水果抓取机械手控制系统设计

水果抓取机械手控制系统设计。摘要I摘要水果抓取机械手控制系统的设计要求是在控制系统的指令下，能将水果迅速、灵活、准确、可靠地抓起并运送到指定位置，因此本文采用PLC可编程控制器作为水果抓取机械手的控制系统，气压驱动作为驱动机构，根据机械手的动作流程和输入输出要求来选PLC的型号并确定I/O接口，最后进行程序的编辑与调试，从而使机械手完成最后的装夹任务。关键词机械手可编程控制器水果抓取手PLC控制设计ABSTRACTIIABSTRACTThefruitcapturesthemanipulatorcontrolsystem'sdesignrequirementsisundercontrolsystem'sinstruction,canthefruitrapid,nimble,accurate,workreliablyandshiptoassignstheposition,thereforethisarticleusesthePLCprogrammablecontrollertocapturemanipulator'scontrolsystemasthefruit,thegasdrivetakesthedrivingmechanism,choosesPLCaccordingtomanipulator'smovementflowandtheinputoutputrequestthemodelandthedeterminationI/Oconnection,finallycarriesontheproceduretheeditionandthedebugging,thuscausesthemanipulatortocompletethefinalattiretoclamptheduty.Keyword:ManipulatorProgrammablecontrollerFruitcapturePLCControldesign目录III目录摘要................................................................................................................................................IABSTRACT..............................................................................................................................II目录......................................................................................................................................III前言..............................................................................................................................................IV1机械手的介绍.....................................................................................................................11.1机械手的概述...............................................................................................................11.2机械手的工作过程....................................................................................................21.3机械手的工作方式....................................................................................................31.4气动机械手.....................................................................................................................31.5机械手的工作原理....................................................................................................52抓取水果机械手控制系统的工作任务................................................................82.1确定所需要的的用户I/O设备及I/O点数.................................................82.2选择PLC........................................................................................................................103水果抓取机械手控制系统程序的设计..............................................................133.1总体结构.......................................................................................................................133.2手动操作程序.............................................................................................................143.3自动操作程序.............................................................................................................153.4程序的下载、安装和调试...................................................................................19总结..............................................................................................................................................21参考文献...................................................................................................................................22致谢..............................................................................................................................................23附录Ⅰ.........................................................................................................................................24前言IV前言自从1962年美国研制出世界上第一台工业机器人以来，机器人技术及其产品发展很快，机器人技术不再局限于传统的工业和制造业，已被应用于众多领域。如我国研发出特种机器人、农业采摘机器人。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。机械手的是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。机械手也被称为自动手，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。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。机械手的控制对于很多场合需求很大，不论是机床使用的小型系统还是流水线上的这类设备，其基本动作要求类似，所以控制的实现也可以相互借鉴。对于控制程序的编写，这里给出的只是一种实现手段，使用可编程控制器还有其他的方法可以实现这样的控制，针对所用的具体系统的情况，设计人员可以选用不同的方法来编写程序。机械手高效的工作效率，准确的定位精度，以及简单的结构及控制方式是人手不能替代的，机械手的使用也将越来越广泛。在社会主义新农村建设中，如何进一步发挥农业机械化的作用，从而推进新农村建设，是农机工作者所面临的新课题。我国虽是一个农业大国，但随着农业生产的规模化、精确化、某些地域呈现出劳动力不足的现象，在加之苹果、桃子等水果的分类挑选是一项劳动密集型工作，以及水果生产对时令的要求，劳动力问题很难解决。广大果农由于不能及时、准确地对水果进行抓取包装，从而使水果生产受到很大的影响。水果抓取机械手的应用可以提高劳动生产率，解决劳动力不足问题、改善农业的生产环境、防止农药、化肥等化学药品对人体的伤害、提高劳动作业质量等。下面介绍采用先进的可编程控制器PLC作为机械手的控制系统，可以克服以前继电器控制的诸多缺点，利用PLC作为可靠性高、抗干扰能力强、功耗低、环境适应能力强等特点，使机械手执行机构平稳，准时，准确地工作。11机械手的介绍1.1机械手的概述机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。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。机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手主要由手部和运动机构组成。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，是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。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广