摘要：本文设计的四自由度重载搬运机器人采用圆柱坐标式，具有能根据设计者的程序进行物料搬运的能力。此重载搬运机器人的手爪、手腕、手臂和基座，分别对应了手爪的抓紧和放松，腕部的顺时针逆时针回转，臂部的顺时针逆时针回转以及手臂的伸缩这几个自由度。这正是现代工业企业搬运工件所需要的。该四自由度重载搬运机器人的驱动方式为液压，4个自由度和手爪的夹紧都由液压驱动，本重载搬运机器人可根据设计者的程序进行相关动作，节省了人员的工资，生产效率也得到了很大的提高，同时液压回路的设计运用到了一些液压相关的基础回路，不断使油路符合制造的可行性。该四自由度重载搬运机器人由限位开关定位，利用PTP型控制，利用三菱公司的plc编程软件GX-developer对控制系统进行可编程，最后使用软件GX-simulator对用GX-developer编程软件编写的程序，进行仿真。

关键字：机器人  圆柱坐标  液压缸  PLC  自由度

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摘要

Abstract

1.绪论-7

1.1 本课题的选题目的目的及意义-7

1.2四自由度重载搬运机器人及其控制系统概述和其具备的功能-7

1.3国内外重载搬运机器人及其控制系统发展现状-8

1.3.1国内重载搬运机器人及其控制系统发展现状-8

1.3.2国外重载搬运机器人及其控制系统发展现状-9

1.4基于plc四自由度重载搬运机器人控制系统发展前景-10

1.5本次课题主要内容-11

2.控制系统总体方案的选择-12

2.1搬运机器人控制方案需确定因素的论述-12

2.1.1负载的确定-12

2.1.2工作范围的确定-12

2.2 控制器的方案比较-12

2.2.1 以单片机为控制器-12

2.2.2以可编程控制器为控制器-12

2.2.3控制器的方案选择-13

2.3控制方式的方案比较-13

2.3.1点位控制-13

2.3.2连续轨迹控制-14

2.3.3控制方式的方案选择-15

2.4控制系统总体方案确定-15

3.控制系统方案设计-17

3.1驱动设计-17

  3.1.1液压缸流量的计算-17

  3.1.2液压原件的选型-18

3.1.3液压原理图及电磁阀得电情况-19

3.2 plc控制系统设计-22

3.2.1控制系统的工作原理-23

3.2.2控制系统硬件设计-24

3.2.3 Plc的软件程序部分及程序解读-24

4.控制系统的仿真调试-34

4.1仿真软件介绍-34

4.2程序仿真及调试-34

4.2.1手动部分程序仿真-34

4.2.2自动回原点部分程序仿真-39

4.2.3自动操作部分程序仿真-43

5. 总结-51

参考文献-52

致谢-53