前言：想要寫出一篇令人眼前一亮的文章嗎？我們特意為您整理了5篇機(jī)械手范文，相信會(huì)為您的寫作帶來幫助，發(fā)現(xiàn)更多的寫作思路和靈感。

機(jī)械手范文第1篇

關(guān)鍵詞：工業(yè)機(jī)械手；PLC控制；直流力矩電動(dòng)機(jī)

【分類號(hào)】：TP241.2

目前，我國的科技發(fā)展迅速，加工制造行業(yè)也越來越趨向于自動(dòng)化，在機(jī)械加工、機(jī)械制造行業(yè)已經(jīng)普遍運(yùn)用機(jī)械手來幫助完成工作，機(jī)械手大部分是用于自動(dòng)安裝及自動(dòng)包裝工作，還用來幫忙上下料這種高重復(fù)性的工作。PLC控制技術(shù)不斷發(fā)展，使用其的益處越發(fā)明顯，尤其是在控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、是否可靠、是否靈活等方面都有其特有的優(yōu)勢，所以，現(xiàn)在的PLC控制技術(shù)已經(jīng)普遍運(yùn)用到自動(dòng)化生產(chǎn)的控制工作中了，它可以幫助不同的機(jī)械完成自動(dòng)化操控，下面文章中主要闡述了由PLC控制的工業(yè)機(jī)械手的系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程。

1機(jī)械手系統(tǒng)組成與工作原理

下面文章中主要以三自由度機(jī)械手為研究對(duì)象具體闡述工業(yè)機(jī)械手的設(shè)計(jì)，這種類型的機(jī)械手靈活、自由，能夠?qū)C(jī)械手的各個(gè)部位進(jìn)行獨(dú)立控制。機(jī)械手的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)大致是：機(jī)械手的腰關(guān)節(jié)主要是為了幫助機(jī)身在平面上實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)動(dòng)作，此部位的驅(qū)動(dòng)電機(jī)屬于直流力矩電機(jī)，這一類型的電機(jī)結(jié)構(gòu)屬于三級(jí)齒輪減速傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，由于這種傳動(dòng)結(jié)構(gòu)的構(gòu)造簡單，所以它工作起來的效率很高，并且準(zhǔn)確度高。肩關(guān)節(jié)的主要結(jié)構(gòu)是懸臂梁式的結(jié)構(gòu)，工作原理是通過直流力矩電機(jī)帶動(dòng)渦輪副桿完成傳動(dòng)工作。肘關(guān)節(jié)的主要結(jié)構(gòu)是擺動(dòng)螺旋式的結(jié)構(gòu)，這一關(guān)節(jié)的特點(diǎn)是比較穩(wěn)定、構(gòu)造簡單。并且這一關(guān)節(jié)的電機(jī)也是直流力矩電機(jī)。

在實(shí)現(xiàn)以上三個(gè)關(guān)節(jié)活動(dòng)的過程中，機(jī)械手采用的是電位器反饋的方式來完成對(duì)各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)位置的判斷，電位器安裝在腰關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的末級(jí)齒輪中心軸同軸，肩關(guān)節(jié)蝸桿軸以及肘關(guān)節(jié)連接銷軸同軸。其順序控制形式是通過PLC電位控制來實(shí)現(xiàn)，比如要完成腰關(guān)節(jié)從靜止位置到旋轉(zhuǎn)一個(gè)設(shè)定的角度這個(gè)動(dòng)作，PLC控制系統(tǒng)其通過輸出電路驅(qū)動(dòng)負(fù)責(zé)腰關(guān)節(jié)的直流力矩電機(jī)旋轉(zhuǎn)從而帶動(dòng)該關(guān)節(jié)機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)，到達(dá)設(shè)定的角度位置時(shí)候，電位器檢測到該位置的反饋信號(hào)，PLC控制系統(tǒng)判斷機(jī)械手已經(jīng)完成了目標(biāo)指令，其控制輸出回路斷電，驅(qū)動(dòng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)停止，則腰關(guān)節(jié)正好到達(dá)程序命令的轉(zhuǎn)動(dòng)位置，則PLC自動(dòng)進(jìn)入下一步程序進(jìn)行動(dòng)作輸出。

2控制系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

根據(jù)上文提到的各關(guān)節(jié)動(dòng)作控制完成方式可以看出，PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)包含輸入電路、輸出電路以及控制系統(tǒng)本身三個(gè)部分。

2.1輸出電路

作為輸出電路的執(zhí)行部件，直流力矩電機(jī)在線性度以及反應(yīng)速度方面具有其它電機(jī)無法比擬的優(yōu)勢，同時(shí)該類型電機(jī)也可以滿足長期運(yùn)行在低速甚至堵轉(zhuǎn)的工作狀態(tài)。

為了滿足PLC對(duì)各關(guān)節(jié)動(dòng)作的順序控制，輸出電路對(duì)電機(jī)控制通常采用開關(guān)控制的形式，只要使用符合控制要求的繼電器輸出型PLC，就能使用該P(yáng)LC對(duì)直流電機(jī)進(jìn)行直接的驅(qū)動(dòng)，從而從電路設(shè)計(jì)角度就大大簡化了控制系統(tǒng)的復(fù)雜程度，這種設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)非常直接，PLC內(nèi)部程序得到執(zhí)行指令后，其設(shè)定用于控制動(dòng)作輸出的繼電器線圈得點(diǎn)，相應(yīng)串接在電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路的繼電器觸點(diǎn)OUT閉合，執(zhí)行電機(jī)得電開始轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)執(zhí)行元件按照設(shè)計(jì)的運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，直到接受到完成系統(tǒng)指令后，繼電器觸點(diǎn)OUT打開，電機(jī)驅(qū)動(dòng)回路斷開，電機(jī)停轉(zhuǎn)等待下一個(gè)指令。如同常用電路一樣，電機(jī)控制回路也可以通過橋式以及分級(jí)的接線方式來實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)正反轉(zhuǎn)和順序控制。

2.2輸入電路

PLC控制系統(tǒng)的輸入量IN直接取自安裝在機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)的電位器，電位器的安裝位置需要根據(jù)規(guī)定的機(jī)械手動(dòng)作范圍來設(shè)定，當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作范圍到達(dá)設(shè)定的某個(gè)位置時(shí)，對(duì)應(yīng)位置的電位器其輸出的模擬電壓信號(hào)直接反饋給PLC控制系統(tǒng)，PLC通過比較給定位置的電位與接受到位置電位的大小來判斷，當(dāng)達(dá)到設(shè)定值時(shí)，PLC內(nèi)部程序驅(qū)動(dòng)相應(yīng)結(jié)點(diǎn)的輸出電路動(dòng)作，來實(shí)現(xiàn)該指令執(zhí)行的完畢，從而轉(zhuǎn)入下一指令。IN點(diǎn)的內(nèi)部設(shè)有光電耦合電路，來實(shí)現(xiàn)內(nèi)外部強(qiáng)電弱電的隔離。一旦活動(dòng)關(guān)節(jié)在執(zhí)行指令時(shí)候電位器返回的信號(hào)與設(shè)定的范圍比較失敗，則程序自動(dòng)判斷執(zhí)行失敗，該關(guān)節(jié)返回到初始位置后，該程序重新被執(zhí)行，這種回路的設(shè)計(jì)從硬件層面保護(hù)了機(jī)械部件，避免電機(jī)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)錯(cuò)誤的拖入不應(yīng)該的位置而造成設(shè)備損壞。

2.3選擇PLC

在確定了控制系統(tǒng)的外部輸入輸出電路之后，接下來就可以進(jìn)行輸入輸出方式的設(shè)計(jì)階段，決定PLC選型的主要參數(shù)就是滿足輸入輸出方式所需要的輸入點(diǎn)、輸出點(diǎn)、內(nèi)部用于延時(shí)的時(shí)間繼電器數(shù)量。在本次的PLC選型的過程中，考慮到這種機(jī)械手有12個(gè)輸入點(diǎn)，9個(gè)輸出點(diǎn)以及7個(gè)用于延時(shí)的時(shí)間繼電器，綜合考慮到造價(jià)成本以及后續(xù)拓展需要，方案選擇日本歐姆龍公司生產(chǎn)OMRON- C28P型PLC。這種PLC完全能滿足三自由度工業(yè)機(jī)械手的順序控制要求。

3控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)按照以下六步的順序進(jìn)行：1）確定系統(tǒng)順序控制次序及功能；2）制定輸入輸出分配表；3）建立適合系統(tǒng)的控制關(guān)系；4）繪制梯形邏輯分析圖；5）編譯代碼程序；6）通過終端輸入到P LC主機(jī).

PLC順序控制系統(tǒng)軟件必須滿足以下三個(gè)原則：1）系統(tǒng)總開關(guān)閉合時(shí)，各關(guān)節(jié)部分分別復(fù)位回到各自的初始位置，之后開始執(zhí)行順序動(dòng)作命令；2）當(dāng)各關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)到上限或下限位置時(shí)，在接近設(shè)定動(dòng)作位置時(shí)電機(jī)要有減速過程，同時(shí)在到達(dá)位置后執(zhí)行機(jī)構(gòu)停止1秒后才能進(jìn)入到下一個(gè)動(dòng)作過程；3）系統(tǒng)總開關(guān)斷開，全部動(dòng)作停止，在原位置待命。

4結(jié)語

基于PLC控制的工業(yè)機(jī)械手不僅能夠?qū)崿F(xiàn)三自由度機(jī)械手各關(guān)節(jié)獨(dú)立以及整體運(yùn)動(dòng)，完成生產(chǎn)線上下料的自動(dòng)循環(huán)，同時(shí)綜合控制系統(tǒng)還能完成多個(gè)機(jī)械手之間的協(xié)同配合，從而完成料物的連續(xù)搬運(yùn)。同時(shí)該系統(tǒng)在運(yùn)行過程中，也可以根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行操作指令調(diào)整，滿足了系統(tǒng)對(duì)實(shí)際應(yīng)用的需要，維護(hù)簡單。

【參考文獻(xiàn)】

機(jī)械手范文第2篇

[關(guān)鍵詞]自動(dòng)卸車；行走機(jī)構(gòu)

中圖分類號(hào)：TH242 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2017）17-0095-02

[Abstract]Design a device along affixed track，automatic walking，automatically detect the location of goods vehicles and goods.According to the test results，transport the goods to the designated loction.To achieve the function of automatic unloading.

[Key words]Automatic Unloading；Walking Mechanism

1 引言

在物流}儲(chǔ)企業(yè)中，物料存儲(chǔ)、自動(dòng)分揀、自動(dòng)輸送、自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)跟蹤等設(shè)備都已實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但通過貨車運(yùn)輸?shù)呢浳镌谛敦浬?，基本還是靠人工手動(dòng)或人工輔助設(shè)備如叉車等來實(shí)現(xiàn)。這不僅增加了勞動(dòng)者的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且嚴(yán)重影響了工作效率。通過調(diào)研和分析，對(duì)于一些規(guī)范的貨物，如貨物外觀尺寸、貨物包裝方式和包裝材料、貨物重量、貨物允許承受的壓力等條件相對(duì)規(guī)范時(shí)，可設(shè)計(jì)一種自動(dòng)卸車的機(jī)械手來實(shí)現(xiàn)貨物卸車的自動(dòng)化。從而提高工作效率和降低勞動(dòng)強(qiáng)度。

2 方案設(shè)計(jì)

為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)沿軌道行走、自動(dòng)檢測和自動(dòng)夾取貨物，自動(dòng)卸車機(jī)械手需要有行走機(jī)構(gòu)、檢測桿、夾取機(jī)構(gòu)以及其它一些安全保證的部件。設(shè)計(jì)完成后的自動(dòng)卸包機(jī)械手結(jié)構(gòu)如圖1所示：

自動(dòng)卸車機(jī)械手的工作流程為：自動(dòng)卸車機(jī)械手的行走機(jī)構(gòu)（1）在往前行走的過程中，檢測桿（2）通過檢查，判斷物料的層數(shù)和位置，夾取機(jī)構(gòu)（3）夾取物料后，上升使物料與下層脫離，脫離后自動(dòng)卸車機(jī)械手向后行走，行走到設(shè)定位置后，將物料下降釋放到輸送通道上。其動(dòng)作以水平和豎直方向的直線運(yùn)動(dòng)為主。其設(shè)計(jì)難度主要在于各個(gè)關(guān)鍵零件的力學(xué)分析和傳動(dòng)原件的參數(shù)選擇。本文將著重論述行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)分析過程和計(jì)算過程。

3 行走機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

行走機(jī)構(gòu)在自動(dòng)卸車機(jī)械手的作用是行走到物料位置，夾取煙包后將煙包沿軌道輸送到設(shè)定的位置。在現(xiàn)代工業(yè)中，類似機(jī)構(gòu)最常用于生產(chǎn)車間內(nèi)的桁車。在設(shè)計(jì)過程中，首先確定減速電機(jī)的類型。選擇類型時(shí)首先對(duì)比了K系列斜齒輪-傘齒輪減速電機(jī)和S系列雙級(jí)斜齒輪-蝸輪蝸桿減速電機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)。兩種電機(jī)在外形和安裝方式上很接近，主要區(qū)別在于K系列減速電機(jī)傳動(dòng)效率不低于95%，而且可承受較大的徑向載荷，而且可承受不大于徑向力15%的軸向載荷。而S系列減速機(jī)傳動(dòng)效率最大可達(dá)到89%，可承受不大于徑向力10%的軸向載荷。另外K系列減速電機(jī)價(jià)格明顯高于S系列減速電機(jī)。綜合考慮設(shè)備運(yùn)行工況，選擇K系列斜齒輪-傘齒輪減速電機(jī)作為行走機(jī)構(gòu)的動(dòng)力電機(jī)。

行走機(jī)構(gòu)在設(shè)定的軌道上，通過計(jì)算，選定了GB/T11264-1989 15Kg/m的輕軌作為軌道，使用主動(dòng)輪和從動(dòng)輪的形式，其結(jié)構(gòu)圖如圖2所示：

由圖可以看出，動(dòng)力通過齒輪傳動(dòng)，將動(dòng)力傳動(dòng)到主動(dòng)輪上。圖中件6傳感器支架安裝了三組對(duì)射式的傳感器。在之前的描述中，自動(dòng)卸包機(jī)械手需要在行走過程中檢測按圖6碼垛的煙包。自動(dòng)卸包機(jī)械手運(yùn)行在帶有頂棚的室外，由于灰塵等原因可能出現(xiàn)誤檢測，特別是誤檢查車頭為需要夾取的煙包，所以在設(shè)備中還增加了激光測距。通過對(duì)射式傳感器和激光測距的雙重檢測，確保了設(shè)備的安全運(yùn)行。

4 行走機(jī)構(gòu)運(yùn)行阻力計(jì)算

行走機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程類似于起重設(shè)備的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)時(shí)需要進(jìn)行運(yùn)行阻力計(jì)算、電機(jī)參數(shù)計(jì)算、制動(dòng)器參數(shù)計(jì)算、運(yùn)行打滑驗(yàn)算、緩沖器選型計(jì)算等。計(jì)算在初步方案完成的前提下進(jìn)行，已知全自動(dòng)卸車機(jī)械手及貨物總質(zhì)量、運(yùn)行速度、輪直徑、輪軸直徑為、機(jī)械手迎風(fēng)面積、機(jī)械手效率為、風(fēng)壓qⅠ= 90N/m2、qⅡ=150N/m2、qⅢ=600N/m2、最小輪壓。

卸包機(jī)械手在直線軌道上穩(wěn)定運(yùn)行的靜阻力由摩擦阻力，坡度阻力與風(fēng)阻力組成。

（1）摩擦阻力

電動(dòng)機(jī)所配制動(dòng)器型號(hào)：BMG2；Mmax=20N?m。

5.4 運(yùn)行打滑驗(yàn)算

自動(dòng)卸包機(jī)械手類似于起重機(jī)，為了使自動(dòng)卸包機(jī)械手運(yùn)行時(shí)可靠地啟動(dòng)或制動(dòng)，防止出現(xiàn)驅(qū)動(dòng)輪在軌道上的打滑現(xiàn)象，避免車輪打滑影響起重機(jī)的正常工作和加劇車輪的磨損，應(yīng)分別對(duì)驅(qū)動(dòng)輪作啟動(dòng)和制動(dòng)時(shí)的打滑驗(yàn)算。

（1）啟動(dòng)時(shí)按下式驗(yàn)算

7 結(jié)束語

本文中所設(shè)計(jì)的行走機(jī)構(gòu)已成功應(yīng)用在卷煙廠的自動(dòng)卸車機(jī)械手中。該設(shè)計(jì)過程可為類似的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供參考。

參考文獻(xiàn)

[1] 成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，2015（5）.

[2] 張質(zhì)文，起重機(jī)設(shè)計(jì)手冊(cè)，1998（3）.

[3] 田奇，倉儲(chǔ)物流機(jī)械與設(shè)備，01/2008.

[4] LENZE 公司，Servo motors ，03/2005.

[5] SEW-EURODRIVE集團(tuán)公司，DRS減速電機(jī)樣本，03/2013.

機(jī)械手范文第3篇

1、模仿人的手部動(dòng)作，按給定程序，軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取，搬運(yùn)和操作的自動(dòng)裝置；

2、特別是在高溫，高壓，多粉塵，易燃，易爆，放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重，單調(diào)，頻繁的操作中代替人作業(yè)，獲得日益廣泛的應(yīng)用；

3、機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成，智能機(jī)械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。

（來源：文章屋網(wǎng) ）

機(jī)械手范文第4篇

關(guān)鍵詞：模內(nèi)貼標(biāo) 機(jī)械手 注塑成型 流程

中圖分類號(hào)：TS80文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-5349（2016）11-0175-02

在現(xiàn)實(shí)生活中，隨著智能化生產(chǎn)設(shè)備的應(yīng)用，膜內(nèi)標(biāo)貼（IML）技術(shù)逐步流行起來。膜內(nèi)貼標(biāo)產(chǎn)品以其表面抗磨損、高清晰度、立體效果明顯、美觀、經(jīng)濟(jì)效益好等特性獲得了市場的認(rèn)可。模內(nèi)貼標(biāo)有兩種貼標(biāo)成型方式：注射成型和吹塑成型。目前歐洲80%的模內(nèi)貼標(biāo)是通過注射成型的。

模內(nèi)貼標(biāo)生產(chǎn)線中，機(jī)械手控制器可控制機(jī)械手完成自動(dòng)拾取標(biāo)簽，精確放置標(biāo)簽至相關(guān)模腔。智能機(jī)械臂的廣泛應(yīng)用，大大降低了人工操作的危險(xiǎn)性和勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率。

一、模內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)的生產(chǎn)工藝

模內(nèi)貼標(biāo)過程中，標(biāo)簽盒內(nèi)放有以單張形式疊放的印刷好并模切的標(biāo)簽；隨后模具開啟，機(jī)械手吸附單張標(biāo)簽，定位放置到開啟的模具內(nèi)。標(biāo)簽印刷面朝內(nèi)，標(biāo)簽外側(cè)涂有固態(tài)粘合劑，并以真空負(fù)壓或靜電吸附的方式將標(biāo)簽吸附于模具壁；待模具閉合后，熔融的塑料注入模具而成型，此時(shí)借助模具的高溫，模具內(nèi)附有固態(tài)粘合劑的標(biāo)簽熔化并與塑料容器結(jié)合成一體；經(jīng)冷卻后，再次打開模具，標(biāo)簽和容器成為一體，成為成型容器的一部分。

模內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)與傳統(tǒng)貼標(biāo)技術(shù)相比，具有以下幾個(gè)優(yōu)勢：

（1）通過完整的生產(chǎn)線流程，模內(nèi)貼標(biāo)產(chǎn)品生產(chǎn)全部采用機(jī)械化和自動(dòng)化生產(chǎn)，保證了生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。

（2）產(chǎn)品質(zhì)量高。通過塵絨麂皮及皮革對(duì)貼標(biāo)膜的處理，提高產(chǎn)品的品質(zhì)。

（3）通過技術(shù)的更新，為生產(chǎn)廠家提供質(zhì)量和品牌的保護(hù)。

（4）由于是采用膜內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)，因此標(biāo)簽不受外界溫濕度環(huán)境的影響，延長了使用壽命。

二、智能機(jī)械臂的應(yīng)用現(xiàn)狀

在注塑機(jī)中，采用智能機(jī)械臂可以完成注塑工件、廢料拿取等自動(dòng)化生產(chǎn)操作動(dòng)作。通過與注塑機(jī)進(jìn)行整合，可以形成一套完整的自動(dòng)化生產(chǎn)專業(yè)設(shè)備。隨著注塑成型設(shè)備自動(dòng)化程度的提高，機(jī)械手已成為注塑成型設(shè)備的關(guān)注焦點(diǎn)。

當(dāng)前智能機(jī)械臂的應(yīng)用類型多種多樣。一般通過功能、運(yùn)動(dòng)軌跡、抓取方式及動(dòng)力系統(tǒng)進(jìn)行分類。機(jī)械臂在國內(nèi)一般用于澆鑄行業(yè)，并沒有在其他行業(yè)中大規(guī)模使用。

三、機(jī)械手在注塑機(jī)模內(nèi)貼標(biāo)工藝中的應(yīng)用

（一）機(jī)械手在注塑設(shè)備中操作流程

根據(jù)加工工藝，注塑成型模內(nèi)貼標(biāo)工藝主要分為圖1所示的七大步驟。注塑成型模內(nèi)貼標(biāo)工藝是一個(gè)循環(huán)的過程，機(jī)械手主要完成取標(biāo)和取件的工作。其中機(jī)械手如何準(zhǔn)確而穩(wěn)定地取標(biāo)并精確地將其放入模腔內(nèi)是生產(chǎn)系統(tǒng)中需要重點(diǎn)考慮的因素之一。

1.機(jī)械手取標(biāo)、貼標(biāo)流程

機(jī)械手的取標(biāo)和貼標(biāo)過程以模內(nèi)靜電吸附形式為例，在機(jī)械手上配置靜電產(chǎn)生器，當(dāng)機(jī)械手將標(biāo)簽移動(dòng)至模具上方時(shí)，智能控制單元控制靜電產(chǎn)生器讓標(biāo)簽產(chǎn)生靜電，這樣標(biāo)簽將會(huì)自動(dòng)貼在模具上。工序如圖2所示。

在整個(gè)取標(biāo)、貼標(biāo)過程中，機(jī)械手主要完成水平移動(dòng)、垂直移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作。

（二）機(jī)械手各系統(tǒng)間關(guān)系

在注塑成型模內(nèi)貼標(biāo)工藝的循環(huán)過程中，機(jī)械手的操作動(dòng)作與整個(gè)系統(tǒng)是否協(xié)調(diào)配合、機(jī)械手位置定位的精確度直接決定了產(chǎn)品質(zhì)量。將智能交互系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，才能保證注塑用模內(nèi)貼標(biāo)工藝的品質(zhì)。

1.控制系統(tǒng)

對(duì)各個(gè)執(zhí)行單元發(fā)出控制信號(hào)，并對(duì)作業(yè)執(zhí)行情況進(jìn)行監(jiān)控，根據(jù)反饋信息對(duì)機(jī)械臂動(dòng)作進(jìn)行調(diào)整及修正。包括機(jī)械臂位置定位及控制部分，通常采用連續(xù)軌跡控制及離散點(diǎn)控制兩種方式。

2.動(dòng)力系統(tǒng)

在生產(chǎn)線中，給各個(gè)器件提供動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。目前有機(jī)械、電動(dòng)、液壓及氣動(dòng)等幾種方式。在實(shí)際生產(chǎn)中通常采用液壓及氣動(dòng)兩種方式進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。氣動(dòng)式操作便捷、移動(dòng)迅速、接口簡單、造價(jià)低、維修方便；液壓式結(jié)構(gòu)緊湊、動(dòng)作平穩(wěn)、耐沖擊、耐震動(dòng)、防爆性好，具有精度高及持續(xù)操控的特性，但由于漏油會(huì)對(duì)產(chǎn)品造成污染。

3.智能交互系統(tǒng)

機(jī)械手的定位、抓取、釋放等操作都需要機(jī)械臂、機(jī)械腕和抓取器等各個(gè)器件進(jìn)行良好的交互。智能交互系統(tǒng)通過交互模塊指令完成相應(yīng)執(zhí)行動(dòng)作。

（三）機(jī)械手對(duì)模內(nèi)貼標(biāo)工藝的影響因素

在整個(gè)生產(chǎn)中，尤其是在取標(biāo)和貼標(biāo)過程中，機(jī)械手的位置檢測能力、位置控制能力及網(wǎng)絡(luò)通信能力對(duì)貼標(biāo)產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率起到非常重要的作用。

生產(chǎn)線操作過程中，為了避免重復(fù)貼標(biāo)現(xiàn)象的出現(xiàn)，機(jī)械手貼標(biāo)作業(yè)時(shí)必須精確定位標(biāo)簽放置坐標(biāo)。如果出現(xiàn)重標(biāo)就可能出現(xiàn)貼標(biāo)不正、未貼標(biāo)等情況出現(xiàn)。如果機(jī)械手采取真空方式來吸附標(biāo)簽，就必須考慮真空吸附力度問題。若吸附力過大就會(huì)吸附多頁待貼標(biāo)簽。當(dāng)吸附力不夠時(shí)，會(huì)出現(xiàn)掉標(biāo)現(xiàn)象。氣壓和掉標(biāo)問題還易導(dǎo)致缺標(biāo)現(xiàn)象。針對(duì)這些問題，可以通過調(diào)節(jié)機(jī)械手的真空吸力、有效消除靜電的方法來解決。

智能化機(jī)械手與注塑機(jī)交互模塊的設(shè)計(jì)影響著整個(gè)生產(chǎn)線的效率。在生產(chǎn)線正常運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，機(jī)械手各個(gè)環(huán)節(jié)的傳感器將大量參數(shù)傳遞給位置控制系統(tǒng)，為控制系統(tǒng)調(diào)用不同的位置控制程序提供依據(jù)，機(jī)械手控制系統(tǒng)實(shí)時(shí)將大量控制數(shù)據(jù)傳輸?shù)礁鲌?zhí)行部件。同時(shí)從圖2可以看出機(jī)械手與注塑機(jī)在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)協(xié)調(diào)配合才能更好實(shí)現(xiàn)“一模多腔”。這些因素使得整個(gè)生產(chǎn)系統(tǒng)需要具備完善的通信能力。

在模內(nèi)貼標(biāo)工藝中，規(guī)定智能機(jī)械臂放置標(biāo)簽的精確度在±02mm以內(nèi)。并且必須保證機(jī)械臂運(yùn)行的精度及其穩(wěn)定性。機(jī)械臂定位精度可結(jié)合傳感器位置定位技術(shù)和調(diào)節(jié)機(jī)械手的控制系統(tǒng)不同算法與參數(shù)的方式來實(shí)現(xiàn)。

（四）模內(nèi)貼標(biāo)機(jī)械手的研究熱點(diǎn)

（1）模內(nèi)貼標(biāo)工藝中因重標(biāo)導(dǎo)致的歪標(biāo)、掉標(biāo)等現(xiàn)象主要是因標(biāo)簽間靜電過大引起的。消除靜電是保障貼標(biāo)質(zhì)量的主要任務(wù)之一。全球靜電控制與消除行業(yè)巨頭英國制造商“密其國際”研制出消除靜電的發(fā)生器，由該公司994IML型模內(nèi)貼標(biāo)高壓發(fā)生器和微型靜電發(fā)生器組合而成，通常應(yīng)用于體積較小的拾標(biāo)器中。

（2）針對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)中的通信問題的研究，主要有基于CAN總線方式，及基于LabVIEW的串行通信方案，多數(shù)研究均是基于實(shí)際應(yīng)用生產(chǎn)線、實(shí)際硬件及開發(fā)軟件而制定不同的通信方案。

（3）機(jī)械手定位精度的研究一直是關(guān)注的焦點(diǎn)，主要有針對(duì)機(jī)身震動(dòng)特性的分析、機(jī)械手動(dòng)力學(xué)分析及機(jī)械手原點(diǎn)回歸方案的研究。機(jī)械手最終定位的精度主要由控制系統(tǒng)的控制策略來決定。目前國內(nèi)機(jī)械手控制系統(tǒng)中主要采用模糊控制、自適應(yīng)控制、魯棒控制及反饋控制等策略。

四、展望

當(dāng)今歐洲市場約85%―95%的食品包裝物采用模內(nèi)貼標(biāo)技術(shù)加工而成，歐美主要塑料制品公司通過引入模內(nèi)貼標(biāo)成型設(shè)備提升產(chǎn)品品質(zhì)、生產(chǎn)效率，最終提升經(jīng)營收益。模內(nèi)貼標(biāo)生產(chǎn)系統(tǒng)正向“一模多腔”“多模多腔”的趨勢發(fā)展著，而該生產(chǎn)系統(tǒng)中主要部件機(jī)械臂必然隨著智能化生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展而廣泛應(yīng)用。根據(jù)工業(yè)4.0的發(fā)展趨勢，機(jī)械臂在今后幾年的發(fā)展趨勢如下：

（1）效率更高、精確度更高、易于維護(hù)；

（2）智能化、組件化、結(jié)構(gòu)簡單化；

（3）其控制系統(tǒng)向開放型控制器發(fā)展，采用模塊化結(jié)構(gòu)，提高系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性；

（4）智能交互能力更強(qiáng)；通過智能控制和自主系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合，構(gòu)成完整的智能化生產(chǎn)系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳松琪，劉斌.塑件表面模內(nèi)裝飾技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀分析[J].塑料工業(yè)，2015，01：42-46.

機(jī)械手范文第5篇

[關(guān)鍵詞]PLC；涂料機(jī)械手；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：TP241 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-914X（2014）44-0114-02

0 引言

應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，直接減少了很多的勞動(dòng)力，同時(shí)由于機(jī)械手可以連續(xù)地工作，從某種角度上講也是對(duì)人力資源的一種節(jié)省。因此，在綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，機(jī)械手變得隨處可見。而本文設(shè)計(jì)的涂料機(jī)械手也使得生產(chǎn)自動(dòng)化程度大大提高，而且也降低了工廠的成本，并且促進(jìn)了生產(chǎn)線的柔性化或和集成化，更有利于提高產(chǎn)品的質(zhì)量、數(shù)量和市場競爭力。

1 涂料機(jī)械手總體設(shè)計(jì)

1.1 涂料機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和工作原理

涂料機(jī)械手屬于六個(gè)自由度和一個(gè)旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手。可以完成機(jī)械手轉(zhuǎn)臂旋轉(zhuǎn)、機(jī)械手主臂升降、機(jī)械手夾緊及松開工件和機(jī)械手轉(zhuǎn)臂在卸料安裝新料棒處停轉(zhuǎn)6個(gè)自由度的運(yùn)動(dòng)。

該機(jī)械手屬于氣動(dòng)機(jī)械手，其主要由固定支撐作用的主軸、主臂、橫臂、轉(zhuǎn)臂和夾緊器五部分組成。

具體工作原理是：從初始位置開始旋轉(zhuǎn)

（1）A接近Y（定位）A執(zhí)行涂料工藝動(dòng)作；

（2）B接近Z（并定位）B執(zhí)行淋沙工藝動(dòng)作；

（3）C接近X（并定位）C執(zhí)行裝卸動(dòng)作（完成一個(gè)動(dòng)作的循環(huán)）。

1.2 涂料機(jī)械手工藝流程

本機(jī)械手有三個(gè)工位，分別為人工工位、涂料工位、淋砂工位。

人工工位是拆卸已完成的工件，安裝新料棒，然后按下運(yùn)行按鈕。

涂料工藝動(dòng)作：初始時(shí)，主臂上位，轉(zhuǎn)臂在高位，一切到位后，轉(zhuǎn)臂開始向低位轉(zhuǎn)，主臂向下位運(yùn)行，同時(shí)夾緊器旋轉(zhuǎn)，20秒后，主臂到達(dá)下位。然后主臂向上運(yùn)行，同時(shí)轉(zhuǎn)臂向高位運(yùn)行，20秒后，主臂到達(dá)上位。隨后主臂向下，轉(zhuǎn)臂向低，此時(shí)加緊器反向旋轉(zhuǎn)，13秒后，主臂到達(dá)下位。然后主臂向上運(yùn)行，同時(shí)轉(zhuǎn)臂向高位運(yùn)行，7秒后，此時(shí)，主臂、轉(zhuǎn)臂到中間工位，旋轉(zhuǎn)電機(jī)停止。完成一個(gè)循環(huán)。工藝流程圖如圖2所示。

2 涂料機(jī)械手硬件設(shè)計(jì)

在設(shè)計(jì)硬件電路時(shí)，主要用到的元器件是接近開關(guān)、電磁閥、減壓閥、氣缸。

本次設(shè)計(jì)采用的是三位五通帶中位功能電磁閥。型號(hào)為4V330C-10。電壓電流為AC220V，5.5A。每個(gè)臂2個(gè)，共用6個(gè)。三位電磁閥的閥芯有三個(gè)工作位置，平時(shí)不通電，處于微啟狀態(tài)，閥門關(guān)閥。閥門還帶有手動(dòng)裝置，使得長期關(guān)閥時(shí)也不需耗電。其采用特殊工業(yè)加工，摩擦阻力小，啟動(dòng)氣壓低，使用壽命長，無需加油，附設(shè)手動(dòng)裝置，利于安裝調(diào)試。三位電磁閥可視為一種結(jié)構(gòu)更為緊湊的雙聯(lián)電磁閥，它很方便地實(shí)現(xiàn)三位調(diào)節(jié)，得到了很多應(yīng)用。

本設(shè)計(jì)使用的是三線制直流型接近開關(guān)，每個(gè)臂6個(gè)，共12個(gè)。其型號(hào)為LJ12A3-4-Z/BX，NPN常開，工作電壓為6-36V（DC），動(dòng)作距離為4（2）mm，最大輸出電流為300mA。其通電時(shí)所產(chǎn)生的電壓降為0.3V左右，主要是輸出晶體管導(dǎo)通時(shí)的晶體管本身所產(chǎn)生的電壓降三線制“開關(guān)”靜態(tài)消耗電流1-2mA。其中接近開關(guān)的引線長度在200米以內(nèi)，以免電壓壓降過大。

3 涂料機(jī)械手軟件設(shè)計(jì)

涂料機(jī)械手軟件設(shè)計(jì)方案如下：

方案一：采用以轉(zhuǎn)換為中心的編程方式。這種編程方式與轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)的基本規(guī)則之間有著嚴(yán)格的對(duì)應(yīng)關(guān)系，用它編制復(fù)雜的順序功能圖的梯形圖時(shí)，會(huì)有很大幫助。

方案二：使用起保停電路的編程方式。使用一些輔助繼電器，雖具有易閱讀和易差錯(cuò)修改的特點(diǎn)，但它存在著自保護(hù)觸點(diǎn)，編寫的程序復(fù)雜且較長。

方案三：采用STL指令的編程方式。STL指令（步進(jìn)梯形指令）是專門用于步進(jìn)控制的指令。使用該指令可以使編制順序控制程序更加方、清晰、直觀，而且易于調(diào)試和維護(hù)，且代碼較短。

故本次設(shè)計(jì)采用的就是STL指令的編程方法，即步進(jìn)順控。狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖3所示：

4 結(jié)論

機(jī)械手控制系統(tǒng)采用PLC進(jìn)行控制，大大提高了該系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減少了大量的交流接觸器和硬件接線，且提高了控制系統(tǒng)的可靠性。同時(shí)，使用PLC進(jìn)行控制，可方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能?？梢愿鶕?jù)工件變化的需要及工藝流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)，實(shí)現(xiàn)控制系統(tǒng)的不同工作需求，也為教學(xué)和科研提供了比較理想的平臺(tái)。

參考文獻(xiàn)