4 气动搬运机械手控制系统设计方案 23

4.1 控制系统硬件设计 23

4.2 控制系统软件设计 27

5 气动搬运机械手实体组装与调试 31

结 论 33

致 谢 34

参 考 文 献 35

附录 A 指令表 37

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1 绪论

1.1 研究背景及意义

由于在自动化工业领域，易碎、易变形、外形尺寸不规则的工件总是存在，例如：集成 芯片、玻璃制品等，这就要求机械手末端执行器能够以恰当的力夹持工件，但对工件不造成 任何硬性伤害。本课题研究了基于变形手爪的工件搬运系统，它能够适应工件的形状，且不 会划伤工件表面，也不会对工件产生挤压变形，保证了工件的功能性完好。相比于气流负压 吸盘式机械手，此系统噪音较小；相比于普通刚性夹持器机械手，此系统灵活性和适应性更 好。论文网

气动机械手作为机械手的一种, 它具有结构简单，重量轻，快速，稳定，可靠，节能、 环保等优点，被广泛应用[1-3]。模块化是气动机械手设计、制造过程中着重强调的,具体的体 现就是其拼装结构形式，同时先进的阀岛技术（可重复编程等）已经作为气动机械手控制系 统中至关重要的一部分，而气动伺服系统则实现了机械手在任意位置上的精确定位[4]。这样 的形式使得气动机械手拆卸更加方便，同样大量模块化的设计与拼装带来的另一个好处就是 适应性更好，而这一点在生产自动化行业显得尤为重要。

1.2 气动机械手结构设计研究现状

1.3 气动机械手控制和研究现状

1.4 本课题实现方法

本课题的最终目的就是搭建一个基于柔性手爪的自动搬运系统。于是，可以通过以下方 法来实现。

（1） 设计变形手爪；

（2） 根据课题要求，选择合适的运动形式；

（3） 查阅气缸选型手册，选出合适气缸，搭建操作臂；

（4） 根据搭建的操作臂，构造整体外框架；

（5） 利用三维软件建模，并进行相关校核计算；

（6） 出图纸并加工零件，组装实体。来!自~优尔论-文|网www.youerw.com

（7） 选择合适的 PLC，组建外围电路，编写对应的程序，开机调试。

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2 气动搬运机械手总体方案设计

气动搬运机械手主要由机械结构和控制系统组成，其基本设计思想是：选出合适型号的 气缸，通过连接件组成操作臂，以变形手爪作为末端执行器，在整体外框架上固定到位，构 成门架式气动机械手，最后在以 PLC 为中心的控制系统下，完成自主搬运功能