基于PLC控制的自动并联分拣物件机械手设计与研究【摘要】
工业化的机器人分拣机械手经多年不断发展已经变成可以信任的新“人手”,取代人工分拣，分拣人员就不需要再承担劳累的且千篇一律的机械式劳动，显著减轻了工人的劳动强度(例如京东物流分拣中心),提高了提高工业化的自动化应用程度和工业劳动生产率，充分彰显其运输和分拣技术的应用优越性，因此有着广泛的产业发展市场空间和应用前途。本论文主要研究目的是介绍研究和帮助设计开发出一种小型、廉价的自动并联分拣物件机械手，相较于传统模式的并联分拣机械手来说，该分拣机械手的最大特点主要是通过基于单片机的智能控制处理技术使得各个机械手部件能够同时具有高度智能化从而轻松实现分拣物件的各种操作，避免了重复劳动，冗余的工作步骤和程序流程等等，提高了机械手抓取物件的工作效率，特别是工作成本相对较低，而该机械手能够很好的弥补了人力、财力的巨大投入以及整个分拣流程所耗费时间较长等诸多不利因素。因此，该分拣机械手非常适宜中小型以及民营事业管理单元的开发应用，并且同时具备良好的国际市场应用价值与企业应用发展前景。
关键词：整体设计；自动化系统；校核计算；关键部位设计
目录
【摘要】 1
关键词 1
目录 2
1绪论 4
1.1研究背景 4
1.2概述和现状 5
1.3发展前景及方向 6
1.3.1重复高精度 6
1.3.2模块化 7
1.3.3机电一体化 7
1.4国内外发展现状分析 8
1.5国内研究现状 9
1.6目的及意义 9
1.7本章小结 10
2总体方案设计与指标 10
2.1总体设计规格与相关参数 10
2.2总体方案设计(执行机构、驱动机构、控制机构) 11
2.2.1主体功能 1
2.2.2执行机构 12
2.2.3驱动机构 12
2.2.4控制系统 14
2.3本章小结 17
3机构分析 18
3.1机械手总体设计 18
3.1.1机械手基本形式的选择 18
3.1.2机械手的主要部件及运动 18
3.1.3驱动机构的选择 19
3.1.4机械手的技术参数列表 19
3.2机身的总体设计 20
3.3本章小结 22
4关键部件设计与校核 22
4.1机械手手爪的设计计算 22
4.1.1选择手抓的类型及夹紧装置 2
4.1.2手抓的力学分析 24
4.1.3机械手手抓夹持精度的分析计算 25
4.2本章小结 27
275结论
27
28参考文献………………………
28
1绪论
在当今快节奏的社会中，以物流业和制造业为主的企业为加快工作效率和保障运输过程中人工劳动成本的节省，因此开始普遍重视并应用机械设备代替人力劳动，搬运机器人的用途应运而生，而单独的机器人却无法运作，人力操纵运作机械手耗费的人力劳动成本与人手分拣搬运无异(韩明轩，罗一凡，2022)。因而除了保障机械手本身的稳定性设计之外，还需要其拥有自动化系统使搬运机器人能够按照系统指令自行运作，并投入到物流企业分拣线中进行工作。现如今工业机械手已经逐渐成为物流分拣线上的重要一员，在往后的发展中分拣机械手的地位只会越来越重要，这也反应了一个国家的工业化水平(郑诗雅，张晨曦，2023)。在整个模式的机械手中还有许许多多负责堆垛，焊接等相关领域，而搬运机械手的角色尤为重要，它掌握着物流行业分拣领域的核心命脉。
1.1研究背景
机械手是一种模仿机器人手臂动作的拟人式电子机械设备，普遍的机械手都是通过专业运动控制卡来控制的，而简单的运动控制可以通过PLC控制，机械手在被控制系统的程序赋予运动工作能力后，按照指定的运动模式进行工作，同时还能够实现物件的区分辨认，后续进行自动抓取并运输送达物件至指定位置的一种拥有自动化技术的机械设备。通过在内部电路中配备有特殊功能模式的传感器，可以实现快速响应的能力以及针对环境条件和性能目标对其机械设备的性能进行特定分析的能力(蓝浩然，严子涵，2021)。在这种理论框架的指引下可推导出就分拣机械手来说，由于物流客户需求，机械手还具有超长事件连续工作不停歇的能力，相比于人类体力需要休息调整更具有可用性，节约成本，程序设定完毕后极少概率出现精度差错，并能完美克服分拣作业中的任何外部环境因素。在某种程度上讲，它是工业分拣机械进化过程的产物(