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器官,主要用于焊接、喷漆和上下料。第二代机械手具有感觉器官,仍然以程序控制为基
础,但可以根据外界环境信息对控制程序进行校正。这代机械手通常采用接触传感器一类
的简单传感装置和相应的适应性算法。现在,第三代机械手正在第一、第二代机械手的基
础上蓬勃发展起来,它是能感知外界环境与对象物,并具有对复杂信息进行准确处理,对
自己行为做出自主决策能力的智能化机械手。它能识别景物,具有触觉、视觉、力觉、听
觉、味觉等多种感觉,能实现搜索、追踪、辨色识图等多种仿生动作,具有专家知识、语
音功能和自学能力等人工智能
[3]
。
目前机械手技术有了新的发展:出现了仿人型机械手、微型机械手和微操作系统(如
细小工业管道机械手移动探测系统、微型飞行器等)、机械手化机器、智能机械手(不仅
可以进行事先设定的动作,还可按照工作状况相应地进行动作,如回避障碍物的移动,作
业顺序的规划,有效的动态学习等)。机械手的应用领域正在向非制造业和服务业方向扩
展,并且蓬勃发展的军用机械手也将越来越多地装备部队
[4] [5]
。
国外方面:近几年国外工业机械手领域有如下几个发展趋势。机械手性能不断提高,
而单机价格不断下降;机械结构向模块化、可重构化发展;控制系统向基于 PC 机的开放
型控制器方向发展;传感器作用日益重要;虚拟现实技术在机械手中的作用已从仿真、预
演发展到用于过程控制。
国内方面:目前在一些机种方面,如喷涂机械手、弧焊机械手、点焊机械手、搬运机
械手、装配机械手、特种机械手(水下、爬壁、管道、遥控等机械手)基本掌握了机械手
操作机的设计制造技术,解决了控制驱动系统的设计和配置,软件的设计和编制等关键技
术,还掌握了自动化喷漆线、弧焊自动线及其周边配套设备的全套自动通信、协调控制技
术;在基础元件方面,谐波减速器、机械手焊接电源、焊缝自动跟踪装置也有了突破。从
技术方面来说,我国已经具备了独立自主发展中国机械手技术的基础
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。
1.3 课题研究的内容
本课题主要研究的是基于 PLC 的机械手模型控制系统的设计,包括硬件的设计和软件
的设计。通过设计编制 PLC 程序实现机械手控制系统的自动控制。硬件部分包括主电路图
的设计、传感器的设计以及 PLC 控制电路设计。软件部分包括总体流程图、梯形图、编程
指令等。