基于plc与组态王的机械手控制系统设计(1)_毕设论文

毕业论文

标题：基于PLC与组态技术机械手的控制系统

摘要 (1)

引言 (2)

一、机械手控制系统的工作要求 (4)

二、下位机PLC控制系统设计 (5)

2.1机械手控制PLC 输入输出端子分配 (5)

2.2机械手控制PLC顺序功能图 (5)

2.3机械手控制PLC外围接线图 (6)

2.4机械手控制PLC梯形图 (7)

三、系统上位机组态设计及功能实现 (10)

3.1设备连接 (10)

3.2通讯设备参数设置 (10)

3.3构造数据库 (11)

3.4监控界面的设计和动画连接 (12)

3.5系统运行 (14)

四、系统调试 (16)

4.1使用设备 (16)

4.2调试过程 (16)

五、设计过程遇到的问题及解决方法 (17)

总结 (19)

参考文献 (20)

致谢 (21)

附录1 .................................. 错误！未定义书签。附录2 .................................. 错误！未定义书签。

本设计主要介绍了基于组态王与PLC实现对机械手控制系统设计，开发PLC控制系统与上位机监控界面。组态王通过设备驱动程序从现场硬件设备获取实时数据并处理，以动画的方式在上位机屏幕上显示，同时按照组态要求和操作人员的指令使机械手按照设定的轨迹运行，并且将现场动画在监控界面中显示出来。该系统可以很好的实现机械手的自动控制和管理。

关键词：机械手； S7-200 PLC；组态王

随着科学技术的迅速发展，我国正在进行由手工操作到机械控制的变革。机械手的设计与控制对工业自动化的发展是不可缺少的，它的到来加速了企业变革，在工业自动化的生产中，无论是单机床还是组合机床、以及自动化生产流水线都要用机械手完成工件的取放甚至更复杂、更精密的零件加工。

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线，他是一门迅速发展起来的新兴技术。目前机械手虽然还不如人手那样灵活，但是他具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，因此，机械手越来越广泛地得到应用。

在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。将机械手各运动构件，如伸缩、摆动、升降、横移、俯仰等机构以及根据不同类型的加紧机构，设计成典型的通用机构，所以便根据不同的作业要求选择不同类型的基加紧机构，即可组成不同用途的机械手。既便于设计制造，有便于更换工件，扩大应用范围。

现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而生产的。机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。自上世纪六十年代，PLC设计的机械手被实现为一种产品后，对它的开发应用也在不断发展，它可以在减轻繁重的体力劳动、改善劳动条件和安全生产；提高生产效率、稳定产品质量、降低废品率、降低生产成本、增强企业的竞争力等方面起到及其重要的作用。用西门子S7-200 PLC控制。

上位机监控系统采用组态王组态软件设计，组态王6.53是由亚控科技有限

公司研制的组态软件,是运行于Microsoft Windows2000\XP 中文平台的中文界面的人机界面软件,为用户提供了解决实际工程问题的完整方案和开发平台,能够完成现场数据采集、实时和历史数据处理、报警和安全机制、流程控制、动画显示、曲线和报表输出、企业监控网络系统等功能。通过对本监控系统的分析，主要实现了以下两个功能，一、充分利用了组态王的图形编辑功能，方便地构成监控画面，并以动画方式显示机械手的运行的状态二、生成实时报表和历史报表并保存到指定的文件夹下，还可以对指定的变量进行查询。

一、机械手控制系统的工作要求

机械手在日常生活和生产中应用非常广泛的一种自动控制设备，它的广泛应用大大地减轻了操作工人的劳动强度，是实现工业自动化不可缺少的智能化设备。

1、具体的控制要求是：

总体要求：完成一个用PLC控制的工业机械手控制系统，实现机械手从原点位置（A点）将物品抓放至终点位置（B点）的控制。

控制要求：机械手在原点时（1SQ、3SQ受压），人工发出启动命令（按下按钮SB1），机械手下降（Q0.0得电）--下降至下限位置（4SQ受压）--夹击工件（Q0.1得电）--机械手上升（Q0.2得电）--上升至上限位置（3SQ受压）--机械手手臂右移（Q0.3得电）--右移至右限位置（2SQ受压）--机械手下降（Q0.0得电）-下降至下限位置（4SQ受压）--放开物体3秒（Q0.1失电）--机械手上升（Q0.2得电）—上升至上限位置（3SQ受压）—机械手臂左移（Q0.4得电）--机械手左移到原位以后进入下一周期循环，按下停止按钮后停止在原位。

二、下位机PLC控制系统设计

2.1 PLC 输入输出端子分配

该机械手的控制为纯开关控制，且所需I/O点数不多，一共使用了6个输入量和6个输出量。同时，为了确保今后系统的扩展，本系统采用性价比较高的西门子S7-200的CPU224CN模块，该模块是具有24个I/O 点，包括14个输入点和10个输出点。其I/O分配如表1所示。

表1.PLC的I/O地址分配表

输入输出

元件符号功能元件符号功能

SB1 I0.0 外部启动按钮Q0 Q0.0 下降电磁阀SQ1 I0.1 外部左限位开关Q1 Q0.1 夹紧电磁阀SQ2 I0.2 外部右限位开关Q2 Q0.2 上升电磁阀SQ3 I0.3 外部上限位开关Q3 Q0.3 右移电磁阀SQ4 I0.4 外部左限位开关Q4 Q0.4 左移电磁阀SB2 I0.5 外部停止按钮Q5 Q0.5 放松电磁阀SB1 M0.0 组态启动按钮

SQ1 M0.1 组态左限位开关

SQ2 M0.2 组态右限位开关

SQ3 M0.3 组态上限位开关

SQ4 M0.4 组态左限位开关

SB2 M0.5 组态停止按钮

2.2机械手控制系统PLC顺序功能图设计

当机械手处于原位S0.0时，按启动M0.0接通，状态转移到S0.1，下降电磁阀Q0.0得电，当到达下限位使行程开关M0.4接通，状态转移到S0.2，而S0.1自动复位，夹紧电磁阀Q0.1得电。延时3秒，以使电磁力达到最大夹紧力。当

T37接通，状态转移到S0.3，驱动Q0.2上升，当上升到达最高位，M0.3接通，状态转移到S0.4。S0.4驱动Q0.3右移。移到最右位，M0.2接通，状态转移到S0.5下降。下降到最低位，M0.4接通，状态转移到S0.6电磁阀Q0.5放松。为了使电磁力完全失掉，延时3秒。延时时间到，T38接通，状态转移到S0.7上升。上升到最高位，M0.3接通，状态转移到S1.0左移。左移到最左位，使M0.1接通，如果按下停止按钮M0.5，则返回初始状态S0.0，再开始第二次循环动作，否则返回状态S0.1，继续循环。

原始状态

S0.0

下降

S0.1

夹紧

S0.2

上升S0.3

右移

S0.4

下降

S0.5

放松

S0.6 上升

S0.7

2.3机械手控制系统I/O 外围电路设计

图1 PLC外围接线图

2.4机械手控制系统PLC梯形图设计

当机械手处于原位S0.0时，按启动M0.0接通，状态转移到S0.1，下降电磁阀Q0.0得电，当到达下限位使行程开关M0.4接通，状态转移到S0.2，而S0.1自动复位，夹紧电磁阀Q0.1得电。延时3秒，以使电磁力达到最大夹紧力。当T37接通，状态转移到S0.3，驱动Q0.2上升，当上升到达最高位，M0.3接通，状态转移到S0.4。S0.4驱动Q0.3右移。移到最右位，M0.2接通，状态转移到S0.5下降。下降到最低位，M0.4接通，状态转移到S0.6电磁阀Q0.5放松。为了使电磁力完全失掉，延时3秒。延时时间到，T38接通，状态转移到S0.7上升。上升到最高位，M0.3接通，状态转移到S1.0左移。左移到最左位，使M0.1接通，如果按下停止按钮M0.5，则返回初始状态S0.0，再开始第二次循环动作，否则返回状态S0.1，继续循环。

根据顺序功能图编辑梯形图时，要注意驱动输出同一个线圈只能在程序里面出现一次，如果驱动输出同一个线圈只能在程序里面出现几次，输出状态就按照最后一次输出状态决定。因此编程时要注意这方面。

机械手控制系统PLC 梯形图

三、系统上位机组态设计及功能实现

下面介绍利用组态王kMngvMew6.53对机械手控制系统进行组态的设计，其步骤如下：

3.1设备连接

打开组态王软件，进入工程管理器，新建一个工程，选择他的存储路径并设定项目名称为“机械手系统设计”。进入工程浏览器后，首先进行设备的连接。上位机COM4与PLC之间通过PC/PPM编程电缆连接，选择工程浏览器左侧大纲项“设备\COM4”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，运行“设备配置向导”，相关配置如图5所示

图2设备配置向导

3.2通讯设备参数设置

在组态王工程浏览器的工程目录显示区，点击“设备”大纲项下PLC 与上位计算机所连串口，进行参数设置。PLC 的通信参数与组态王设置应一致，同时

组态王系统的COM4口设置要与PLC 一致。PLC 采用默认的通信参数[1]如下：波特率为9600bps，通信协议为PPM。

图3 PLC 的通信参数

3.3构造数据库

数据库是组态王软件的核心部分。建立在数据库中的各种变量负责和各种外部设备进行数据交换, 以及相关数据的存储, 它将组态的工程的各个部分连接成有机的整体[2]。选择工程浏览器左侧大纲项“数据库\ 数据词典”，在工程浏览器右侧用鼠标左键双击“新建”图标，弹出“变量属性”对话框，创建机械手控制系统各个变量数据。这些变量与PLC 内部变量一一对应，PLC的输入输出完全由组态王内部变量代替。通过建立动画连接，这样PLC的实际输入输出状态就以动画的形式都反映在组态监控界面上。变量的定义如图6所示

图4 变量定义

3.4监控界面的设计和动画连接

进入组态王的开发系统，新建一个画面。在画面上创建机械手控制示意图，画中主要绘制了机械手，开始/复位按钮和机械手位置指示灯。除此之外，画面中还增加了实时报表和指定查询报表，在报表中插入要查询的变量，以便用户方

存储和查看。主画面如图3 所示

根据实际数据的变化产生动画效果。编写应用程序，用户定义类似C语言的命令

语言来驱动应用程序。下面是部分应用程序命令语言。

…

{

if(运行标志==1)

{ \\本站点\SB1=0;

if(次数>=0&&次数<50) /*下降*/

{ 下移阀=1;

机械手y=机械手y+2;

次数=次数+1;

}

if(次数>=50&&次数<70) /*夹紧*/

{ 夹紧阀=1;

下移阀=0;

次数=次数+1;

}

if(次数>=70&&次数<120) /*开始上升*/

{ 上移阀=1;

夹紧阀=0;

机械手y=机械手y-2;

工件y=工件y-2;

次数=次数+1;

}

if(次数>=120&&次数<220) /*开始右移*/

{ 上移阀=0;

右移阀=1;

机械手x=机械手x+1;

工件x=工件x+1;

次数=次数+1;

}

毕业设计论文三菱plc控制机械手设计系统

韶关市职工大学韶关市第二技师学院 毕业论文 题目:三菱plc控制机械手设计系统 系别：电气自动化工程系专业系别：14电气自动化双高 学生姓名：饶金荣 学号：42 指导教师：王建军老师 温惠萍老师 李集祥老师

摘要 可编程序控制器(PLC)是近年来发展极为迅速，应用面极广，以微处理器为核心，集微机技术、自动化技术、通信技术于一体的通用工业控制装置。PLC的广泛应用，已经给生产带来许多的好处，它具有功能齐全、使用方便、维护容易、通用性强、可靠性好、性能价格比高等特点，已在工业控制的各个领域得到了极为广泛的应用，成为实现工业自动化的一种强有力工具。比如plc控制的机械手在搬运工件方面的应用，以前一直采用人工搬运物料，不仅工人的劳动强度大，安全性差，而且效率低。本文分析了机械手和PLC之后，我们采用PLC控制的机械手进行物件的搬运来代替人力。 本文基于汇川公司的PLC，提出了PLC控制工件传送机械手PLC控制系统的设计方法。重点研究了实验开发系统的工作原理、硬件部分的主要构成，以及硬件部分的设计、安装调试和实验应用开发。讨论了汇川PLC指令系统、编程语言和程序设计方法，分析了汇川PLC专用编程软件在本系统中具体应用， 关键词：机械手，PLC，

第一章概述 1.1 PLC产生、定义及发展趋势 1.1.1 PLC(可编程逻辑控制器)的产生 PLC(可编程逻辑控制器)是20世纪60年代末期逐步发展起来的一种 以计算机技术为基础的新型工业控制装置。近几年来，PLC技术在各种工业过程控制、生产自动线控制及各类机电一体化设备控制中得到极其广泛的应用，成为工业自动化领域中的一项十分重要的应用技术。 在PLC出现以前，继电器控制曾得到广泛应用，在机电设备和工业过程控制领域中占有主导地位。但是继电器控制系统有明显的缺点；体积大，可靠性低，故障查找困难，特别是因为它是由硬接线逻辑构成的系统，造成了接线复杂，容易出故障，对生产工艺变化的适应性较差。 20世纪60年代未，美国最大的汽车制造商通用汽车公司(GM)为了适应汽车型号不断更新的需要，试图寻找一种新的生产线控制方法，使之尽可能地减少重新设计继电器控制系统的工作量以及尽量地减少控制系统 硬连接线的数量，以降低生产成本，缩短制造周期，减少生产线的故障率，从而有效地提高生产效率。当时，电子计算机的硬件己经基本完备，其主要功能是通过软件来实现的，因此具有灵活性、通用性等优点，但价格相对来说比较昂贵，于是他们想到了把继电器控制系统简单易懂、操作方便、价格便宜的长处与计算机灵活、通用的优点结合起来，用来制造一种新型的工业控制装置，并进而采用招标的方式，首先是美国数字设备公司(DEC)研制出符合上述想法的工业控制装置，命名为可编程逻辑控制器，即PLC( Programmable Logic Controller)。1969年，第一台PLC在GM公司汽车生产线上首次运行，成功地取代了沿用多年的继电器控制系统，尽管当时的PLC功能仅具有逻辑控制、定时、计数等功能，但却标志着一种新型装置问世。随着微电子技术和计算机技术的飞速发展，20世纪70年代中期又出现了微处理器和微型计算机，这些新技术很快也被用到PLC之中，使

机械手毕业设计开题报告

理工学院毕业设计(论文)开题报告 题目：铣床自动上下料点位控制机械手的设计 学生姓名：韩抟彬学号： 10L0551370 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：陈继荣 2014年3月31日

毕业设计开题报告 摘要； 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC采用光电隔离和滤波技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，此外PLC还可在强、通用性好；开发周期短，功耗小。本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。 1．课题研究的目的和意义 1.1本课题的意义 机械手又名工业机器人，是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的

基于PLC控制的机械手设计(毕业论文)第一章绪论

第一章绪论 1. 1 PLC简介 可编程控制器简称PLC(Progrsmmable Logic Controller, PLC),它是以微处理器为基础服务夫人通用工业控制装置。国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输出和输入，控制各种类型的机械或生产过程。可编程控制器及其有关设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。它的程序是可以控制不同的对象。具有更大的灵活性，再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，它可以方便地应用在各种场合，PLC釆用了典型的计算机结构，主要是山微处理器(CPU)、存储器(RAM/R0M)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。 中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O 映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。 PLC的主要特点，可靠性高、抗干扰能力强功能完善、应用领域广编程简单，易学易用系统安装简单、体积小、价格低可编程控制器的应用领域PLC在钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业的应用也越来越广泛，主要有以下儿个方面的控制，开关量的逻辑、控制模拟量控制、运动控制过程控制、数据处理通信及联网。PLC通信含PLC间的通信及PLC与其他智能设备间的通信。随着现代社会计算机技术的提高，网络通讯技术的不断发展，它也将和其他的工业控制计算

毕业设计plc全能机械手剖析

范学院成人高等教育毕业论文 (1) 第1章绪论 (2) 1.1 课题背景 (2) 1.2 机械手的定义与分类 (3) 1.3 机械手应用及组成结构 (3) 1.4 机械手的发展趋势 (4) 1.5 总体设计要求 (5) 第2章 PLC的介绍与选择 (6) 2.1 PLC的特点 (6) 2.2 PLC的选型 (6) 2.3 三菱FX系列的结构功能 (8) 第3章各功能实现形式与控制方式 (9) 3.1 本机械手模型的机能和特性 (9) 3.2 夹紧机构 (9) 3.3 躯干 (10) 3.4 旋转编码盘 (9) 第4章控制系统设计 (10) 4.1 控制系统硬件设计 (10) 4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (11) 4.1.2 PLC的I/O分配 (12) 4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (13) 4.2 控制系统软件设计 (13) 4.2.1 公用程序 (13) 4.2.2 自动操作程序 (15) 4.2.3手动单步操作程序 (20) 4.2.4 回原位程序 (24) 4.3 PLC程序的上载和下载 (27) 4.3.1 PLC程序的上载 (27) 4.3.2 PLC程序的下载 (27) 第5章设计小结 (28) 致谢.............................................. 错误！未定义书签。 二、参考文献 (30) 基于PLC控制的机械手设计

曹洪波 摘要 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，本文介绍的是机械手模型基于PLC的控制系统设计。 首先，对可编程控制器进行相应的介绍，选择了PLC的型号。然后，通过对机械手的各功能实现形式和控制方式研究，给出各部分的实现方案并确定了控制系统的器材。最后，进行PLC控制系统的硬件结构和软件 （一）课题背景 随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。 在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。如果机械手发生某些偏离时，会引起零部件甚至机械本身的损坏，但若有了传感反馈自动，机械手就可以根据反馈自行调整。应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。 借助PLC强大的工业处理能力，很容易实现工业生产的自动化。基于此思路设计的机械手，在实现各种要求的工序前提下，大大提高了工业过程的质量，而且大大解放了生产力，改善了工作环境，减轻了劳动强度，节约了成本，提高了生产效率，具有十分重要的意义。 同时，借助组态软件的辅助作用，大大提高了系统的工作效率。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 综上所述，有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。 （二）机械手的定义与分类 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，它有多个自由度，可用

机械手毕业设计

摘要 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 本文将设计一台四自由度的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的底座、大臂、小臂和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台；在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、端子板电路的设计以及控制软件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。 关键词：机器人，示教编程，伺服，制动

ABSTRACT In the modern large-scale manufacturing industry, enterprises pay more attention on the automation degree of the production process in order to enhance the production efficiency, and guarantee the product quality. As an important part of the automation production line, industrial robots are gradually approved and adopted by enterprises. The technique level and the application degree of industrial robots reflect the national level of the industrial automation to some extent, currently, industrial robots mainly undertake the jops of welding, spraying, transporting and stowing etc. , which are usually done repeatedly and take high work strength, and most of these robots work in playback way. In this paper I will design an industrial robot with four DOFs, which is used to carry material for a punch. First I will design the structure of the base, the big arm, the small arm and the end manipulator of the robot, then choose proper drive method and transmission method, building the mechanical structure of the robot. On this foundation, I will design the control system of the robot, including choosing DAQ card, servo control, feedback method and designing electric circuit of the terminal card and control software. Great attention will be paid on the reliability of the control software and the robot safety during running. The aims to realize finally include: servocontrol and brake of the joint, monitoring the movement of each joint in realtime, playback programming and modifying the program online, setting reference point and returning to reference point. KEY WORDS: robot, playback, servocontrol, brake

机械手结构设计毕业论文

1.绪论 1.1工业机械手设计的意义 1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤； 2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度，减轻人力，便于有节奏的生产； 3、结合机械手设计这方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。 1.2国外的机械情况 现代工业机械手起源于20世纪50年代初，是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更，具有多自由度动作功能的柔性自动化。 机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。他的结构是：机体上安装回转长臂，端部装有电磁铁的工件抓放机构，控制系统是示教型的。 1962年，美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Uni-mate(即万能自动)。运动系统仿造坦克炮塔，臂回转、俯仰，用液压驱动；控制系统用磁鼓最存储装置。不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司（Unimaton）,专门生产工业机械手。 1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手，原意是灵活搬运。该机械手的中央立柱可以回转，臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动，控制系统也是示教再现型。虽然这两种机械手出现在六十年代初，但都是国外工业机械手发展的基础。 1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni-mate 型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差可小于±1毫米。 美国还十分注意提高机械手的可靠性，改进结构，降低成本。如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台，进行各种性能的试验。准备把故障前平均时间（注：故障前

基于PLC毕业设计题目

欢迎共同分享 1. 基于FX2N-48MRPLC的交通灯控制 2. 西门子PLC控制的四层电梯毕业设计论文 3. PLC电梯控制毕业论文 4. 基于plc的五层电梯控制 5. 松下PLC控制的五层电梯设计 6. 基于PLC控制的立体车库系统设计 7. PLC控制的花样喷泉 8. 三菱PLC控制的花样喷泉系统 9. PLC控制的抢答器设计 10. 世纪星组态PLC控制的交通灯系统 11. X62W型卧式万能铣床设计 12. 四路抢答器PLC控制 13. PLC控制类毕业设计论文 14. 铁路与公路交叉口护栏自动控制系统 15. 基于PLC的机械手自动操作系统 16. 三相异步电动机正反转控制 17. 基于机械手分选大小球的自动控制 18. 基于PLC控制的作息时间控制系统 19. 变频恒压供水控制系统 20. PLC在电网备用自动投入中的应用 21. PLC在变电站变压器自动化中的应用

22. FX2系列PCL五层电梯控制系统 23. PLC控制的自动售货机毕业设计论文 24. 双恒压供水西门子PLC毕业设计 25. 交流变频调速PLC控制电梯系统设计毕业论文 26. 基于PLC的三层电梯控制系统设计 27. PLC控制自动门的课程设计 28. PLC控制锅炉输煤系统 29. PLC控制变频调速五层电梯系统设计 30. 机械手PLC控制设计 31. 基于PLC的组合机床控制系统设计 32. PLC在改造z-3040型摇臂钻床中的应用 33. 超高压水射流机器人切割系统电气控制设计 34. PLC在数控技术中进给系统的开发中的应用 35. PLC在船用牵引控制系统开发中的应用 36. 智能组合秤控制系统设计 37. S7-200PLC在数控车床控制系统中的应用 38. 自动送料装车系统PLC控制设计 39. 三菱PLC在五层电梯控制中的应用 40. PLC在交流双速电梯控制系统中的应用 41. PLC电梯控制毕业论文 42. 基于PLC的电机故障诊断系统设计 43. 欧姆龙PLC控制交通灯系统毕业论文

数控机床上下料机械手毕业论文

毕业设计（论文）题目数控机床上下料机械手 专业班级 姓名 所属助学单位 2015 年 9 月 5 日

目录 1 绪论 (1) 选题背景 (1) 设计目的 (1) 发展现状与趋势 (2) 2 液压上下料机械手的设计方案 (3) 机械手的概念 (3) 机械手的组成及工作原理 (3) 机械手的总体设计 (4) 机械手的总体机构的类型 (4) 具体采用方案 (5) 机械手主要部件的选用 (5) 机械手手爪的选用 (5) 机械手手腕的选用 (6) 机械手手臂的选用 (7) 机械手机身的选用 (8) 驱动机构的选择 (8) 传动结构的选择 (9) 机器人手臂的平衡机构设计 (10) 3 液压系统的设计 (11) 液压系统的概述 (11) 液压系统的组成 (11) 液压系统的基本控制回路 (11) 液压系统的总体设计 (12) 控制回路的设计 (12) 液压源系统的设计 (12) 绘制的液压系统图 (13) 液压系统的简单计算 (13) 油泵电动机功率的确定 (18) 4 机械手控制系统的设计 (19)

系统硬件电路的设计 (19) 可编程控制器的概念 (19) PLC的应用领域 (19) PLC系统的组成 (20) PLC的工作原理 (21) 结论 (30) 致谢 (31) 参考文献 (32) 摘要 通过对机械设计基础、工业用微型计算机及其自动化等专业课程的学习，以及课外实践所学的知识，对数控机床上下料机械手各部分机械结构和功能进行了论述和分析，设计了一种液压式圆柱坐标形式的数控机床上下料机械手。此设计主要针对机械手的手爪、手腕、手臂、机身等各部分机械结构以及机械手控制系统（传动系统、驱动系统）进行了的设计。同时对PLC控制系统和液压系统进行了理论分析和设计计算。PLC控制系统的分析重点放在PLC各硬件部分的设计和介绍、PLC梯形图的编写上。此次设计的自动上下料机械手采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统用PLC作为控制器，优化了机械手群的控制系统。该机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业。 关键词：机械手；液压系统；PLC控制系统；

PLC控制机械手设计论文

江苏省无锡交通高等职业技术学校毕业论文 题目PLC控制机械手设计 系部：电气与信息工程系 专业：电气自动化 班级：061311 学号：17 姓名：王守祥 指导教师：冯老师 江苏省无锡交通高等职业技术学校电气与信息工程系 2011年4月

PLC控制机械手设计 摘要 可编程序控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC（PROGRAMMABLE CONTROLLER），但是为了不和PERSONAL COMPUTER混淆，仍习惯称为PLC。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展，并且现今已出现SOFTPLC，更是PLC领域无限的发展前景。本文主要通过气动机械臂的PLC控制来介绍PLC的具体应用，让我们更熟悉PLC，为今后学习打下基础。 本设计主要利用PLC实现机械手的设计，其中就机械手，PLC做了简单的介绍，然后按要求对机械手的程序进行设计，画出梯形图，并根据梯形图写出了指令。 通过对电器自动化专业五年大专所学知识进行整合，设计了机械手通过PLC系统来编写程序控制机械手的运行轨迹。 关键词：PLC,机械手,梯形图

目录 摘要 (2) 第一章PLC简介 (4) 1.1 基本结构PLC (4) 1.1.1中央处理单元(CPU) (4) 1.1.2存储器 (5) 1.1.3 输入接口电路 (6) 1.1.4 输出接口电路 (6) 1.1.5电源 (7) 1.2 PLC的工作原理 (7) 1.2.1输入刷新阶段 (8) 1.2.2程序执行阶段 (8) 1.2.3 输出刷新阶段 (8) 第二章机械臂的PLC控制 (9) 2.1 控制特点 (9) 2.2 系统控制示意图 (9) 2.3 输入和输出点分配表及原理接线图 (11) 2.4 操作系统 (12) 2.5 回原位程序 (13) 2.6手动单步操作程序 (14) 2.7自动操作程序 (15) 2.8机械臂传送系统梯形图 (15) 第三章全文总结 (17) 参考文献 (18) 致谢 (19)

机械手毕业论文69997137

内容提要 机械手因其较高灵活性和通用性，在生活、制造等各个领域中都扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物，分拣物品，并能够在在有害环境下操作以保护人身安全，代替人的繁重劳动，因此被广泛应用于机械制造、轻工以及需求物品搬运等各种场所。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对应用于直升机模拟搜救的机械手技术进行了系统的分析，并就其结构的合理性以及应用的可实施性提出了合理化方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对直升机模拟搜救机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用液压驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。 通过以上部分的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型直升机模拟搜救机械手的设计方案。 关键词 机械手；控制；编程

The Helicopter Rescue Robot Simulation Design and Application 060606219 Pengfei Qiao Faculty adviser Bingxin Hou engineer Abstract Because of its high flexible manipulators and universality, in life, in various fields such as plays a very important role. It can carry goods, articles, and can be sorted in harmful environment to protect personal safety operation, instead of heavy labor, therefore, are widely used in machinery manufacturing, light industry and the demand for handling items. Based on the review of the development in recent years manipulator based on the design of manipulator, in search of the manipulator used helicopters simulation technology systematically analyzed, and its structure rationality and application of constructability put forward rationalization plan. Adopts integrative design ideas, full consideration of the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. The helicopter rescue manipulator to simulate the overall structure, structure, driving system and control system analysis and design. In its drive system used in the hydraulic control system, PLC control unit to choose the system function, the mobile manipulator initialization, fault alarm functions. Through the above work, economical and practical, high reliability model of the manipulator rescue helicopter simulation design scheme. Keywords

机械手PLC控制系统设计毕业设计(论文)

机械手PLC控制系统设计 摘要 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，并且效率也不是很理想。通常利用机械手来代替人工操作，来解决这一问题。本设计中的机械手主要功能是用来抓大小球，绘制出了机械手工作的流程顺序图。主要控制部分的实现，是以三菱公司的F1-40M型号的PLC为控制器。设计了机械手控制系统硬件原理图、梯形图和软件程序流程图，并编写了相应的软件程序。本设计机械手可以用来实现手动、单周期、单步、连续和复位五种工作状态。机械手的连续循环操作主要是通过状态初始化指令IST来控制，利用限位开关来控制机械手走的行程。利用开关来实现手动，单周期和复位等操作。 关键词:PLC，机械手，大小球，控制方式，继电器

DESIGN OF PLC CONTROL SYSTEM FOR MANIPULATOR ABSTRACT With the science and technology development, the degree of automation has become more increasingly demanding and the competition of the market has become more and more intensely. Because the costs of the labor was rising, the traditional object-oriented way, which were manual handling and the conveyor belt fixed of handling, not only waste space and not easy to change the structure of production lines, coupled with the need for human supervision of the operation, but also increase production costs and the efficiency is not very satisfactory. People often use the manipulator to replace the manual operation to solve this problem. The main function of the robot is designed to seize the big and small ball, besides we map out the process sequence diagram of the manipulator. The main part of control is based on Mitsubishi models of the F1-40M for the PLC controller. We designed ladder diagram and software flow chart of manipulator control system hardware schematics to prepare the corresponding software programs. The manipulator we designed can be used to achieve five work statuses which are manual operation, single-cycle, and single-step, continuous and reset. To achieve continuous cycle of robot operations mainly through State initialization instruction IST , to control the use of limit switches to control the robot to go visit . We use the switches to achieve manual operation, such as single-cycle and reset operation. KEY WORDS: P LC,Manipulator, Big and small ball, Control mode, Relay

气动机械手毕业设计论文

[机电一体化]论文

目录 第一章绪论............................................... ３ 1.1 气动机械手概述.......................................... ３ 1.2 机械手的组成和分类...................................... ３ 1.2.1机械手的组成........................................ ３ 1.2.2机械手的分类........................................ ５ 1.3 国内外发展状况.......................................... ７ 1.4课题的提出及主要任务..................................... ８ 1.4.1课题的提出.......................................... ８ 1.4.2课题的主要任务...................................... ９第二章机械手的设计方案................................. １０ 2.1机械手的坐标型式与自由度............................... １０ 2.2 机械手的手部结构方案设计.............................. １１ 2.3 机械手的手腕结构方案设计.............................. １１ 2.4 机械手的手臂结构方案设计.............................. １１ 2.5 机械手的驱动方案设计.................................. １１ 2.6 机械手的控制方案设计.................................. １２ 2.7 机械手的主要参数...................................... １２第三章气动系统设计...................................... １３3．1 气压传动系统工作原理图............................... １３第四章机械手的PLC控制设计.............................. １４ 4.1可编程序控器的简介..................................... １４

基于PLC控制的机械手系统控制毕业设计论文开题报告

毕业论文(设计）开题报告

保持的握力的大小，均与油液的压力和活塞的有效工作面积有关。手臂做各种运动的速度决定于流入密封油缸中油液容积的多少。这种借助于运动着的压力油的容积变化来传递动力的液压传动称为容积式液压传动,机械手的液压传动系统都属于容积式液压传动。(3)可编程控制器(PLC) 可编程控制器（简称PLＣ）:是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器实施控制，其实质就是按一定算法进行输入输出变换,并将这个变换与以物理实现。输入输出变换、物理实现可以说是PLC实施控制的两个基本点,同时物理实现也是PＬＣ与普通微机相区别之处，其需要考虑实际控制的需要，应能排除干扰信号适应于工业现场,输出应放大到工业控制的水平,能为实际控制系统方便使用，所以PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器(CＰU)、存储器（RAM／ＲOM)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。PLC的基本结构如下图所示：?图2-1 PLC基本结构图 ?当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PＬC 的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。如下: (一) 输入采样阶段在输入采样阶段,PLＣ以扫描方式依次地读入所有输入状态和 数据，并将它们存入I／Ｏ映象区中的相应得单元内。输入采样结束后,转入用户程序执行和输出刷新阶段。在这两个阶段中,即使输入状态和数据发生变化，I／Ｏ映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。 (二）用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序(梯形图)。在扫描每一条梯形图时,又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路,并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果,刷新该逻辑线圈在系统RＡM存储区中对应位的状态；或者刷新该输出线圈在I/O映象区中对应位的状态;或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功

机械手设计毕业论文

机械手设计毕业论文 Hessen was revised in January 2021

摘要 本设计为冲床上料机械手设计。基本参数为：升降行程135mm，手臂回转角度为105°。此机械手能以34次 /分的频率，传送重公斤重的硒钢片。 该机械手采用气压传动方式驱动，气缸最大压力为，为提高气缸活塞密封的可靠性，活塞采用2个O型环密封。机械手的的抓取部分为吸附式，采用2个型号为ZP16UN的真空吸盘，吸盘提升力由真空泵提供。机械手工作时，气缸推动活塞杆作升降运动。活塞杆的中部装有一个深沟球轴承，当活塞杆上下运动时，轴承沿导向筒上的螺旋槽移动。活塞轴与手臂相连，当活塞轴作上升运动时，带动装有真空吸盘的吸附式手臂作边上升边回转的复合运动，将被冲压件送到冲床上；当活塞轴作下降运动时，带动装有真空吸盘的吸附式手臂作边下降边回转的复合运动，使机械手回到初始状态，完成一个上料循环。 关键词：冲床机械手气压传动

Abstract ［单击此处键入英文摘要，内容应当与中文摘要相同］KeyWords：冲床机械手气压传动

目录

1 工业机械手的发展概况 工业机械手定义 机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序轨迹极其它要求，实现抓取，搬运工件或操做工具的自动化装置。在我国由于大多数工业机器人所执行的工作为模拟人的手臂而工作，因而通常把工业机器人称做操作机械手。 工业机械手发展概况 工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的.我国的工业机械手是从80年代"七五"科技攻关开始起步,在国家的支持下,通过"七五","八五"科技攻关,目前已经基本掌握了机械手操作机的设计制造技术,控制系统硬件和软件设计技术,运动学和轨迹规划技术,生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。如：可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。影响我国机械

基于PLC的机械手设计毕业论文

基于PLC的机械手设计毕业论文 第一章可编程控制PLC 1．1 PLC简介 自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。同时，PLC的功能也不断完善。随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。今天的PLC不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。 作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界围的PLC年增长率保持为20%～30%。随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。 PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC 只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制

各类机械或生产过程。用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。运行时按存储程序的容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。PLC的CPU有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。把计算结果送给PLC的控制器。 相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。PLC 由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。 近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期PLC在我国仍将保持高速增长势头。 通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控