机械毕业设计-机械论文-基于控制的自动分拣机械臂设计论文
摘 要
随着我国工业向着智能化的趋势发展,目前已经出现了许多智能工业
装备,而机械臂就是其中之一。机械臂的应用广泛,存在于航空航天、医
疗、食品、物流等多个领域。同时,机械臂中包含着众多的先进技术,是
现代化智能制造装备,具有较大的研究意义。
本文阐述了工业机器人的发展现状,提出了基于 PLC 控制的自动分拣
机械臂的设计方案。对自动分拣机械臂进行了机械结构设计、运动分析和
PLC 运动控制设计。本文采用锥齿轮、同步带等作为机械臂的传动方式,
采用伺服电机作为机械臂的驱动系统,利用 PLC 作为伺服系统的控制器,
采用 LAD 编程语言实现机械臂的运动控制。同时,利用 D-H 模型对自动
分拣机械臂进行正运动学分析。使用 MATLAB 对自动分拣机械臂进行工
作空间分析,使用蒙特卡洛法将机械臂的工作空间以可视化的方式展示出
来。
本文设计的基于 PLC 控制的自动分拣机械臂适用于物流分拣搬运作业,
末端执行器采用气流负压式吸盘,可吸附具有一定规格的箱体,自动分拣
机械臂可实现自动分拣作业,手动控制作业和自动回原点等功能。
关键词 机械臂;自动分拣;运动分析;伺服系统;PLC 运动控制
Abstract
-I-
With the development of our industry towards intelligent trend, there has
been a lot of intelligent industrial equipment, and mechanical arm is one of
them. Robotic arms are widely used in aerospace, medical, food, logistics and
other fields. At the same time, the robot arm contains many advanced
technologies and is a modern intelligent manufacturing equipment, which has
great research significance.
This paper describes the development status of industrial robots, and puts
forward the design scheme of automatic sorting robot arm based on PLC
control. The mechanical structure design, motion analysis and PLC motion
control design of the automatic sorting manipulator are carried out. In this paper,
bevel gear and synchronous belt are used as the transmission mode of the
manipulator, servo motor is used as the driving system of the manipulator, PLC
is used as the controller of the servo system, and LAD programming language is
used to realize the motion control of the manipulator. At the same time, forward
kinematics analysis of automatic sorting manipulator is carried out by using D-H
model. MATLAB was used to analyze the working space of the automatic
sorting robot arm, and Monte Carlo method was used to display the working
space of the robot arm in a visual way.
The automatic sorting robot arm based on PLC control designed in this
paper is suitable for logistics sorting and handling operations. The end effector
uses the air flow negative pressure sucker, which can absorb the box with certain
specifications. The automatic sorting robot arm can realize automatic sorting
operations, manual control operations and automatic return to the origin and
other functions.
Keywords Mechanical arm, automatic sorting, motion analysis, servo system,
PLC motion control
-II-
目 录
摘要.......................................................................................................................I
Abstract................................................................................................................II
目 录................................................................................................................IV
Abstract II....................................................................................................IV
第1章 绪论.........................................................................................................1
1.1 课题研究背景及研究的目的与意义........................................................1
1.1.1 研究背景.............................................................................................1
1.1.2 研究目的与意义.................................................................................2
1.2 工业机器人国内外研究现状分析............................................................2
1.2.1 国外研究现状.....................................................................................2
1.2.2 国内研究现状.....................................................................................3
1.3 工业机器人的介绍....................................................................................3
1.3.1 工业机器人的定义及工作原理.........................................................3
1.3.2 工业机器人的组成及功能.................................................................4
1.3.3 工业机器人的分类.............................................................................4
1.3.4 工业机器人的应用.............................................................................4
1.4 本文研究的主要内容................................................................................5
第2章 分拣机械臂总体方案设计.....................................................................6
2.1 分拣机械臂的分拣过程............................................................................6
2.2 机械臂的基本参数....................................................................................6
2.2.1 自由度数.............................................................................................6
2.2.2 有效负载.............................................................................................7
2.2.3 速度和加速度.....................................................................................7
2.2.4 工作空间.............................................................................................7
2.3 机械臂的系统组成....................................................................................8
2.3.1 机械系统和驱动系统.........................................................................8
2.3.2 控制系统.............................................................................................9
2.4 本章小结....................................................................................................9
第3章 机械臂结构设计与校核.......................................................................10
3.1 电机的选型..............................................................................................10
3.1.1 腕部电机选型计算...........................................................................10
3.1.2 臂部电机选型计算...........................................................................11
3.1.3 腰部电机选型计算...........................................................................11
3.1.4 基座电机选型计算...........................................................................12
3.2 腕部的设计..............................................................................................13
3.3 臂部的设计..............................................................................................14
--
摘要:
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摘要随着我国工业向着智能化的趋势发展,目前已经出现了许多智能工业装备,而机械臂就是其中之一。机械臂的应用广泛,存在于航空航天、医疗、食品、物流等多个领域。同时,机械臂中包含着众多的先进技术,是现代化智能制造装备,具有较大的研究意义。本文阐述了工业机器人的发展现状,提出了基于PLC控制的自动分拣机械臂的设计方案。对自动分拣机械臂进行了机械结构设计、运动分析和PLC运动控制设计。本文采用锥齿轮、同步带等作为机械臂的传动方式,采用伺服电机作为机械臂的驱动系统,利用PLC作为伺服系统的控制器,采用LAD编程语言实现机械臂的运动控制。同时,利用D-H模型对自动分拣机械臂进行正运动学分析。使用MATLAB...
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作者:闻远设计
分类:非标机械电气自动化
价格:30光币
属性:73 页
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格式:DOCX
时间:2026-07-09

