PLC可編程控制器作工件抓取機械手（全套）2012本科畢業設計
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- PLC可編程控制器作工件抓取機械手（全套）2012本科畢業設計第1章 緒 論
1.1 課題背景
隨著現代工業技術的發展，工業自動化技術越來越高，生產工況也有趨于惡劣的態勢，這對一線工人的操作技能也提出了更高的要求，同時操作工人的工作安全也受到了相應的威脅。工人工作環境和工作內容也要求理想化簡單化，對于一些往復的工作由機械手遠程控制或自動完成顯得非常重要。這樣可以避免一些人不能接觸的物質對人體造成傷害，如冶金、化工、醫藥、航空航天等。
在機械制造業中，機械手應用較多，發展較快。目前主要應用于機床、模鍛壓力機的上下料以及焊接、噴漆等作業，它可以按照事先制定的作業程序完成規定的操作，有些還具備有傳感反饋能力，能應付外界的變化。如果機械手發生某些偏離時，會引起零部件甚至機械本身的損壞，但若有了傳感反饋自動，機械手就可以根據反饋自行調整。應用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產率，降低生產成本，加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。
機械手技術涉及到力學、機械學、電氣液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。近些年，隨著計算機技術、電子技術以及傳感技術等在機械手中越來越多的應用，機械手已經成為工業生產中提高勞動生產率的重要因素。
借助PLC強大的工業處理能力，很容易實現工業生產的自動化。基于此思路設計的機械手，在實現各種要求的工序前提下，大大提高了工業過程的質量，而且大大解放了生產力，改善了工作環境，減輕了勞動強度，節約了成本，提高了生產效率，具有十分重要的意義。
同時，借助組態軟件的輔助作用，大大提高了系統的工作效率。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產線上，目前幾乎都設有機械手，以減少人力和更準確地控制生產的節拍，便于有節奏地進行生產。
工業機械手是近幾十年發展起來的一種高科技自動化生產設備。工業機械手是工業機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能和適應性。機械手作業的準確性和各種環境中完成作業的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發展前景。
綜上所述，有效地應用機械手是發展機械工業的必然趨勢。
1.2 機械手的定義與分類
機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環境中工作。
機械手的迅速發展是由于它的積極作用正日益為人們所認識。其一，它能部分代替人工操作；其二，它能按照生產工藝要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作必要的機具進行焊接和裝配。因此，它能大大地改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產率，加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。因而，受到各先進工業國家的重視，并投入了大量的物力和財力加以研究和應用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。
機械手一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據任務的需要編制程序，以完成各項規定工作。它的特點是除具備普通機械的物理性能外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業，先是通過操作機來完成特定的作業，后來發展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。第三類是專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用于解決機床上下料和工件傳送。這種機械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機服務的，由主機驅動，除少數外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。本項目要求設計的機械手模型可歸為第一類，即通用機械手。
1.3 機械手應用及組成結構
目前工業機械手主要用于流水線傳送、焊接、裝配、機床加工、鑄造、熱處理等方面，無論數量、品種和性能方面都能滿足工業生產發展的需要[。
在國內主要是發展各方面的機械手，逐步擴大應用范圍，以減輕勞動強度，改善作業條件。在應用專用機械手的同時，相應地發展通用機械手，專用條件還要研制示教機械手、組合機械手等。將機械手各運動構件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構，以及用于不同類型的夾緊機構，設計成典型的通用機構，以便根據不同的作業要求，選用不同的典型部件，即可組成不同用途的機械手，即便于設計制造，又便于改換工作，擴大了應用的范圍。同時要提高速度，減少沖擊，正確定位，以更好地發揮機械手的作用。
機械手主要由執行機構、驅動機構和控制系統構成。
執行機構包括手部、手臂和軀干。手部裝在手臂前端，可以轉動、開閉手指。機械手手部的構造系統模仿人的手指，分為無關節、固定關節和自由關節三種。手指的數量又可以分為二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。可根據...
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