搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)及其運(yùn)動(dòng)仿真構(gòu)建論文

1、XXXXXXXXXXXX論文題 目： 搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)及運(yùn)動(dòng)仿真構(gòu)建 指導(dǎo)老師： 職稱： 學(xué)生姓名： 學(xué)號(hào)： 專 業(yè)： 院 （系）： 完成時(shí)間： 9 / 13文檔可自由編輯打印摘 要在目前的各行各業(yè)的生產(chǎn)中，機(jī)械手已經(jīng)是一種很常用的機(jī)械設(shè)備，它的出現(xiàn)與應(yīng)用對(duì)提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本、提高產(chǎn)品質(zhì)量等諸多方面起到了非常重要的作用，可以說是工業(yè)生產(chǎn)的一種革命。由于機(jī)械手被用于許多不同的情況和場(chǎng)合，所以對(duì)機(jī)械手的設(shè)計(jì)和性能要求會(huì)有所區(qū)別。本文在綜述了機(jī)械手的研究和發(fā)展現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，結(jié)合目前機(jī)械手最常見的領(lǐng)域，將研究的對(duì)象確定為物料搬運(yùn)機(jī)械手的研究，并在分析了物料搬運(yùn)機(jī)械手的性能要求和工作特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，對(duì)物

2、料搬運(yùn)機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)及控制系統(tǒng)進(jìn)行了整體方案分析和設(shè)計(jì)。確定了搬運(yùn)機(jī)械手采用圓柱坐標(biāo)系的機(jī)械結(jié)構(gòu)形式，采用氣壓傳動(dòng)方式的驅(qū)動(dòng)方案，并采用PLC進(jìn)行系統(tǒng)控制。通過以上各部分的工作，得出了經(jīng)濟(jì)型、模塊化、高可靠性物料搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)方案，對(duì)其他類型經(jīng)濟(jì)型機(jī)械手的設(shè)計(jì)也有一定的借鑒價(jià)值。通過本文對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手的研究，希望能夠指導(dǎo)實(shí)踐，為我國機(jī)械手研究領(lǐng)域的發(fā)展做出一點(diǎn)貢獻(xiàn)。關(guān)鍵詞：機(jī)械手；經(jīng)濟(jì)型；PLC；結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)AbstractIn the present people from all walks of life in production, robots have is one o

3、f the most commonly used machine equipment, its occurrence and application to improve production efficiency and reduce cost, improve product quality, and many other aspects has played a very important role, may say is a revolution of industrial production. Because be used to many different manipulat

4、ors and occasions, so for the design of manipulator and performance requirements will be different. This paper reviewed the manipulator in research and development of the present situation of the basis, combining manipulator of the most common field, will be determined as the object of study for mat

5、erial handling the manipulator, and on the analysis of the material handling performance requirements of the manipulator and the work characteristics of the foundation, on the material handling mechanical structure of the manipulator, driving system and control system for the whole scheme analysis a

6、nd design. Sure the cylindrical coordinate system carrying manipulator used mechanical structure of the form, the way of pneumatic transmission driving scheme and adopting PLC control system. Through the above the part of the work, it is concluded that the economical, modular, high reliability mater

7、ial handling of the manipulator, a design scheme for other types of the manipulator economy design also has certain reference value. Through this paper for material handling of the manipulator, hope to be able to guide practice, for our country in the research field of the manipulator development to

8、 make a contribution. Key words: Manipulator; Economy; PLC; Structure design 目 錄第一章 緒論1第二章 國內(nèi)外關(guān)于機(jī)械手的研究現(xiàn)狀1第三章 機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)及機(jī)械手的種類2第四章 搬運(yùn)機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案24.1 物料搬運(yùn)機(jī)械手的功能要求34.2 物料機(jī)械搬運(yùn)手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)34.2.1 物料搬運(yùn)機(jī)械手的坐標(biāo)形式及自由度34.2.2 物料搬運(yùn)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)44.2.3 物料搬運(yùn)機(jī)械手的控制系統(tǒng)5結(jié) 論5致 謝6參考文獻(xiàn)7第一章 緒論隨著人類科技的進(jìn)步，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷的擴(kuò)大。在人類社會(huì)中，凡是有

9、人類活動(dòng)的地方，都能看到機(jī)械手的身影。機(jī)械手產(chǎn)品的應(yīng)用已經(jīng)由海洋開發(fā)和宇宙探測(cè)等高端科學(xué)領(lǐng)域向建筑、挖掘甚至是服務(wù)娛樂等民用領(lǐng)域發(fā)展了，并且各式各樣的機(jī)械手正在涌現(xiàn)出來，以驚人的速度延伸到人類活動(dòng)的各個(gè)領(lǐng)域。機(jī)械手是由于人類生產(chǎn)水平的發(fā)展，產(chǎn)品生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)率的提高而出現(xiàn)的。然而由于機(jī)械手善于完成重復(fù)的，單調(diào)的，精確度要求高的工作，能取代人在惡劣的環(huán)境中完成人類不能或者不愿完成的工作，因此，機(jī)械手的出現(xiàn)又大大解放了人類的生產(chǎn)力。所以說機(jī)械手的發(fā)展是社會(huì)發(fā)展的結(jié)果，也是社會(huì)發(fā)展的必然趨勢(shì)?，F(xiàn)在，很多發(fā)達(dá)國家都追逐著機(jī)械手這一發(fā)展趨勢(shì)，積極地進(jìn)行著機(jī)械手的各種開發(fā)和研制的工作，并且其中一些國家已經(jīng)

10、取代了不錯(cuò)的成果，研制出了許多新型且實(shí)用的機(jī)械手或者是機(jī)器人。例如:日本的跳舞機(jī)器人、大型機(jī)器人愛寶(AIBO);。英國研制的履帶式“手推車”及“超級(jí)手推車”排爆機(jī)器人;美國iRobot公司推出了能避開障礙，自動(dòng)設(shè)計(jì)行進(jìn)路線吸塵器機(jī)器人Roomba;上海世博會(huì)使用過的福娃機(jī)器人等等。而由于機(jī)械手是模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能, 用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的機(jī)械電子裝置，因此，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化, 能在有害環(huán)境下操作以確保人身安全，廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。本文基于機(jī)械手在這些領(lǐng)域的應(yīng)用，并根據(jù)機(jī)械手在搬運(yùn)領(lǐng)域的重要性，定于以搬運(yùn)機(jī)

11、械手作為研究的對(duì)象。第二章 國內(nèi)外關(guān)于機(jī)械手的研究現(xiàn)狀從1954年美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)械手至今，機(jī)械手已經(jīng)發(fā)展了三代。通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，則會(huì)自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)的示教再現(xiàn)型機(jī)械手被稱為第一代機(jī)械手，而能利用傳感器獲取的信息控制機(jī)械手被稱為第二代機(jī)械手。而第三代機(jī)械手就是智能機(jī)器人。對(duì)于智能機(jī)器人，盡管歐美和日本等許多國家都投入了大量人力和物力，但現(xiàn)在其仍然處于發(fā)展階段。目前對(duì)我國而言發(fā)展第一、第二代機(jī)器人更具有實(shí)際意義。我國機(jī)械手的發(fā)展是從20世紀(jì)50年代的固定動(dòng)作機(jī)械手開始的，然后經(jīng)歷了60年代的數(shù)控機(jī)械手，在1978年時(shí)機(jī)械

12、手才真正開始得到研究和應(yīng)用，到現(xiàn)在工業(yè)機(jī)械手與智能機(jī)器人愈來愈受到各屆的的關(guān)注，并已經(jīng)納入了我國高科技規(guī)劃及科技發(fā)展計(jì)劃之中。伴隨著人類社會(huì)的不斷發(fā)展，科學(xué)和技術(shù)的不斷進(jìn)步，人類對(duì)資源的依賴也越來越大，最終將不可避免的要向陸地以外甚至是地球以外的地方擴(kuò)展，而在這些對(duì)人類來說惡劣的環(huán)境里，機(jī)械手的發(fā)展就顯得尤為重要了。作為新生產(chǎn)力代表的勞動(dòng)工具，機(jī)械手能代替人類在惡劣的環(huán)境中完成人類無法完成又不得不做的工作。由于機(jī)械手的應(yīng)用不得不向更廣的范圍延伸，這就要求機(jī)械手有更好的通用性，更高的適應(yīng)能力，更加專業(yè)化，當(dāng)然在這個(gè)基礎(chǔ)上還有考慮到機(jī)械手的經(jīng)濟(jì)性要求。所以發(fā)展在能滿足基本功能要求的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)

13、模塊化、方便修改設(shè)計(jì)、通用性強(qiáng)并且可靠性高的的機(jī)械手是市場(chǎng)所需，社會(huì)發(fā)展的必然。作為一門發(fā)展迅速的前沿學(xué)科，機(jī)械手一方面涉及的領(lǐng)域廣泛，交叉著多門學(xué)科;另一方面其自身的發(fā)展也相當(dāng)迅速，不斷出現(xiàn)需要研究的新問題。在自動(dòng)化程度要求越來越高的現(xiàn)代世界經(jīng)濟(jì)中，機(jī)械手的應(yīng)用也因此變得越來越廣泛；已經(jīng)由科學(xué)和技術(shù)的研究領(lǐng)域擴(kuò)展到了人們?nèi)粘Ｉ畹拿裼妙I(lǐng)域。這對(duì)機(jī)械手性能和功能的進(jìn)一步改善和提高提出了更高的要求同時(shí)，也為機(jī)械手的發(fā)展提供了平臺(tái)。因此，機(jī)械手可以說是社會(huì)化大生產(chǎn)發(fā)展的產(chǎn)物，是現(xiàn)代社會(huì)先進(jìn)勞動(dòng)工具的代表，機(jī)械手的發(fā)展水平可以在一定程度上反映出一個(gè)國家的社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r。正因?yàn)槿绱耍瑱C(jī)械手的發(fā)展越來越受

14、到各國的重視。第三章 機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)及機(jī)械手的種類盡管機(jī)械手在外觀形狀上千差萬別，功能上也不盡相同，但單就機(jī)械手系統(tǒng)而言，各種機(jī)械手主要的構(gòu)成基本上是差不多的，都可以被分為以下幾個(gè)部分；用于最終執(zhí)行的執(zhí)行機(jī)構(gòu)、機(jī)械手的動(dòng)力源驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制的控制系統(tǒng)以及人機(jī)接口。要讓機(jī)械手系統(tǒng)遵循人的意圖去進(jìn)行作業(yè)，使人與機(jī)械手之間能進(jìn)行信息交換，人機(jī)接口是關(guān)鍵。機(jī)械手的控制精度及機(jī)械手的可靠性由機(jī)械手的核心部械手控制系統(tǒng)來決定。機(jī)械手的控制系統(tǒng)形式通常可以被分為兩種，其中一種叫集中式控制;另一種是分布式控制。將所有的信息輸入、運(yùn)算處理乃至控制都集中于一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的控制結(jié)構(gòu)稱為集中式控制結(jié)構(gòu)。很明

15、顯，集中式控制的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)計(jì)算機(jī)的性能要求也比較高。而如果采用分布式控制系統(tǒng)的話，就能降低機(jī)械手控制系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)性能的要求，而且機(jī)械手系統(tǒng)的可擴(kuò)充性也會(huì)得到增強(qiáng)。對(duì)于分布式控制系統(tǒng)，當(dāng)其中一個(gè)子系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)所受到的影響比集中式控制系統(tǒng)要小很多。機(jī)械手按照驅(qū)動(dòng)動(dòng)力源的不同又可以被分為氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手、電氣驅(qū)動(dòng)機(jī)械手和液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手三種。氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)存在驅(qū)動(dòng)方便，運(yùn)行安全等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在沖擊力大，精度控制困難等缺點(diǎn)；液壓驅(qū)動(dòng)的特點(diǎn)是功率大，運(yùn)行平穩(wěn)，但不夠安全;而電氣驅(qū)動(dòng)具有性能好、控制方便等優(yōu)點(diǎn)但是價(jià)格昂貴。由于氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)械手的特點(diǎn)較符合經(jīng)濟(jì)型機(jī)械手的研制，氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)方式的

16、機(jī)械手所占的市場(chǎng)比例也日漸增多。按機(jī)械手結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)形式可以將機(jī)械手分為直角坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型、圓柱坐標(biāo)型、SCARA型等多種形式。直角坐標(biāo)型的機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、空間軌跡求解方便、高定位精度容易實(shí)現(xiàn)而且各個(gè)關(guān)節(jié)其間沒有藕合、機(jī)械手各桿件的運(yùn)動(dòng)能夠相互獨(dú)立、運(yùn)動(dòng)和控制起來相對(duì)方便以及不產(chǎn)生奇異狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著機(jī)械手所需空間大、執(zhí)行動(dòng)作的區(qū)域小、操作起來不夠靈活等缺點(diǎn)。而結(jié)構(gòu)輕便，對(duì)指令反應(yīng)迅速，則是SCARA型機(jī)械手的主要特點(diǎn)，在垂直方向上進(jìn)行零件的裝配作業(yè)的機(jī)械手常常是采用SCARA型。操作的靈活性最高的當(dāng)屬關(guān)節(jié)型機(jī)械手，但是其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析非常復(fù)雜，難以做到很好的控制。圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手

17、盡管其存在著移動(dòng)關(guān)節(jié)保護(hù)起來不方便的問題，但是其相對(duì)于其他機(jī)械手具有在空間中定位較直觀，動(dòng)作的范圍大，機(jī)體占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。從歷史的角度看，從1954年美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺(tái)可編程的機(jī)械手至今，機(jī)械手可以被分為三代。通過引導(dǎo)或其它方式，先教會(huì)機(jī)器人動(dòng)作，輸入工作程序，則會(huì)自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)的示教再現(xiàn)型機(jī)械手被稱為第一代機(jī)械手，而能利用傳感器獲取的信息控制機(jī)械手被稱為第二代機(jī)械手。而第三代機(jī)械手就是智能機(jī)器人。從三代機(jī)械手的發(fā)展過程來看，傳感器的發(fā)展起到了關(guān)鍵的作用。第一代的機(jī)械手只是具有簡(jiǎn)單的存儲(chǔ)功能，對(duì)其周圍的環(huán)境是完成沒有感知和反饋。在各類傳感器發(fā)展且被用于機(jī)械手之后

18、，才出現(xiàn)的第二代具有自適應(yīng)感覺能力的機(jī)械手。而智能機(jī)器人則將這種感知能力向前完善了一步，具備了推斷和決策的功能。對(duì)于智能機(jī)器人，盡管歐美和日本等許多國家都投入了大量人力和物力，但目前其仍然處于發(fā)展階段。估計(jì)要到21世紀(jì)中葉的時(shí)候才能夠進(jìn)入到普及的階段。日前對(duì)我國而言發(fā)展第一、第二代機(jī)器人更具有實(shí)際意義。第四章 搬運(yùn)機(jī)械手的總體設(shè)計(jì)方案本文在充分考慮到機(jī)械手在各個(gè)領(lǐng)域的的運(yùn)用，最終決定將研究的對(duì)象鎖定為物料的搬運(yùn)機(jī)械手。4.1 物料搬運(yùn)機(jī)械手的功能要求能夠快速、平穩(wěn)準(zhǔn)確地夾起物料并完成搬運(yùn)動(dòng)作是物料搬運(yùn)機(jī)械手最基本的功能要求，這要求具備較高的精度、一定的承載能力、足夠的運(yùn)行空間，當(dāng)然靈活的自由度

19、和一定動(dòng)作運(yùn)行平穩(wěn)性也是必不可少的。在對(duì)物料搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，必須先根據(jù)機(jī)械手所要完成的動(dòng)作，選擇合適的機(jī)械手結(jié)構(gòu)，確定各個(gè)工作的時(shí)間分配及動(dòng)作順序，擬定機(jī)械手的工序，明確所要搬運(yùn)的物料重量和尺寸以及搬運(yùn)所要求滿足的精度等等，進(jìn)而確定對(duì)機(jī)械手運(yùn)行控制的要求，在兼顧通用性和專用性的同時(shí)，盡量選用己經(jīng)定型的標(biāo)準(zhǔn)組件，以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的模塊化。4.2 物料機(jī)械搬運(yùn)手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)4.2.1 物料搬運(yùn)機(jī)械手的坐標(biāo)形式及自由度作為機(jī)械手的最終執(zhí)行機(jī)構(gòu)，機(jī)械結(jié)構(gòu)的其布局和類型直接影響到機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和傳動(dòng)方式，乃至影響整個(gè)機(jī)械手的工作性能。由上文可知按機(jī)械手結(jié)構(gòu)的坐標(biāo)形式可以將機(jī)械手分為直角坐標(biāo)型、球坐標(biāo)型

20、、圓柱坐標(biāo)型、水平多關(guān)節(jié)型等多種形式。直角坐標(biāo)型的機(jī)械手具有結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單、空間軌跡求解方便、高定位精度容易實(shí)現(xiàn)而且各個(gè)關(guān)節(jié)其間沒有禍合、機(jī)械手各桿件的運(yùn)動(dòng)能夠相互獨(dú)立、運(yùn)動(dòng)和控制起來也相對(duì)方便以及不產(chǎn)生奇異狀態(tài)等優(yōu)點(diǎn)，但是也存在著機(jī)械手所需空間大、執(zhí)行動(dòng)作的區(qū)域小、操作起來不夠靈活等缺點(diǎn)。而輕便的結(jié)構(gòu)，對(duì)指令反應(yīng)迅速，則是SCARA型機(jī)械手的主要特點(diǎn)，在垂直方向上進(jìn)行零件的裝配作業(yè)的機(jī)械手常常是采用SCARA型的。操作的靈活性最高的當(dāng)屬關(guān)節(jié)型機(jī)械手，但是其運(yùn)動(dòng)學(xué)分析非常復(fù)雜，難以做到很好的控制。圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手盡管其存在著移動(dòng)關(guān)節(jié)保護(hù)起來不方便的問題，但是其相對(duì)于其他機(jī)械手具有在空間中定位較直

21、觀，動(dòng)作的范圍大，機(jī)體占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。因此，本論文的機(jī)械手選擇采用圓柱坐標(biāo)型機(jī)械手。針對(duì)該物料搬運(yùn)機(jī)械手在做物料搬運(yùn)時(shí)機(jī)械手臂具有上升、下降、伸出和縮回以及回轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)形式，為了滿足功能要求，本文的物料搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)為四個(gè)自由度。并且將機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)形式分解為方向移動(dòng)和工作執(zhí)行兩個(gè)部分。其中方向移動(dòng)部分占有兩個(gè)自由度，包括了伸出和縮回移動(dòng)機(jī)構(gòu)和平面擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，由于這兩個(gè)自由度之間沒有禍合，可以有效地簡(jiǎn)化機(jī)械手的運(yùn)算和控制。工作執(zhí)行部分也是有兩個(gè)自由度，并且這兩個(gè)自由度之間也是相互垂直的，包括了上升和下降機(jī)構(gòu)以及加緊和放松機(jī)構(gòu)如圖1所示：圖1 機(jī)械手結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖4.2.2 物料搬運(yùn)機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)氣動(dòng)驅(qū)

22、動(dòng)、液壓驅(qū)動(dòng)以及電氣驅(qū)動(dòng)是目前的機(jī)械手驅(qū)動(dòng)方式中主要采用的三種形式。本文在綜合各方面的要求后，決定采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)的方式。氣動(dòng)系統(tǒng)是一種能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，典型的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)由氣源裝置、執(zhí)行元件、控制元件和輔助元件4個(gè)部分組成，如圖2所示：圖2 氣動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)成氣壓發(fā)生裝置簡(jiǎn)稱氣源裝置，是獲得壓縮空氣的能源裝置，其主體部分是空氣壓縮機(jī)，另外還有氣源凈化設(shè)備。輔助元件是使壓縮空氣凈化、潤滑、消聲以及元器件間連接所需要的一些裝置，如分水慮氣器、油霧器、消聲器以及各種管路附件等?？刂圃址Q操縱、運(yùn)算、檢測(cè)元件，是用來控制壓縮空氣流的壓力、流量和流動(dòng)方向等，以便使執(zhí)行機(jī)構(gòu)完成預(yù)定運(yùn)動(dòng)規(guī)律的的元件。它包括各種

23、壓力閥、方向閥、流量閥、邏輯元件、射流元件、行程閥和傳感器等執(zhí)行元件是將壓縮空氣壓力能裝換為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，如左直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸、做連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的氣馬達(dá)和做不連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的擺動(dòng)馬達(dá)等。4.2.3 物料搬運(yùn)機(jī)械手的控制系統(tǒng)在主控計(jì)算機(jī)的選用方面有兩種解決方案:一種是采用單片機(jī)自行設(shè)計(jì)和開發(fā)各種功能模塊以構(gòu)成主控計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。另一種是在工業(yè)控制計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上對(duì)必要的專用功能模塊接口板進(jìn)行開發(fā)(或者是利用現(xiàn)有的專用功能模塊接口板)。機(jī)械手控制部分的主控計(jì)算機(jī)采用單片機(jī)構(gòu)成與選用PC工控機(jī)控制系統(tǒng)方案相比較，性能的差別體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:（1）在通常情況下，藕聯(lián)現(xiàn)象大量的存在于機(jī)械手各個(gè)關(guān)節(jié)

24、之間，然而適時(shí)性的控制要求應(yīng)該在關(guān)節(jié)速度的控制上得到滿足，所以就會(huì)有大量的數(shù)據(jù)運(yùn)算要進(jìn)行處理。由于單片機(jī)可尋址的存儲(chǔ)容量范圍并不大，有可能會(huì)達(dá)不到機(jī)械手的性能要求，并且單片機(jī)還存在著編程復(fù)雜等缺點(diǎn)，所以其不是很適合用在機(jī)械手上。而PC機(jī)在數(shù)據(jù)的運(yùn)算和處理方面有著很明顯的優(yōu)勢(shì)，而且使用PC機(jī)的開發(fā)工作量也較小。（2）隨著進(jìn)幾年計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷進(jìn)步，現(xiàn)在PC系列工控機(jī)已經(jīng)具備了有較高的可靠性，同時(shí)在價(jià)格上也大幅降低，所以采用PC工控機(jī)對(duì)機(jī)械手控制系統(tǒng)的進(jìn)行研制和開發(fā)，可以有效地降低成本并能縮短開發(fā)周期，對(duì)經(jīng)濟(jì)型機(jī)械手控制系統(tǒng)是一個(gè)不錯(cuò)的硬件解決方案。機(jī)械手的控制精度及機(jī)械手的可靠性由機(jī)械手的核心部

25、件機(jī)械手控制系統(tǒng)來決定。機(jī)械手的控制系統(tǒng)形式通?？梢员环譃閮煞N，其中一種叫集中式控制;另一種是分布式控制。將所有的信息輸入、運(yùn)算處理乃至控制都集中于一臺(tái)計(jì)算機(jī)上的控制結(jié)構(gòu)稱為集中式控制結(jié)構(gòu)。很明顯，集中式控制的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，但是對(duì)計(jì)算機(jī)的的性能要求也比較高。而如果采用分布式控制系統(tǒng)的話，就能降低機(jī)械手控制系統(tǒng)對(duì)計(jì)算機(jī)性能的要求，而且機(jī)械手系統(tǒng)的可擴(kuò)充性也會(huì)得到增強(qiáng)。并且隨著存儲(chǔ)技術(shù)的不斷更新和計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，許多微型機(jī)在運(yùn)行速度上已經(jīng)接近甚至有些己經(jīng)超過了小型機(jī)，所以經(jīng)濟(jì)型機(jī)械手的控制用微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行比較合適。根據(jù)以上分析，本文搬運(yùn)機(jī)械手的控制系統(tǒng)采用集中控制方式，考慮到機(jī)械手的通用性要求，因此該機(jī)械手采用可編程序控制器PLC進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)械手的動(dòng)作流程需要改變時(shí)，只需要相應(yīng)的改變PLC程序就可以得到實(shí)現(xiàn)，非常方便快捷，物料搬運(yùn)機(jī)械手完成動(dòng)作輸出后的下一步的控制，則可以選用步進(jìn)電機(jī)來控制。結(jié)