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機械手設計范文1
中圖分類號：S225.92 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2015）09-2248-04
目前，中國農業機械化對農業生產的貢獻率僅為17%，與發達國家存在很大的差距[1]。加速農業現代化進程，實施精確農業，廣泛應用農業機器人，以提高資源利用率和農業產出率，降低勞動強度，提高經濟效率已成為現代農業發展的必然趨勢[2，3]。果蔬的采收方法有手工采收、機械輔助采收和機械化采收3種[4，5]，世界蘿卜的總產量為4 900萬t/年，其中中國680萬t/年，國內的采摘作業基本上都是手工進行的，收獲作業勞動強度大。隨著農業設施的發展和作業機械化的要求，對蘿卜種植模式要求也越來越高，種植、管理和收獲的勞動量也越來越大，亟需研究開發果蔬收獲機器人，實現果蔬的機械化、自動化與智能化收獲[6，7]，為此，通過對蘿卜種植與采收情況的調研，設計了一款蘿卜采收機械手，以期為蘿卜的自動化采收打下一定的基礎。
1 蘿卜采收機總體設計
根據蘿卜采收過程的特殊性，為了提升蘿卜采收的工作效率，所設計的是一種農業機械中的收獲機械手，由執行系統、驅動系統和控制系統組成，其組成示意圖如圖1。
2 蘿卜采收機械手關鍵部位機械設計
蘿卜采收機械手的關鍵部位主要包括：1）手爪部位。手爪部位的主要工作是對蘿卜進行抓取，為了減少手部由于慣性帶來的不平穩性，此部位采用回轉的形式，而手爪只用兩根手指代替；2）手腕部位。手腕是連接手爪部位和手臂部位的關鍵地方，其主要工作是調整蘿卜的方位，使蘿卜被抓的時候可以進行擺動和回轉，輔助蘿卜采收過程的連貫性；3）手臂部位。手臂部位的主要作用就是支承，在采收過程中帶動其他部件運轉，并按照采收要求將蘿卜搬運到指定的位置，設計時只需要實現手臂部位的升降與擺動即可。此次設計機械手應實現的功能：蘿卜的挖掘、被挖掘的蘿卜轉移到指定位置，圖2為機械手的機構形式簡圖。
2.1 機械手基本技術參數的選定
由于蘿卜生長的自然環境決定了蘿卜采摘過程中所需要的拔取力，故需要對不同地方生長的蘿卜進行采收力的測定。把細繩系在蘿卜的莖葉或者根莖部位，細繩的末端連接計力器材，多次讀取并記錄最大拉力。圖3為湖北省長陽和沙洋兩個地區分組測試蘿卜拔取力的試驗結果，現取5組數據平均值F=80 N，蘿卜重量約為0.5kg，故重力G=5 N，摩擦系數f=0.2，夾緊力N=0.5 G/f，得N=12.5 N。
機械手手臂上下行程為500 mm，手腕旋轉角度90°，手臂旋轉角度90°，按照循環步驟安排確定每個動作的時間，從而確定各動作的運動速度。各動作的時間分配要考慮多方面的因素，包括總的循環時間的長短，各動作之間順序是依序進行還是同時進行等[8]，此次設計各動作依序進行，為保證蘿卜的質量必須限制采摘速度及加速度，采摘速度初步定在小于1 m/s，此速度由各關節液壓缸流量控制保證。
2.2 機械手末端執行機構的設計
手部是用來直接握持蘿卜的部件，由于被握持蘿卜的形狀、尺寸大小、重量、表面狀況等的不同，根據實際要求，設計采用夾鉗式的手部結構。夾鉗式手部結構由手指、傳動機構和驅動裝置三部分組成，它對抓取各種形狀的物體具有較大的適應性，常見的傳動機構往往通過滑槽、斜楔、齒輪齒條、連桿機構實現夾緊或放松[9]。由于抓取尺寸約為90 mm×240 mm的圓柱體，故采用夾鉗式平面指形結構較為合適。
設計中機械手手爪在夾持蘿卜時，其夾握力分析簡圖如圖4。為了增大夾握力，采取以下兩種方法：①設計鏟刀角度170°，以增加手指和蘿卜的接觸面積；②增大手指和蘿卜間的摩擦系數，為此采用較寬手指與蘿卜接觸，故此處f取0.2，將上述數值代入得：
N=■G=■×5=12.5N 公式（1）
式中，N為夾持蘿卜時所需要的握力；G為工件重量轉化的重力； f為摩擦系數。
考慮到在傳送過程中還會產生慣性力、振動以及受到傳力機構效率等的影響，故實際握力還應按公式（2）計算[10]：
N實≥N?■ 公式（2）
式中，η為手部的機械效率，一般取0.85～0.95；k1為安全系數，一般取1.2～2.0；k2為工作情況系數，主要考慮慣性力的影響，按公式（3）估算[10，11]：
k2=1+a/g公式（3）
其中，a為抓取工件傳送過程中的最大加速度，g為重力加速度。
若取η=0.9，k1=1.5，k2按a=g/2計算，k2=1+a/g=1.5，則
N實≥N?■=12.5×■≈32 N 公式（4）
2.3 機械手腕部位的設計
機械手腕與機械手臂連接在一起，手臂運動結束后調整手腕的位置狀態，以此來提高蘿卜采收過程的拔取率。手腕部位的機械結構設計應該力求扎實緊湊，且轉動慣性小。手腕也是末端執行部位與機械手臂之間的橋梁，處于手臂部位的前端，手爪的末端，因此其承受載荷的性能直接關系到蘿卜的采收過程，在設計的過程中還要考慮其機械強度與剛度，并且要讓其布局合理。結合設計要求，設計出腕部位的結構如圖5，其為典型腕部結構中具有一個自由度的回轉缸驅動的腕部結構，直接用回轉液壓缸驅動實現腕部的回轉運動。
2.4 機械手臂部位的設計
機械手的手臂部位是實現機械手末端手爪進行大尺度位姿變換的關鍵部件，即把末端手爪部分移動到空間的指定地點。手臂部位的驅動形式主要有液壓傳動式和機械傳動式兩種，由于手臂部位的大尺度工作范圍，以及工作中也需承受腕部和手爪部位的動力載荷，而且其姿態調整的靈活性影響到機械手的定位精度，因此手臂部位采用液壓回轉缸的形式實現手臂的大尺度旋轉動作，如圖6所示的手臂結構，采用一個回轉液壓缸，實現小臂的旋轉運動。從A-A剖視圖上可以看出，回轉葉片用鍵和轉軸連接在一起，定片和缸體用銷釘和螺釘連接，壓力油由左油孔進入和右油孔壓出，以此來實現手臂部位的旋轉。
3 蘿卜采收機械手液壓驅動系統設計及PLC控制設計
3.1 液壓驅動系統的設計
從蘿卜采收的工藝過程可以得出，機械手運動的時候液壓系統中液壓油的壓力和流量不需要太高，設計使用電磁換向閥的液壓回路可以較好地提高采收過程的自動化程度。從降低供油壓力的角度來分析，機械手的液壓系統可以采用單泵供油，而手臂部位的旋轉和位姿的調整等相關機構采用并聯供油。為了防止多缸的運動系統在運動的過程中產生干涉和保證運動過程中實現非同步運動或者是同步運動，油路中的換向閥使用中位“O”型換向閥，夾緊缸換向選用二位三通電磁閥，其他缸全部選用“O”型三位四通電磁換向閥[12，13]。機械手臂位姿調整的過程中要求行程可變，在液壓缸的起動和停止的過程中也需要緩沖，但由于回轉缸內空間狹小，且回轉缸為小流量泵供油，故本系統沒有在回轉缸換向回路中采用緩沖回路，僅在大流量直動液壓缸中采用緩沖回路。
在上述主要液壓回路定好后，再加上其他功用的輔助油路（如卸荷、測壓等油路）就可以進行合并，完善為完整的液壓系統，并編制液壓系統動作循環及電磁鐵動作順序表，其中液壓原理圖如圖7。
3.2 PLC控制設計
為了讓機械手工作時可靠且有較強的穩定性，控制部分的設計思路是讓該機械手的部件順序動作，所以，在任一時間該機械手都只有一個部件被驅動，而各個部件的運動方式和運動范圍都是受其結構限制的[14，15]。PLC的狀態流程簡圖如圖8所示，機械手在自動運動狀態時每一個周期需要完成以下動作：蘿卜采摘開始時，機械手被設定在準備狀態，第一步為手臂下降；下降完成后，手爪扎入地下指定深度，進行第二步手爪夾緊；為完成挖蘿卜動作，手腕帶動手爪及蘿卜旋轉90°；完成上述動作后，機械手臂向上提升完成拔去動作；手臂擺動90°，以實現對蘿卜的轉移；最后手臂回擺，手腕回擺，機械手回到初始狀態。
4 小結
通過對機器人技術及機械手結構的分析，對蘿卜采收的過程進行了研究，確定蘿卜采收機械手的整體方案結構，設計蘿卜采收機械手的關鍵結構。蘿卜采收機械手能配合蘿卜采收機依次完成蘿卜的拔取、翻轉、轉位等動作，但該機械手在結構及工作性能的穩定性方面還需在田間進行試驗，控制方案有待根據不同地區的種植情況進行優化。
參考文獻：
[1] 方建軍.移動式采摘機器人研究現狀與進展[J].農業工程學報，2004，20（2）：273-278.
[2] 何 蓓，劉 剛.果蔬采摘機器人研究綜述[A].中國農業工程學會學術年會論文摘要集[C].北京：中國農業工程學會，2007.
[3] 趙 勻，武傳宇，胡旭東，等.農業機器人的研究進展及存在的問題[J].農業工程學報，2003，19（1）：20-24.
[4] 高煥文.農業機械化生產學（上冊）[M].北京：中國農業出版社，2002.
[5] 李寶筏.農業機械學[M].北京：中國農業出版社，2003.
[6] 劉小勇.番茄收獲機械手機構分析及雙目定位系統的研究[D].哈爾濱：東北農業大學，2006.
[7] 李增強，章 軍，劉光元.蘋果被動抓取柔性機械手的結構與分析[J].包裝工程，2011，32（15）：14-17.
[8] 李建新.可編程序控制器及其應用[M].北京：機械工業出版社，2004.
[9] 姚璐璐.陸地鉆機立柱式鉆桿排放系統設計[D].蘭州：蘭州理工大學，2012.
[10] 陳 紅.氣動機械手系統設計[D].長春：長春理工大學，2010.
[11] 天津大學《工業機械手設計基礎》編寫組.工業機械手設計基礎[M].天津：天津科學技術出版社，1985.
[12] 王 敏，王 華.PLC在液壓實驗臺上的應用及仿真程序設計[J].長春工程學院學報（自然科學版），2002，3（3）：57-59.
[13] JIMENEZA R，CERES R，PONS J L. A survey of computer vision methods for locating fruiton trees[J]. Transactions of the ASAE，2000，43（6）：1911-1920.
機械手設計范文2
【關鍵詞】后定位器機械手；氣動技術；機械結構；PLC控制
一、緒論
日照某公司沖壓車間，現有一臺xxx型沖床，專門用于生產后定位器部件。目前生產采用手工上料、手工壓緊、沖壓后半手工卸料。這種生產方式導致了該沖壓件的生產質量很大程度上取決于操作人員的技術水平，且存在較大的安全隱患。
根據山東水利職業學院和該公司沖壓車間合作，進行后定位器部件彎曲沖壓沖床的自動上料技術改造。解決該沖床的，生產效率低，安全防護差，人員依賴強的缺點，實現設備的全自動，高效，安全運行的目的。
二、后定位器機械手系統的總體思路
（一）主要技術參數
后定位器機械手采用光機電氣一體化技術，針對后定位器部件彎曲組裝工序進行的技術改造，實現工件毛坯的自動上料與卸料。通過調研現場沖壓機床的安裝布局，發現后定位器機械手的結構除滿足沖床的工作行程外，還要滿足現有的模具空間要求。
后定位器機械手的主要要求如下：
工件不允許被磁化。
工件表面不允許被劃傷。
保證坯料被放到正確的沖壓位置。
生產效率比目前的手工操作要高。平均19件/分，約為目前純人工上料操作的1.46倍。
運行安全可靠，能耗低，噪音小，綠色無污染。
實現后定位器機械手的自動控制。
（二）后定位器機械手系統整體框架
后定位器機械手主要由控制系統，驅動系統，執行機構和檢測裝置四大部分構成。其中，執行機構分別是完成工件上料、送料、卸料的帶有接料盒的氣動導軌、氣動真空吸附機械手、提升板和推板。本設計是由氣壓來進行驅動。控制系統是以PLC為核心的控制器?？刂葡到y采用閉環控制系統，保證了系統的精度。
綜上所述，機械手控制系統整體框圖1如下：
（三）后定位器機械手系統總體設計
當安裝在沖床上的凸模開始向上運動做返回行程時，上料裝置的氣動吸盤迅速從帶有送料板的氣動導軌上吸取坯料，然后氣動裝置，沿雙向導軌快速運動，通過行程開關使坯料能夠準確到達沖床模具的沖壓位置。吸盤將坯料放到沖壓模具的凹模上時，通過六個定位銷進一步定位，并且，吸盤運動到使坯料接觸凹模上表面后才松開坯料，這樣保證了坯料能夠放平，準確地定位。在坯料到達模具沖壓位置之前，安裝在送料裝置前端的卸料裝置已將上一個已加工好的工件推到卸料槽內，工件靠重力滑落到工件箱內，自行完成卸料。
系統的主要特點如下：
1.采用無損、無磁化的柔性多功能真空吸盤抓料手；
2.采用雙軌導向、重力落料的自動定位貯料裝置；
3.采用高精度的雙導軌導向機構，確保取料、送料和放料的精度；
4.通過取料板上的特制模腔與貯料裝置的準確配合，實現料片的連續、準確、單一的提取。
5.系統具有自動檢測料片有無報警裝置，并且可以實現準確定位。
（四）后定位器機械手系統組成
后定位器機械手主要由機械機構與控制系統兩大部分組成，如圖2所示。機械機構主要包括取料裝置與卸料裝置，如圖3所示?？刂葡到y采用PLC技術，通過自動控制裝置，使各種裝置按照一定的順序和時間間隔發生動作?？刂扑土系臅r間與沖壓行程之間的滿足規定的協調關系，保證一定的生產率和運動時間的準確性，不允許有超前或遲滯現象。
1.上料機構設計方案
后定位器機械手的送料機構主要由取料裝置與送料裝置組成。其中，取料機構用來完成坯料的單一提取，送料裝置完成坯料的吸取、坯料的輸送與定位工作。取料裝置完成每次從坯料盒中自動取下一件坯料，并通過導軌傳動和行程開關的作用，將坯料停放在吸盤的工作位置。然后送料過程開始，通過送料裝置，將坯料準確輸送到沖壓工作位置，為沖做好準備。如圖4所示。
2.取料裝置設計方案
取料裝置，主要由氣動裝置、坯料盒（貯料裝置）、接料盤、導軌、限位裝置等部分組成。通過取料裝置把料片送到周轉工位。
由于料片的不規則，最終確定了取料裝置的機械設計。它主要由坯料盒（貯料裝置）和帶接料盤的取料板兩部分組成。
三、PLC控制器的設計原則及其選型
（一）PLC的型號確定
本文中機械手控制系統選用的是S7―200系列中的CPU224的型號。該型號PLC集成的數字量輸入/輸出為14入10出共24個數字量I/O點，可以很好的滿足本設計控制系統中的11個輸入9個輸出共20個數字量的要求。
（二）PLC控制器的I/O點分配
根據機械手動作流程分析及PLC的I/O點數，可以確定電氣控制系統的I/O點分配，根據I/O點分配表可以畫出PLC的外部接線圖如圖6所示。
（三）后定位器機械手控制程序設計
1.控制流程圖設計
采用PLC對機械手進行控制，首先要明確機械手的工作要求和運動規律，當機械手的動作流程發生改變時，只需要改變PLC程序即可實現。按照機械手的控制要求，合理畫出機械手的運動流程。設定取料板到達坯料盒下方的位置（進行取料的位置）為取料終止位、取料板到達上料手取料的位置為取料初始位、上料手要進行下降吸料的位置為上料初始位、上料手要進行下降放料的位置為上料終止位、上料手上升停止的位置為上限位、上料手下降停止的位置為下限位，后定位器機械手控制主流程圖如圖7所示。
2.PLC程序設計
后定位器機械手控制系統的主程序設計如圖8所示，其中包括取料板取料復位子程序，上料手復位子程序，上料手送料子程序。
四、結論
本文綜合利用光機電氣數一體化技術，采用數字化軟件及虛擬樣機設計技術和PLC控制技術，完成了后定位器機械手系統的設計與研發。設計開發的后定位器機械手系統具有技術含量高，制造成本低，設備的附加成本低，安全、節能、環保等優點。通過后定位器機械手的現場安裝調試，無需對現有的車間設備布局進行調整，無需對現有的沖壓機床設備進行結構改變，提高了生產率，實現了沖壓生產的自動化水平，提高了定位精度，降低了企業制造成本。
參考文獻：
[1]劉淑英，張明路，丁成君. 計及柔性的移動機械手動力學建?，F狀與展望.河北工業大學學報.2009（1）.
[2]袁森，肖軍，羅衛東. 基于PLC的機械手控制系統設計.煤礦機械.2009（5）.
[3]趙美寧，王佳.自動供料機械手的PLC 控制系統設計[J].液壓與氣，2007，9.
[4]陳志權.基于PLC氣動機械手的控制系統[J]. 兵工自動化，2008（4） ： 83～84.
[5]齊進凱.氣動機械手的結構設計、分析及控制的研究[D].上海：東華大學，2006.
[6]張應金.PLC在機械手搬運控制系統中的應用[J].自動化博覽，2008，2.
[7]吉順平，孫承志，路明，等.西門子PLC與工業網絡技術[M].北京：機械工業出版社，2008.1.
[8]常曉玲.電氣控制系統與可編程控制器[M].北京：機械工業出版社，2004.170～226.
作者簡介：
機械手設計范文3
【關鍵詞】氣動機械手；氣缸；優化設計；PLC
0 引言
煉膠生產線一般包括上輔機（包括膠料、粉料和油料的稱量及投送系統）、膠料混煉設備（密煉機）和下輔機（膠片擠出、冷卻和稱量系統）三大部分。由于密煉機和下輔機之間的膠料需循環返回多次精煉的要求，而氣動機械手是傳遞機構中的重要部分，通過夾持機構將物料從某一位置和方位，按一定運動軌跡傳遞到另一位置和方位，且是以空氣為介質，具有使用、維修方便、安全、可靠、成本低、壽命長等特點，采用氣動方式控制機械手機構被很多場合所采用[1]。設計氣動機械手的原則是：充分分析作業對象的作業技術要求，擬定最合理的作業工序和工藝，并滿足系統功能要求和環境條件；明確工件的結構形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運時的受力特性、尺寸和質量參數等，從而進一步確定對機械手結構及運行控制的要求。
1 氣動機械手的工作原理
圖1 氣動機械手的運動示意圖
圖2 氣動機械手工作流程圖
如圖1所示，此氣動機械手具有兩個弧線升降運動，一個旋轉運動和一個直線運動的自由度，將煉膠機的出料搬運至左側或右側的煉膠機上。機械手的動作除了左右旋轉應用電機控制之外，其余全部動作由氣缸驅動，氣缸由電磁閥控制，整個機械手在工作中能實現上升和下降、左轉和右轉、夾緊和放松的功能，是目前較為簡單的、應用比較廣泛的一種氣動機械手。
在主臂立柱底座上安裝電機以便控制其回轉自由度。小臂a與主筆立柱之間用氣缸A控制連接，以便控制小臂a的弧線升降。在小臂a與小臂b之間采用氣缸B連接，以便控制小臂b的弧線升降，在小臂b和夾持機構之間采用氣缸C連接以便當小臂運動時夾持機構在氣缸C的作用下能保持平穩的運行和垂直度，氣缸C的充放氣特性以及運動軌跡根據氣缸B和A的充放氣特性來決定。夾持機構的開合和夾緊由氣缸D控制。將氣動機械手的零點（原始狀態）定為開始工作位的回轉限位、升降限位、伸縮限位及放松狀態。氣動機械手為實現移料動作，需要完成如圖2所示的工作流程圖。
2 氣動機械手氣動回路的構成及原理
氣動回路主要是由氣源、各種控制閥以及執行氣缸等組成，下面介紹回路的關鍵部件-執行氣缸。
執行氣缸包括連接主臂立柱和小臂a的氣缸A，連接小臂a和小臂b的氣缸B，連接小臂b和夾持機構的氣缸C，以及控制夾持機構的氣缸D。由于不同的氣缸控制不同機械結構，其輸出力也不同，所以四種氣缸的型號也不同。同時要求氣動機械手能夠在升降過程中任意位置實現精確定位，精度要求為 1mm以內。由負載性質及氣缸運動速度選定負載率β值，即可求出所需的氣缸理論輸出力P=F/β。
氣缸D所控制的夾持機構和物料最大重量約為50kg，氣缸C所控制的最大重量約為55kg，氣缸B所控制的小臂b的最大重量約為70kg，氣缸A所控制的小臂a的最大重量約為80kg。
一般來說，氣缸可以保證起點和終點的定位精度，因此，對于夾持機構Z軸方向的定位，應用一般的氣缸就可以保證其定位精度和使用要求。而對于小臂a和小臂b的升降精度要求，則可以使用 SMC公司一種新型CEI型氣缸，在結構上增加了位移傳感器件，使之與氣缸渾為一體，整體結構緊湊合理，設計新穎，提高了氣缸位移監測的性能，CEI型氣缸在杠桿的兩側刻有細紋磁柵，當氣缸左右移動時，位移傳感部分將以雙向脈沖方波形式輸出能夠實現中間任意位置的定位[4]，而且其定位精度可達到1mm以內，因此，應用上述氣缸可以滿足小臂a和小臂b的升降定位精度的要求和使用要求。根據以上原則和條件，詳細選型見下表1。
表1
總體氣動系統原理圖如圖3所示。氣源首先經過濾減壓閥處理，通過相應的電磁換向閥后進入各個氣動執行元件。
圖3 氣動系統原理圖
1、2、3、4―2位5通雙電控電磁閥；5―氣源處理組件；6―氣罐
3 氣動機械手控制系統配置
根據機械手運動仿真方案，機械手的循環動作依次為：上升正轉下降伸出夾緊上升反轉放松縮回反轉下降下一循環。為了根據實際工作環境確定機械手工作時磁性限位開關的位置并調試機械手，對機械手的每一動作設定一個手動控制按鈕。同時，為了保證氣動機械爪工作時，整個機械手只能執行其一個動作，需要在程序上設計互鎖功能。氣動控制系統一般由控制器，電―氣控制元件、氣動執行元件、穩壓氣源、傳感器和接口電路組成[2]?？刂破饕话阒赣嬎銠C、單片機或可編程控制器等控制器件，氣動執行元件常用的有氣缸、氣爪、控制閥等，傳感器一般指位置傳感器、速度傳感器和加速度傳感器，接口電路指控制器與控制元件、控制器與傳感器之間的接口[3]。
氣動機械手有兩種控制方式：操作面板控制和個人計算機控制，兩種控制方式均以 PLC 為主要控制模塊，其中個人計算機控制要求 PLC 與上位機實現有效通訊，通過上位機程序的改變來實現 PLC 程序的更新與運動參數的變化。為了實現氣動機械手操作面板控制和個人計算機控制兩種操作方式，擬采用PLC 為下位機，PC 機為上位機的控制模式，PLC 與 PC 機之間通過 RS232 協議實現通信，完成控制過程中的數據交換[5]?？删幊炭刂破鞯某绦蜻\行方式是循環掃描方式，而非順序方式，因此任何一個氣缸在條件滿足后即開始動作，在機械手運行中遇到突然停電時，可以關閉氣源，對工件進行處理， 來電后重新初始化各項個元件與程序。
我們所要控制的系統中，有8個行程開關信號、一個按鈕開關信號、一個由定位系統動作結束發出的信號共10個輸入點，因此我們選用了西門子S7-200系列CPU224型號PLC，它有14路數字量輸入點和10路數字量輸出點，具有體積小、處理數據和通訊能力強、存儲器容量大等優點?；疚徊紶栠\算執行時間為0.22μs，用戶存儲器容量SK字節[6]。而且它還具備6路30kHz單相高速計數器和2路20kHz高速脈沖輸出可以分別用來接收旋轉編碼器信號和直接控制步進電機運行。有模擬量輸入/輸出模塊、高速計數器模塊、位置控制模塊、數據輸入/輸出模塊、通信模塊等，可以實現模擬量控制、位置控制和聯網功能，在功能上完全滿足了控制系統的要求，并留有一定數量的FO通道作為照明電路和其它儲備用途。
圖4 控制系統組成簡圖
4 結論
本文主要研究了氣動機械手的執行機構和驅動系統的原理并進行了設計，采用氣動驅動作為機械手的驅動方式，通過分析設計執行氣缸及其控制閥等模塊，以滿足相應的動作要求，根據氣動機械手的功能要求繪制了機械手的控制系統流程圖，使機械手能實現多點連續的控制，同時分析氣缸C和氣缸B的充放氣特性，以便優化兩者的先后動作，再結合S7-200可編程控制器，使氣動技術在順序動作的邏輯控制系統的優點得到充分發揮。
【參考文獻】
[1]陳啟復.氣動技術現狀與展望[M].液壓氣動與密封，1992（1）：12-18.
[2]聶彤.多機械手氣動系統的設計方法[J].液壓與氣動，2001（3）.
[3]齊進凱.氣動機械手的結構設計、分析及控制的研究[D].東華大學，2006：45.
[4]楊振球.簡易型精確定位氣動機械手的研究及應用[D].華中科技大學，2006： 11-12.
機械手設計范文4
[關鍵詞]弧面分度凸輪機構；逆向設計；運動仿真
中圖分類號：TP241 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2017）06-0156-02
前言：弧面分度凸輪機械手是一種基于弧面凸輪機械結構的間歇進行分度的裝置。能夠按照生產工藝的要求進行自動的進行傳送，裝卸，升降，提取，裝配，焊接，鉆孔，堆垛，檢測等任務。尤其是在高溫高壓粉塵噪音及帶有高輻射的環境中使用更佳。其主要特點是結構緊湊，工作效率高，壽命長，精度高，適用于汽車制造，包裝，電子，醫藥等行業，使用前景極佳。
1.弧面凸輪機械手的設計原理及方法
1.1 弧面凸輪機械手的運動形式
根據適用場所的不同，弧面凸輪機械手的運動方式也不同，一般情況下，弧面凸輪機械手要搬運物品，要求手臂要能夠進行提升和轉動的運動，所以弧面凸輪機械手的運動由這兩者復合形成，主要有從動件來實現。所有的運動類型都是由圍繞著固定軸的轉動和軸向垂直的方向運動復合而成的，在現實的工作生活中還要求弧面凸輪機械手能夠實現手臂的伸長與縮短[1]。
1.2 弧面凸輪機械手的結構
在初步設計結構類型的過程中，主要要考慮以下情況：
（1）能否完美的滿足原有既定的工作模式，如工作效率，運動形式等問題。當弧面凸輪機械手圍繞現代整體設計結構進行旋轉運動，系統運動結構將實現整體運動旋轉結構的運動結構逐步優化，并建立起機械運動結構，不同的機械加工運作模式，實現現代加工技術逐步實現綜合技術的工作模式的工作循環，為了保障弧面凸輪機械手的運作效率，應當從保障弧面凸輪機械手的運動靈活性增強，機械運作的整體的結構可以控制在合理有用功大于無用功的均衡分配上，多元化的弧面凸輪機械手的機械運動效率推進現代機械運轉的效率，保障機械運作的整體機械加工運作速率。
（2）能否對工作條件有完美的滿足，如工作環境，工作內容，制度以及可靠性等。為了對弧面凸輪機械手的工作條件進行初步判定，操作者可以實施弧面凸輪機械手的工作環境初步檢驗，例如：機械加工技術環境，必須實現加工機械技術的外部環境滿足機械加工旋轉運行的需求，保障輸入軸和連桿設計符合弧面凸輪機械手的運動需求；從弧面凸輪機械手的加工內容來看，弧面凸輪機械手的零件加工一般都具有精密性特征，我們在進行零件加工的過程中，保障加工弧度與弧面凸輪機械手之間達到尺寸合理，零件加工結構上突出其存在的最佳加工狀態，為現代零件加工提供了更加完善的加工設計需求。
（3）結構方面的要求，其中包括結構的復雜性，緊湊性，為了完成某些任務零件的拆卸是否方便等?；∶嫱馆啓C械手的工作設計是由圍繞著固定軸的轉動和軸向垂直的方向運動復合而成的，弧面凸輪機械手在實際機械加工中的的應用，其工作效率不僅與弧面凸輪機械手的旋轉速率具有一定的關系，同時弧面凸輪機械手的做功速率還要求弧面凸輪機械手能夠實現手臂的伸長與縮短，弧面凸輪機械手的做功手臂的長短，實質上也受到杠桿原理的影響。當手臂加長，則弧面凸輪機械手的運行的旋轉速率加大，但整體速率性的運行過程和運行時間延長，弧面凸輪機械手進行機械加工的速率就會大大增加，新型運動結構所做功的多少則會受到影響，不同的機械運作結構帶來的機械加工速率則會隨著杠桿原理設計進行?；∶嫱馆啓C械手零件加工的速率性發生做功要求的變化。
（4）維護方面，是否便于維護，發生故障的幾率為多少等。從弧面凸輪機械手的日常維護角度進行分析，弧面凸輪機械手的運作主要是機械輸入軸和機械連桿做重復運動，我們進行日常中，要及時對弧面凸輪機械手的連接桿與輸入軸的連接處進行，這樣可以減少弧面凸輪機械手運作時機械輸入軸與連桿之間的摩擦力，保障機械運作的速率，同時做好弧面凸輪機械手的檢驗，也可以保障機械零件加工的運行效率，及時對磨損嚴重的零件進行維護和更換（圖1）。
（5）經濟方面，能否保證經濟消耗最小化，造成的生產效率最大化，使其最大限度的為使用者帶來效益。為了進一步增加發揮弧面凸輪機械手在現代機械加工生產中的作用。我們應當在弧面凸輪機械手的應用技術上進一步開發，提升弧面凸輪機械手的零件加工效率，提升零件加工的資源應用率，從而實現現代機械零件加工可以發揮工作效率，促進現代機械加工的經濟利益，滿足機械零件的市場需求。
2.主要零件及附件的設計
2.1 連桿的設計
下面以其中一個桿為例介紹其設計，可對右圖來進行參考。水平凸輪的正常轉動從而帶動與其相接觸的滾子，而滾子和從動盤連同連桿之間有著相對的位置關系，其關系為：L子通過擺動使連桿也相對擺動，依靠連桿的末端所連接的滾子以推動滑塊從而實現在輸出軸上的水平運動。連桿主要受的力是彎矩，故將XOZ截面設計為圖2左邊的形式。因為這樣的設計可以承受較大的彎矩力。連接靠大端的所銑平面上的四個Φ7.2的孔用M6螺釘加以固定在從動盤上。而小端中有Φ24的孔，這是為了提高精確度，延長使用的壽命，從而便于更換在孔中設計有軸套[2]。
2.2 滾子的設計
在弧面凸輪機械手的設計中對滾子要求也較高，要求滾子不光要有較為準確的定位，并且還要求摩擦小、轉動靈活、便于等特點。在這里自然想到了用滾動軸承，卻又發現單個定做成本一定過高，并且不能保證其精度。通過查閱大量的資料之后發現，舉例說明：上海某軸承廠所制造的一種專用軸承與此相似。只需要對此稍作改動，就可完全滿足本設計的需要。詳細可見右圖所示。這個滾子在滾子的外圈采用滾輪的形式，用栓軸代替了內圈，這兩點使設計合理，結構緊湊[3]。
2.3 輸入軸的設計
這個弧面凸輪機構通過與減速機相互連接的電動機傳動進行傳動運動。在軸徑兩端為Φ40，這里為了簡化結構所以在軸承處軸承亦采用Φ40，在考慮到軸上有一定的軸向載荷的情況下，可采用的圓錐滾子軸承為GB/T297-199430208型。為了安裝方便選擇采用面對面的安裝。同時為了使凸輪能合理的完全靠在軸的軸肩處，所以在軸肩處設計了合理的砂輪越程槽，這里的尺寸為2×1.5。在軸上要安裝的零件有水平凸輪、提升凸輪以及聯軸器，所以軸上設置了鍵槽，這里均采用GB/T1096-1979的普通平鍵，由于b×h=12×8所以三個長度分別為80、63、50mm。在軸上的兩個凸輪可通過螺母進行固定。這里的軸用45鋼進行加工，在調質處理后的硬度應為HRC45～48。從動軸所具有的結構比較簡單，詳細可見圖3[4]。
3.擺動期運動規律的選用
3.1 弧面凸輪機械手的運動特點
為保證弧面凸輪機械手的準確性，能夠可靠地進行抓取提升和平移等工件?；∶嫱馆啓C械手應具有以下運動的特性：
（1）精度高：要擁有更好的準確性和進行工作時的效率，就要求弧面凸輪機械手必須擁有極高的精準度，以便完成更多的具有一定難度的工作，適應多種工作環境以及工作狀態。例如：弧面凸輪機械手進行機械加工中，實施機械加工零件的關鍵性抓取，并使零件處于平鋪狀態，零件加工設計的各個部分與零件加工各個部分之間形成了良好的零件平面吻合，從而保障機械零件加工的運動平面處于同一水平狀態，實現現代零件加工技術逐精確性、穩定性加工。
（2）運動的平穩性：在進行很多高精度工作的時候都要求弧面凸輪機械手具有穩定的運動，以免出現對要求的精準度高的工作造成破壞以及對生產造成不必要的損失。盡量不引起由于慣性造成的位移。
3.2 常用的運動規律
凸輪機構的運動規律目前為止已多大三十余種，足夠多種不同場合的生產需要。例如如等速度曲，簡諧曲線等運動曲線。但是在進行生產的過程中出現較高要求的情況下，就必須考慮其所具有的較高的運動學的特性，從而對其運動中的特性進行合理的改造，改善凸輪的特性常用方法之一是采用高次多項式將數條基本曲線一一連接起來。
（1）修正等速運動規律是由對等速度的曲線修正而得到的，也就是在等速曲線的兩端各自加一段經過組合而成的簡諧曲線作為過渡曲線，從而保留了等速曲線的部分優點，同時克服了這兩端運動曲線不連續的缺點。此方式大多用于所需要速度很小或必須進行等速運動的那部分的凸輪的從動件進行的運動規律，此方法多用于需要低速重載的場合，而并不適合中速和高速。
（2）修正梯形運動規律是通過對于修正等加速度曲線的進一步修正而得。是能夠針對等加速度運動規律和加速度曲線在作用力的兩端和中間不連續而且是存在有躍度趨向無限大這種缺點，在相應的不連續部分分別加入了一段簡單的簡歇曲線對其進行過度。從而使加速度和存在的躍度曲線相互連續起來，從而克服了不連續造成的缺點。這個方法可以用于中速輕載甚至中載的場合。
（3）修正正弦運動規律是相對余弦曲線的結果。就是指在余弦曲線的兩個端點各自加上一段經由正弦曲線作為過渡而形成的的曲線，從而保留了速度較小的優點，同時又克服了在兩端加速度方面不連續的這種缺點。相比較前兩種運動規律來說，修正正弦運動曲線的突出優點是速度較小，綜合來講性能很好，通用性更強。通暢用于中速情況，尤其是在負載尚不明確的情況時，這種曲線最為保險。
結論
在進行弧面凸輪機械手的研究過程中，要勇于創新保證其能夠更好地被投入生產使用中，為社會的發展更好的貢獻出力量。
參考文獻
[1] 張文光.弧面分度凸輪機械手設計與仿真分析研究[D].集美大學，2014.
[2] 侯喜林.弧面分度凸輪機構參數優化設計和仿真[D].蘭州理工大學，2012.
機械手設計范文5
關鍵詞：光盤庫，機械手，驅動控制系統，電機;
Abstract：Optical disk library manipulator driving control system is a key component of optical disk library system， the jukebox manipulator driving control system is designed and implemented， using STC12C5628AD Series MCU system as the control core， using L293 and the drive circuit to achieve control of the manipulator drive motor. According to control program flow design，through driving control experiment， the results show that the system realize the rise， manipulator， left， right， down， or gripper catch disc functions， speediness and stability can meet the performance requirements of optical disk library manipulator， has some practical significance to enhance the level of the domestic disc library research and application.
Key words：Optical disk library; Manipulator; Drive control system; Motor
引言
光盤庫是以光盤作為存儲載體的高可靠性的海量、安全機電一體化近線存儲設備，對海量光盤數據進行集中管理，其主要由機械手、光盤架和光驅（CD-ROM驅動器）三部分組成。光盤庫廣泛地運用于煤礦監控系統，作為數據存儲和備份的重要方式，它利用機械手從機柜中選出一張光盤送到驅動器進行讀寫。光盤庫可通過光纖通道或 SCSI 端口與服務器相連，光盤驅動器則通過自身接口與主機交換數據。當用戶要訪問光盤庫時，首先，由機械手將驅動器中的光盤取出并放置到光盤架上的指定位置，為光盤騰出位置，然后，再從光盤架中取出所需的光盤并送入驅動器中。
關于光盤庫，國外進行了大量的研究與應用，技術相對領先，但由于技術保密等因素限制，相關研究文獻很少，國內從事光盤庫產業的公司主要有廣州影達影像設備有限公司、上海美佳達計算機工程有限責任公司、福特瑞斯（北京）科技有限公司、北京鴻瑞智達科技有限公司等，但國內光盤庫的起步較晚，他們中大多是外國公司的國內，即銷售國外光盤庫產品，而真正從事光盤庫研發的公司很少[1]。
除了光盤驅動器以外，光盤自動換盤機構即機械手要保證安全、高速、準確地將光盤片從庫中取出并送入空閑的指定光盤驅動器中，是整個系統中關鍵的執行機構。另外，光盤庫數據的平均訪問時間比磁帶和磁盤高很多，磁盤的平均尋道時間在毫秒級，顯然光盤庫的機械手已經成為光盤庫系統的性能瓶頸[2][3]。因此，對光盤庫機械手控制系統進行設計、開發具有較重要的現實意義，本文設計的機械手將裝、卸盤片的功能設計在一起，在主控制電路設計上，將機械手控制、定位檢測部分和光盤驅動器中的光頭控制部分結合在一起，由一片單片機控制。
1 機械手驅動控制系統設計
要實現機械手所期望實現的功能，機械手的各部分之間必然還存在著相互關聯、相互影響和相互制約，它們之間的相互關系構成機械手控制系統的控制原理，如圖1所示。
控制系統使用宏晶科技生產的STC12C5628AD系列單片機作為控制核心，擴展了必要的電子元器件。主機通過TTL-RS232電平轉換實現與上位機通信，并和從機保持交換數據。接口板模式下根據上位機傳來的指令設置輸出，把檢測到的數據送到上位機。
1.1 電機驅動控制。機械手各活動部件采用直流電機驅動，單片機發送的控制信號經過功率放大，轉換后，控制直流電機轉動與停止，各個電機的協調轉動。設計的光盤庫機械手共需4個直流電機，每個電機上均配有變速箱。一個控制上下移動的大電機額定電壓為9V，功率為2.4W;另三個小電機額定電壓也為9V，功率為1.1W，分別控制中間支點部分的旋轉、機械臂的伸縮和機械手抓放物體。
電機驅動控制電路如圖2所示，采用L293及驅動電路實現對電機的驅動控制。L293將2個H-橋電路集成到1片芯片上，這就意味著用1片芯片可以同時控制2個電機[4][5][6]。H-橋電路的輸入量可以用來設置馬達轉動方向，使能信號可以用于脈寬調整（PWM）。另外，每1個電機需要3個控制信號EN12、IN1、IN2，其中EN12是使能信號，IN1、IN2為電機轉動方向控制信號，IN1、IN2分別為1，0時，電機正轉，反之，電機反轉。選用一路PWM連接EN12引腳，通過調整PWM的占空比可以調整電機的轉速。
1.2 位置檢測。初始位置檢測利用主機的P2.2、P2.3、P2.5和P2.6使各部分碰到行程開關，即達到指定位置后斷開;INT0和INT1中斷來進行位置檢測;P1.1-P1.4引腳為電機驅動輸出，最后通過P1.0-P1.3口對電機電流進行檢測，判斷是否堵轉。
本設計限位行程開關安放在機械手的四個運行方向上。限位行程開關在沒有觸碰時信號處于低電平狀態。當機械手運行時，觸碰到限位行程開關，信號處于高電平狀態。單片機采集到限位行程開關的高電平信號，發出指令，使機械手停止運行，并進行下一個動作。計數行程開關安裝在齒輪旁邊，計數行程開關在沒有觸碰時信號處于低電平狀態。當電機轉動時帶動齒輪轉動，計數行程開關被觸碰處于高電平狀態，齒輪每次觸碰，單片機記下一個高電平信號，因此只需記錄下行程開關的觸發次數即可知道電機的轉數，從而可控制手臂在垂直方向的位置。
2 控制系統調試
光盤的入庫及出庫是光盤庫自動化管理的一個重要方面。光盤入庫和出庫不僅僅限于光盤的正確插入和抽取，還包括數據庫信息的同步更新，保證光盤庫和數據庫內容的一致，從而準確地返回客戶端請求。光盤正確入庫和出庫減輕了人工操作的負擔，保證了系統正常運行，是光盤庫自動化管理的重要組成部分。通過按鍵或者上位機遠程控制，實現機械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盤、放盤等功能，控制程序流程圖如圖3所示。
在某個Linux終端向機械手服務端循環發送取盤、放盤指令，使機械手滿負荷運行。經測試，該系統平均無故障時間大于30萬次，換盤時間最長為7秒，具有運行速度快、工作穩定等特點，如表1所示。
另外，將光盤插入光盤庫后，請求光盤的內容，機械手能正確地定位到光盤，并將請求的文件拷貝到本地光盤正確出庫，再次請求光盤內容，提示光盤不在光盤庫中。
3 結語
本文對光盤庫機械手驅動控制系統進行了設計與實現，控制系統采用STC12C5628AD作為控制核心，采用L293及驅動電路實現對電機的驅動控制。按照設計的控制程序流程進行驅動控制實驗，實驗結果表明本系統實現機械手的上升、下降、左移、右移、手爪抓盤、放盤等功能，快速性和穩定性能夠滿足光盤庫機械手性能的要求。本項目是對光盤庫系統實際開發工作的一次嘗試，對提升國內光盤庫的研究、應用水平有一定的現實意義。
參考文獻：
[1]馬曉銘，馬維華.光盤庫嵌入式主控系統[J].計算機系統應用，2011，20（6）：21～24.
[2]劉炫.網絡光盤庫的應用性能研究[D].清華大學，2007：1～20.
[3]張帆.基于 NAS的光盤庫系統嵌入式控制器的設計與實現[D].華中科技大學，2004：1～30.
[4]李榮學，游少華. 機械手單片機控制系統設計[J]. 制造業自動化，2013（6）：46～51.
[5]楊健， 朱瑞祥等. 基于單片機齒輪熱模鍛機械手控制系統設計[J]. 機械設計與制造，2012（7）：182～184.
機械手設計范文6
關鍵詞：并聯機械手 三菱QPLC QD75 視覺分析
1 引 言
機器人可以代替人類進行很多繁重和危險的工作，是過去數千年一貫的夢想。人類進入二十一世紀以后，現代科技飛速發展，讓機器人逐漸由夢想變為現實?，F在機器人已經成為信息和自動化行業蓬勃發展的一個重要領域。機器人從結構上可以分為串聯機器人和并聯機器人兩類，串聯機器人具有工作空間大、操作靈活等優點，雖然在工業生產中得到了應用，但是它也存在承載能力低、動力學性能差和關節誤差累積等缺點。在實際應用中需要機器人具有高的承載能力、良好的動力學性能以及高精度等要求時，這就迫切需要有另外一種機械結構形式的機器人可供選擇。在這種情況下，并聯機器人就應運而生了。并聯機器人與傳統的串聯機器人相比，并聯機器人具有運行速度快、承載能力強、高柔性化、精度高以及慣性小等特點，因而在航天、航空、航海、機電工業、醫療器械、微型微動機械等方面得到了廣泛的應用。
并聯機械手由于其諸多的優點成為現在研究領域的熱點，由于其運行速度快、承載能力強、高柔性化、精度高以及慣性小等特點，已在航天、航空、航海、機電工業、醫療器械、微型微動機械等方面得到了廣泛的應用。PLC的控制使得并聯機械手的運動軌跡和控制更加的科學化、人性化。可自動按程序完成工件的檢測、抓取、放置、按照設定的軌跡進行工作，保證了伺服電機、主軸、從動軸等各執行構件的動作相互協調，系統運行可靠。
2硬件方案設計
本文設計的并聯機械手主要由三條主動臂、三條從動臂和上下兩個平臺組成，每條主動臂上由一個伺服電機驅動，一個鋁制主動臂和一組碳棒組成的從動臂連接，兩個平臺也分別是用鋁材料打造而成。三個伺服電機固定在主平臺上，電機與鋁制主動臂是通過鍵結構連接，該結構使電機與主動臂聯為一體，主動臂另一端同從動臂連接，從動臂與動平臺框架連接。當機構圓點回歸運動時，主動臂末端連接的三個伺服電機同時作用于動平臺，這樣就可以讓動平臺位于固定的一點，全部結構由三維建模軟件SOLIDWORKS設計并仿真，在完成仿真后進行分零件加工。并聯機械手運動機構的三維模型圖如下圖1所示。
當機構需要對物體進行抓取時，則需要伺服電機同時輸出不同的脈沖數，進而帶動整個機構到達指定位置。動平臺框架上可以根據生產中的實際需要來安裝不同形式的抓手。本文為了實現對不同形狀鎳鐵合金物體的抓取，采用了電磁鐵，用于拾取工作臺內的鎳鐵金屬物件（例如螺絲，螺帽，硬幣等），體現機械手整體的靈活性、精確度而選擇，為了不影響吸取周圍的金屬物件，吸盤的周圍增加了緩沖套，為了能吸到物件偏離而設計，也可以防止吸到其他的物件，選擇吸盤不止可以金屬分類，也可以對金屬和非金屬的雜物進行篩選。在動平臺不但可以裝電磁鐵，也可以和切割、畫圖、掃描等功能多元化結合，可以拓展的功能多種多樣。
為了進行視覺信息的采集，本機構中采用了攝像頭模塊，其分辨率為320*640像素，視角為75度廣角鏡^，主要功能是捕捉工作臺上的物件位置外觀，可以附件工作錄像、實施拍照等功能，增加攝像頭可以大大提升了設備的智能化水平，對于不同的器件的分揀，只需要擴展其識別類別即可。攝像頭的工作內容為識別工件的位置、形狀等信息，將相關信息傳輸到人機界面，人機界面將數據進一步傳輸到PLC，等待PLC計算并控制機械手動作并對其監視，確認無誤后進行下次識別工作。
PLC可編程控制器作為本裝置的控制核心處理器，選擇的是三菱Q系列PLC，作為一款中型PLC產品，三菱Q系列PLC具有更高的處理速度和更多的智能模塊可以選擇。具體的各模塊型號如下：Q61P電源、Q30UDCPU、QD75D2N定位模塊、QX40輸入模塊、QY10輸出模塊、QJ71E71-100以太網模塊，伺服運動控制器選擇：三個MR J3-10A伺服驅動器、三個HF-KP13伺服電機。
本裝置狀態的監控采用三維力控監控軟件，作為一款主流的控制監控HMI，力控提供了性能優異的實時數據庫、多設備接口、專業的HMI等功能，為完成機械手控制系統的設計提供了良好的基礎。
3軟件方案設計
3.1 PLC控制模塊
在PLC程序中采用雙精度64位的浮點型傳送指令將實物中的主動臂長度，從動臂長度輸入到某個指定的位置中，如"EDMOVP E20 D2"。然后，運用PLC程序里的浮點型算法指令"ED*、ED/、ED-、ED+"編寫上述計算出夾角的方程，PLC程序中動平臺中心點P的坐標是通過外部信號傳輸給它的，每一次P點的坐標更新都會通過PLC編寫的算法重新進行計算，PLC算法最終是計算出主動臂和XY平面的浮點型弧度角，所以需要再通過PLC轉化，將算出來的浮點型弧度值轉化，如"DINTD D0 D4"。最后對計算出來的弧度進行放大處理轉化為三個伺服電機的脈沖數，讓三個電機運行到硬幣位置，電磁鐵得電硬幣被吸引實現抓取，抓取后運動到指定區域后電磁鐵失電實現硬幣放置，完成本次智能識別抓取任務，并進行下一次識別動作準備。
3.2 定位模塊參數設置
伺服放大器MR-J3-10A具有更高性能和更高功能，其控制模式有位置控制、速度控制和轉矩控制，廣泛用于機械工具和工業機械等需要高精度位置控制和平穩速度控制。伺服控制參數的設定是本設計的重點，通過Q系列PLC的參數設置使用編程軟件Works2對其自帶定位參數進行修改，伺服系統內部參數設定，是根據系統要求對可編程控制器的參數進行相關設置，從而使PLC通過脈沖來控制伺服放大器來對伺服電機控制，通過設置機械設備和相應電機的速度來對系統進行速度控置。
3.3 PLC控制模塊
視覺識別模塊主要完成對硬幣形狀、顏色、大小的識別。它是整個裝置中的核心信息驅動模塊，主要由工業攝像機和相關軟件組成。工業攝像機可以清晰的拍攝到物料圓槽中的所有飾品，并形成圖像傳遞給信息處理計算機，為了完成飾品原料的精確抓取，需要完成樣本庫的創建、圖像的抓取、二值化、輪廓識別、子圖摳取、子圖旋轉、矢量化運算、樣本比對等環節，最終完成每個飾品的位置、方位、傾角、文字符號的定位和模式識別。得到這些信息后，機械手才能正常的完成工作。因此視覺識別模塊為系統核心模塊和其他模塊的正常運轉提供必要條件。
4系統調試
使用三菱編程軟件GX Works2進行程序的編輯，打開GX Works2軟件，設置相關PLC參數，進入主程序編輯界面，輸入相關程序，編輯QD75P2模塊的相關參數。具體操作步驟如下：
（1）新建程序文檔，更改程序文件名；
（2）進入軟件，更改PLC類型、程序語言；
（3）輸入用戶程序，在程序編輯框內，逐條輸入程序指令；
（4）編輯程序，如果程序中有語法錯誤，則給出錯誤的數量。
4.2 模擬調試
通過計算機和PLC連接，使用編程軟件GX Works2上的模擬調試功能對系統進行虛擬調試，虛擬調試不需要連接設備減小了系統損耗，也使程序編寫更加方便，是系統調試必須要進行的環節，具體操作步驟如下：
（1）在斷電情況下，用編程電纜（PC/PPI電纜）將計算機和PLC主機相連；
（2）接通計算機與PLC的工作電源；
（3）在計算機上運行GX Works2軟件，并進行正確的通信參數設置；
（4）通過GX Works2軟件，將機械手的控制系統程序導入至PLC中，并將相關的定位數據同時寫入PLC中；
（5）建立計算機和PLC主機的在線聯系；
（6）用戶程序監視運行；
（7）用戶程序動態調試。
結合程序監視運行的動態顯示，分析程序運行的結果，以及影響程序運行的因素，然后在STOP狀態下對程序進行修改編輯，重新編譯、下載、監視運行，如此反復修改調試，直至得出正確運行結果為止。
4.3聯機調試
在斷電條件下硬件線路接好，按照電路圖要求，將PLC和外部設備通過航空插座相連，同時將PLC和編程計算機，伺服放大器與伺服電機相連。將系統所有設備接通電源后，PLC在計算機的監視下運行用戶程序。觀察系統運行動態是否符合設計要求。伺服電機執行回原點動作，定位啟動按鍵斷開，按下"原點回歸"按鍵，近位開關將回到起始位置。第一步定位完成。 當攝像頭成功的識別出物體后，PLC將位置數據傳送給各個伺服放大器，伺服放大器驅動X、Y、Z軸同時運動，到達定位點，接著，PLC控制電磁鐵得電，將物體吸引實現抓?。蛔詈?，當機械手抓到物體后，再將抓取物體先提升到指定高度，平移，最后下移，到達指定高度后，將物體放置下來，并做好對下一物體的抓取準備，完成了一個抓取周期。
5 結 論
并聯機械手由于其剛度大、承載能力弱、響應速度快、精度高以及慣性小等特點，在輕工業中得到了廣泛的應用，成為了機械代替人力的典型范例。隨著機械手應用的普及，機械手向著專用化、機械結構模塊化、可重構化的方向發展，機械手的運動更加的靈活準確多樣化，其控制方式也在向著多元化的方向發展，其應用將有著更大的發展空間。
參考文獻（References）
【1】王成福.黃敏，張小杭.電器及PLC控制技術 [M].浙江大學出版社，2008.（Wang Chengfu， Huang Min， Zhang Xiaohang. [M]. control technology， Zhejiang University press， 2008.）
【2】王海， 李洪奎， 劉曉. 基于PLC的多軸控制研究[J]. 機械工程學報， 2008.（Wang Hai， Li Hongkui， Liu Xiao. Based on the multi axis control of [J]. PLC Journal of mechanical engineering， 2008.）
【3】劉建峰. 基于PLC的多軸運動控制系統的研究[J]. 機械制造與自動化， 2007.（Liu Jianfeng. Research on multi axis motion control system based on [J]. PLC machine manufacturing and automation， 2007.）
【4】張萬忠.可編程控制入門與應用實例[M].北京：中國電力出版社， 2005.（Zhang Wanzhong. Introduction and application of programmable control [M]. Beijing： China Electric Power Press， 2005.）
【5】劉洪濤.PLC應用開發從基礎到實踐[M].北京：電子工業出版社， 2007.（Liu Hongtao.PLC application development from basic to practice [M]. Beijing： Electronics Industry Press， 2007.）
【6】徐國林.PLC控制技術[M] 徐國林.北京：機械工業出版社， 2007.（Xu Guolin.PLC control technology [M] Xu Guolin. Beijing： Mechanical Industry Press， 2007.）
