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基于PLC与组态王的机械手控制系统设计毕业论文 精品

基于PLC与组态王的机械手控制系统设计毕业论文 精品
基于PLC与组态王的机械手控制系统设计毕业论文 精品

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。

PLC控制的工业机械手设计

学院 课程设计说明书 题目:基于PLC控制的工业机械手 专业:机电一体化技术 班级: 学号: 姓名: 指导老师: 二○一○年十一月三日

摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 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,对机械手技术进行了系统的分析,提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。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。对物料分拣机械手的整体结构、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气动驱动,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。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的工作,得出了经济型、实用型、高可靠型工业机械手的设计方案,对其他经济型PLC控制系统的设计也有一定的借鉴价值。 关键词:机械手,气动控制,可编程控制器(PLC),自动化控制。

学院 课程设计说明书 题目:基于PLC控制的工业机械手 专业:机电一体化技术 班级: 学号: 姓名: 指导老师: 二○一○年十一月三日

毕业设计任务书 机电工程系机电一体化技术专业 学生姓名学号 一、毕业设计题目:PLC控制的工业机械手设计 二、毕业设计时间 2010 年11月1日至2010年 11 月 28日 三、毕业设计地点: 四、毕业设计的内容要求: 1、系统的电路原理图。 2、元器件的明细表。 3、毕业设计说明书包含工作原理、系统结构、控制过程、控制流程图机控制程序等,字数不少于6000字。 4、设计格式按照要求完成。 指导教师年月日

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

基于组态王的机械手设计报告

电气及自动化课程设计报告题目:基于组态王的机械手设计 课程:《工控组态软件应用技术》 学生姓名: 学生学号: 年级: 14级 专业:自动化 班级: 2班 指导教师: 机械与电气工程学院制 2017年5月

基于组态王的机械手设计 机械与电气工程学院自动化 1课程设计的任务与要求 1.1 课程设计的任务 ①熟悉组态王软件,达到熟悉使用组态软件的常用工具; ②学会完成组态王工程的步骤; ③锻炼动手能力和分析问题解决问题的能力。 1.2 课程设计的要求 完成一个机械手的监控系统,具有流程图图画面,个画面能实现灵活转换 2机械手设计步骤 2.1启动组态王建立新工程 打开组态王软件,计入工程管理器,新建一个工程,选择它的储存路径并设定项目名为“机械手设计”。 2.2新建设备并将其命名为PLC 进入工程浏览器后,首先进行设备的链接,上位机COM1与PLC之间通过PC\PPI 编程电缆链接,选择工程浏览器左侧大纲“设备\COM1”,在工程浏览器右侧用鼠标双击“新建”图标,运行“设备配置向导”,相关配置如下图: 图1设备配置图

2.3通讯设备参数的设定 在组态王工程浏览器的工程目录显示区,点击“设备COM1”,进行COM1参数设置,是系统的COM1口设置与PLC一致[1]。 图2 COM1口的设置图 2.4 定义变量 数据库是”组态王”软件的核心部分,在工程管理器中,选择”数据库\数据词典”,双击”新建图标”,弹出”变量属性”对话框,创建机械手各个变量数据,数据变量是构成实时数据库的基本单元,建立实时数据库的过程也即定义数据变量的过程。定义数据变量的内容主要包括:指定数据变量名称、类型、初始值和数值范围,确定与数据变量存盘相关的参数,如存盘的周期、存盘的时间范围和保存期限等。数据对象有I/O开关型、I/O数值型、I/O字符型、内存开关型等8种类型。不同类型的数据对象,属性不同,用途也不同[3]。 设计中的数据变量:时间(内存整数)、垂直移动(内存整数)、水平移动(内存整数)、夹紧(内存离散)、启动(内存离散)。

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

机械手毕业设计

目录 第一章绪论 1.1 项目的技术背景与研究意义 1.2 取苗装置的国内外研究现状 1.2.1国外取苗装置的研究现状 1.2.2国内取苗装置的研究现状 1.3论文的研究目标与研究内容 1.4论文研究的技术路线 第二章穴盘苗自动移栽机机械手整机方案设计 2.1 穴盘苗自动移栽机机械手工作原理和结构分析2.2 利用UG建立样机模型 第三章穴盘苗自动移栽机取苗装置的结构设计 3.1 取苗机构的基本构成 基本结构 (1)机械手 (2)穴盘定位平台 (3)驱动系统 (4)控制系统 PLC程序 (5)底座 3.2 取苗机构的工作原理 第四章穴盘苗自动移栽机送苗装置的设计要求分析1穴盘育苗及穴盘的选择 2送苗装置的工作原理和结构组成 3送苗机构的控制系统 第五章取苗装置的实验研究 1.取苗装置影响因素分析 2影响取苗成功率的因素 3取苗装置手臂角度的实验分析

第六章总结与展望1 全文总结 2研究展望 结束语 参考文献 致谢

第一章绪论 1.1项目的技术背景与研究意义 随着社会进步和人民生活水平的提高,设施农业已成为国民经济中的支柱产业,温室蔬菜、花卉及棉花生产对发展农村经济,增加农民收入,丰富人民的菜篮子,改善人民生活具有举足轻重的作用。穴盘苗移栽是近年才兴起的种植新技术,它具有缩短生育期,提早成熟,提高棉花单产,具有广阔的推广前景。过去几年温室大棚育出成品苗向大田移栽,全部是靠人工移栽。穴盘苗自动移栽技术是温室蔬菜或花卉生产实现工厂化和自动化而采用的一种重要的种植方式。目前,国内穴盘苗移栽的取苗、喂苗环节主要靠手工完成,劳动强度大,作业效率低,不能满足规模化生产的需要,从而制约了蔬菜生产的发展。因此,研制开发适合我国国情、结构简单、价格低廉、性能稳定可靠的中小型穴盘苗自动移栽机迫在眉睫,而移栽机械手是温室穴盘苗移栽自动化的关键部分,能够完成“穴盘定位—自动送苗—钵苗抓取—钵苗投放”这一系列连续动作,其性能直接影响移栽机的移栽质量。穴盘苗移栽机械手的研究对实现实现温室穴盘苗移栽生产过程自动化、减轻穴盘苗移栽作业的劳动强度、提高作物移栽质量,推进我国温室农业作物生产机械化和自动化进程,特别是我国“十二五”农业发展规划的顺利实施具有重大意义。 1.2 取苗装置的国内外研究现状 国外穴盘苗移栽机取苗装置的技术较成熟,而且大部分机型开始投入使用,尤其是应用于花卉、蔬菜等经济价值高的作物的大面积移栽,具有很好的经济价值。国内的研究主要集中在各大高校及科研院所,且大部分的研究成果只是样机的试制,尚没有成型的机型投入生产应用。 1.2.1国外取苗装置研究现状 20 世纪初期部分国家开始出现移栽机具。三十年代出现移栽装置或移栽器代替人工取苗。五十年代移栽的生产技术研究,研制出了不同结构的半自动移栽机。八十年代,半自动移栽机已在欧美国家的农业生产中广泛被使用,培育穴盘苗、移栽作物等,实现了制造机械、播种机械、移栽机等各种机械配套使用。到90年代,有关部门加强从育苗到栽植整个系统的研究,使育苗和栽植有机地结合,研制出多种全自动移栽机,如日本90年代初将穴盘苗自动移栽机列为农业机械急需开发的项目,日本农机研究所联合三家农机公司,于1993年至1995年期间开发出了三种型号的全自动移栽机(图1-1~1-3),可移栽穴盘苗或纸钵苗,主要

气动机械手的毕业设计说明

毕业设计(论文)题目:气动机械手的设计 系部:机电工程系 专业:数控技术 班级: : 学号:

目录 摘要 (3) 第一章前言 1.1机械手概述 (4) 1.2机械手的组成和分类 (4) 1.2.1机械手的组成.......................................4 1.2.2机械手的分类.......................................6 第二章机械手的设计方案 2.1机械手的坐标型式与自由度.............................. 8 2.2机械手的手部结构方案设计.............................. 8 2.3机械手的手腕结构方案设计.............................. 9 2.4机械手的手臂结构方案设计...............................9 2.5机械手的驱动方案设计...................................9 2.6机械手的控制方案设计...................................9 2.7机械手的主要参数.......................................9 2.8机械手的技术参数列表...................................9 第三章手部结构设计 3.1夹持式手部结构.........................................11 3.1.1手指的形状和分类.................................11 3.1.2设计时考虑的几个问题.............................14

机械手的PLC控制 PLC课程设计

一、要求 机械手的PLC控制 1.设备基本动作:机械手的动作过程分为顺序的8个工步:既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环(周期)回到原位。并且只有当右工作台上无工件时,机械手才能从右上位下降,否则,在右上位等待。 2.控制程序可实现手动、自动两种操作方式;自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。 3.设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。 4. 在实验室实验台上运行该程序。 二参考 1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200” 书中212页“8.1.3机械手的控制” 2. “机床电气控制”第三版王炳实主编 书中156页“三、机械手控制的程序设计”。 3.“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。其中工作方式时手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。 注解: “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动(连续)两种操作模式,使用顺序控制法编程。PLC 机型选用CPM2A-40型,其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。 “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。有手动、自动(单工步、单周期、连续)操作方式。手动方式与自动方式分开编程。参考其编程思想。 “可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。其中工作方式有手动、自动(单步)、单周期、连续;还有自动工作方式下的误操作禁止程序段(安全可靠)。用CPM1A编程。 这里“误操作禁止”是指当自动(单工步、单周期、连续)工作方式时,按

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

机械手的设计毕业设计论文

天津机电职业技术学院毕业综合实践报告 专业电气自动化 班级电气自动化三班

目录 1 机械手的基本介绍 (1) 1.1 机械手的基本结构组成 (1) 1.1.1 气动手爪 (1) 1.1.2 伸缩气缸 (1) 1.1.3 回转气缸及垫板 (2) 1.1.4 提升气缸 (2) 1.2 直线运动传动组件 (2) 1.3 气动控制回路 (3) 2 传感器部分 (5) 2.1 传感器简介 (5) 2.2 磁性开关 (5) 2.3 光电传感器和光纤传感器 (5) 3 伺服电机应用 (7) 3.1 伺服系统 (7) 3.2 交流伺服系统的位置控制模式 (8) 3.3 接线 (10) 3.4 伺服驱动器的参数设置与调整 (10) 3.4.1 参数设置方式操作说明 (11) 3.4.2 面板操作说明: (11) 3.4.3 部分参数说明 (11) 3.5 最大速度(MAX_SPEED)和启动/停止速度(SS_SPEED)12 3.6 移动包络 (13) 4 PLC程序编写 (15) 4.1 PLC的选型和I/O接线 (15) 4.2 伺服电机驱动器参数设置 (15) 4.3 编写和调试PLC控制程序 (16) 4.4 初态检查复位子程序和回原点子程序 (19) 4.5 急停处理子程序 (20) 个人收获 (23) 参考文献 (24) 附录 (25) 致谢 (28)

1 机械手的基本介绍 1.1 机械手的基本结构组成 1.1.1 气动手爪 用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。见图 1-1 图 1-1 气动手爪 1.1.2 伸缩气缸 用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。见图 1-2 图 1-2 伸缩气缸

(完整版)基于plc的机械手控制系统设计

前言 随着我国工业生产的飞跃发展,自动化程度的迅速提高,实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化,已愈来愈引起人们的重视。 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。近年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的发展,使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点,因此,机械手已受到许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用,生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。 本文将通过西门子PLC控制机械手,PLC是可编程控制器(Programmable Logic Controller)的简称,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。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC,在步进电机驱动下,完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制,并对非正常情况实行自动报警和自动保护,实现企业的机电一体化,提高企业的生产效率。

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

基于PLC和组态王的机械手控制系统设计

龙源期刊网 https://www.wendangku.net/doc/f26512007.html, 基于PLC和组态王的机械手控制系统设计作者:刘次乐李小斌吴宏岐刘霞 来源:《数字技术与应用》2018年第05期 摘要:在我国机械手的发展越来越受到社会的关注,机械手取代人力的趋势日渐明显,机械手控制系统的研究和教学被许多高校关注,然而受实验室设备和场地的限制,在校大学生很难获得更多的实验机会。因此,这里给出一种基于组态王和PLC的机械手控制系统设计方案,可有效解决实验条件不足的问题,帮助在校学生更好地理解学习机械手控制过程。实践表明,该方案可以取得很好的研究、学习效果。 关键词:机械手;PLC;组态王 中图分类号:TP29 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2018)05-0020-03 随着科技的发展和生产加工的高效、高精度需求,机器人的应用已经越来越受到国内生产企业的重视,在南方很多企业已经开始将机器人应用于工业生产,这也进一步推动了高等院校对机器人控制系统的研究和教学,目前在校大学生对机器人控制系统的学习兴趣也是空前高涨。然而,与之相对的是实验设备的紧缺和实验场地的严重不足。这里给出一种机械手虚拟控制系统设计方法,可借助计算机软件逼真地模拟机械手的控制过程,使学生和老师不要机械手就可以实现机械手控制系统的设计和工作过程研究。该方案只需要计算机和PLC,或者只有计算机,即可达到真实系统的仿真效果。 1 机械手主要结构及工作过程 1.1 机械手主要结构 如图1所示,机械手主要由A、B、C三个气缸组成,A气缸控制水平方向移动,B气缸 控制垂直方向的移动,C气缸完成机械手夹紧、松开动作,三个气缸在程序控制下完成机械手对物料的搬运[1]。 1.2 机械手工作过程 当机械手处于原始位置,它的左上位开关处于闭合的状态,当用户按下启动开按钮时,机械手将开始向下运动,碰到下限位开关时,停止2秒后执行夹紧动作,夹起A点物体,随后机械手开始向上移动,碰到上限位开关时开始向右移动,碰到右限位开关就向下运动,直到遇到下限位开关,执行松开动作将物品放到b点。之后,机械手回到原位,这个流程即完成了一次物料的搬运的过程,整个工作过程如图2所示。 2 机械手控制系统设计

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

工业机械手毕业设计--论文

摘要 随着微电子技术、传感器技术、控制技术和机械制造工艺水平的飞速发展,机器人的应用领域逐步从汽车拓展到其它领域。在各种类型的机器人中,模拟人体手臂而构成的关节型机器人,具有结构紧凑、所占空间小、运动空间大等优点,是应用最为广泛的机器人之一。尤其由柔性关节组成的柔性仿生机器人在服务机器人及康复机器人领域中的应用和需求越来越突出。 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 With the development of microelectronic technology, sensor technology, the rapid development of control technology and machinery manufacturing technology level, the application of robots gradually expanded from cars to other fields. In all types of robots, the articulated robot arm simulation human form, has the advantages of compact structure, small occupied space, large moving space, is one of the most widely used robots. Especially flexible biomimetic robot composed of flexible joint in the field of service robot and rehabilitation robot application and demand more and more prominent. 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

机械手毕业论文.

毕业设计论文题目:气动机械手的设计 设计人: 指导教师: 所属院系: 专业班级: 2014年11月10日

第1章前言 1.1工业机械手概述 工业机器人由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构成,是一种仿人操作,自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机电一体化自动化生产设备。特别适合于多品种、变批量的柔性生产。它对稳定、提高产品质量,提高生产效率,改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。机器人技术是综合了计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术,是当代研究十分活跃,应用日益广泛的领域。机器人应用情况,是一个国家工业自动化水平的重要标志。机器人并不是在简单意义上代替人工的劳动,而是综合了人的特长和机器特长的一种拟人的电子机械装置,既有人对环境状态的快速反应和分析判断能力,又有机器可长时间持续工作、精确度高、抗恶劣环境的能力,从某种意义上说它也是机器的进化过程产物,它是工业以及非产业界的重要生产和服务性设各,也是先进制造技术领域不可缺少的自动化设备.机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率:可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。因此,在机械加工、冲压、铸、锻、焊接、热处理、电镀、喷漆、装配以及轻工业、交通运输业等方面得到越来越广泛的引用.机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强,仅为某台机床的上下料装置,是附属于该机床的专用机械手。随着工业技术的发展,制成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很

基于PLC毕业设计题目

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