摘 要:本课题源自横向课题.通用机械手的应用越来越广泛，在国内的装机量近几年以40%的速度在增长.但是通用机械手的构造复杂、功能冗余，导致机械手的造价居高不下，企业投资机械手的回报周期太长，中小企业投资机械手的决心和热情不大.基于以上原因，针对某些具有较大应用需求的特定应用开发了五杆并联机械手.该机械手可用于代替人工在平面内高速作业，通过更换夹持机构可以满足多样化应用.对机械手的结构进行了精心的设计与简化，去除了冗余功能，使得机械手的使用非常简单，且机械手的造价较通用机械手降低很多.本课题的研究内容为：1. 实现机器人运动学分析； 2．掌握MCGS人机界面、松下PLC FP0R编程的方法；3．完成实验平台的软硬件设计，实现机器人基本功能；研究内容：（1）机械手的运动学分析：对机械手的运动学进行分析，研究机械手的运动空间和运动规律，为控制系统的设计打下基础.（2）控制系统硬件设计：设计控制系统的组成框图，设计控制系统的电气原理图.（3）控制系统的软件设计：基于MCGS设计人机界面，根据机械手工艺要求设计PLC程.（4）检测系统：传感器的选择与安装位置.关键问题：(1)机械手的运动学分析(2)硬件设计（3）软件设计.

关键词：并联机械手；平面五杆机构；控制系统；组态监控

目录

摘要

abstract

第1章 绪论-1

1.1  机器人发展概述-1

1.2 并联机器人研究背景-1

1.2.1 并联机器人的应用发展-1

1.2.2   并联机器人的研究概况-1

1.2.3  平面五杆并联机器人的研究及应用-2

1.3本课题选题目的、意义及研究内容-3

1.3.1本课题研究的目的及意义-3

1.3.2本论文研究的主要内容-3

第2章 平面五杆并联机械手运动学分析-5

2.1平面五杆并联机械手运动学正解分析-6

2.1.1齐次坐标和齐次变换的应用-6

2.1.2 平面五杆并联机械手的位姿正解分析-8

2.2平面五杆并联机械手运动学逆解分析-10

2.2.1 平面五杆并联机械手位姿逆解-10

2.2.2位姿逆解分析-11

第3章 系统的硬件设计-13

3.1总体的硬件设计方案-13

3.1.1系统的总体设计-13

3.1.2 理论支持-14

3.1.3 各模块的选型概述-14

3.2执行模块机构-15

3.3伺服控制系统-16

第4章 控制系统软件设计-23

4.1简述可编程控制器-23

4.1.1 可编程控制器的特点-23

4.1.2 可编程控制器的结构-23

4.1.2 可编程控制器的工作原理-25

4.2 可编程控制器的输入输出设计-27

4.3 可编程控制器的程序设计-27

4.3.1 回原点程序-27

4.3.2 自动操作程序-28

第5章 MCGS监控系统设计-31

5.1简述MCGS组态环境-31

5.1.1 MCGS综述-31

5.1.2 MCGS主要组成-31

5.1.3 MCGS工作方式-32

5.2 创建操作界面-33

5.3 设备测试与仿真系统展望-33

第5章 结论与展望-35

5.1结论-35

5.2不足之处及未来展望-35

参考文献-36

致  谢-37