今, 电磁阀的线圈功率越来越小, 而

PLC的输出功率在增大, 由PLC直接控制线圈变得越来越可能。气动机械手、气动控制越

来越离不开PLC, 而阀技术的发展, 又使PLC在气动机械手、气动控制中变得更加得心应

手。

气动技术经历了一个漫长的发展过程, 随着气动伺服技术走出实验室, 气动技术

及气动机械手迎来了崭新的春天。目前在世界上形成了以日本、美国和欧盟气动技术、

气动机械手三足鼎立的局面。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汽车等行

业为国家的发展进步发挥着重要作用。随着微电子技术的迅速发展和机械加工工艺水

平的提高及现代控制理论的应用, 为研究高性能的气动机械手奠定了坚实的物质技术

基础。由于气动机械手有结构简单、易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂

的动作等诸多独特的优点, 可以预见, 在不久的将来, 气动机械手将越来越广泛地进

入工业、航空、医疗、生活等领域。

二、预计达到的目标、关键理论和技术、完成课题的方案和主要措施

1．预计达到的目标：

采用气动装置PLC控制机械手，它的基本作用是从指定位置抓取工件运送到另一个

指定的位置进行装配。主要完成的是气动式机械手臂的结构方面设计，以及用PLC软件

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2401_83827559

2024-03-28

千万别下载，这个文件是Word，文章内容是乱的，公式也是
ouranyuanman

2023-05-31

资源不错，内容挺好的，有一定的使用价值，值得借鉴，感谢分享。

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