搬运机械手的PLC控制技术设计.doc

1、任务书毕业设计课题方向：自动化技术题目：搬运机械手的PLC控制技术设计完成日期：20xx年5月18日一、 题目来源： 目前，生产成品包装电饭煲的流水线工厂中都是人工搬运成品电饭煲进行包装，包装过程都是劳动强度大、生产效率低、在搬运过程中可能造成电饭煲外壳的损伤。通过对是美的MB-WFZ5099IH型号电饭煲外壳材料的了解，工人搬运过程中出现繁重、单调、重复的问题。可能出现不确定因素导致产品电饭煲产生质量问题和影响产品的美观。结合实际中还可能出现的其它问题设计出一款搬运机械手，来达到搬运机械手在工厂生产线上进行搬运很好的代替了人工至打包过程中会出现的一些问题避免货物损伤又节约了人力，实现了现代工

2、厂自动化生产发展的需要。二、设计要求：（包括原始数据、技术要求、工作要求、作品要求）原始数据： （1）电饭煲的尺寸：456*334*308mm，重量：9.48kg。（2）自由度数：4个自由度。（3）坐标型式：17圆柱坐标。（4）手臂运动参数：伸缩行程100mm；伸缩速度40mm/s；升降行程150mm；升降速度100mm/s；反转范围1800mm；回转速度90mm/s。（5）手腕运动参数：反转范围1800mm；回转速度90mm/s。（6）手指夹持范围：方形电饭煲尺寸:456*334*308。（7）定位方式行程开关。（8）定位精度1mm。技术要求：在机械手搬运过程中可能会造成一些类似电饭煲外壳损

3、伤之类的问题，会对产品出厂造成影响，对于这个问题我们可以通过在搬运机械手上面加上传感器来对搬运机械手抓取时抓取力的大小进行控制，达到不损伤电饭煲外壳的目的。机械手在运作过程的协调度的高低会对电饭煲成品生产线造成很大的影响，运用同步电机来解决搬运机械手在搬运过程中运动同步性。机械手在反复搬运时有可能会伤到工人，为了保护工人操作时安全，我们必须在机械手上加上熔断器。结合搬运机械手实际中可能出现的问题，通过搬运机械手的基本知识，搬运机械手的结构和产品电饭煲结构的介绍，搬运机械手的PLC系统的硬件设计，搬运机械手的PLC系统的软件设计，搬运机械手的PLC控制系统安装与调试 维护，来解决搬运机械手这抓取

4、电饭煲时候可能存在的问题。工作要求：常用的进行水平运动、垂直运动和旋转运动自动化的机械设备, 它的动作可以由液压动机驱动，又可以由气缸驱动。机械手控制系统如采用传统的继电器、接触器控制，由于机械触点多, 电路复杂, 接线多，因此具有故障率高、可靠性差、动作不精确，控制电路的体积庞大等众多缺点。而使用PLC程序的控制系统故障率低、可靠性高、动作精度高、体积小。以生产线搬运包装机械手模型的控制系统设计为例。作品要求:控制系统进行优化，结合他人对搬运机械手控制系统设计中可能出现的问题和优点进行分析。搬运机械手的电气控制系统安全措施与保护，提出自己的想法。对搬运机械手爪部在搬运过程中可能出现的问题进行

5、分析，结合实际情况来解决可能出现的问题。三、 个人重点：美的MB-WFZ5099IH型号电饭煲采用不锈钢外壳材料，在搬运过程中对机械手力量大小有一定要求，所以设计机械手重点在于压力传感器和触力传感器，同时机械手的手指部是45号钢，设计也有一定的要求防止在机械手抓取时候留下刮痕，所以这机械手手部设计装上多个硅橡胶手指套来保证，搬运机械手在抓取中不留下刮痕，因为硅橡胶拥有弹性，能起到一定缓冲作用。四、各阶段时间安排，应完成的工作量：序号各阶段工作内容起讫日期备 注1确定选题，相关资料20xx年3月12日到3月20日2整理资料.撰写初稿20xx年3月20日到4月5日3通过指导老师审查，完成修改20x

6、x年4月5日到4月20日4通过指导老师检查，完成2次初稿20xx年4月20日到5月10日5论文定稿，上交20xx年5月10日到5月21日6完成答辩 20xx年5月25日五、 应阅读的基本文献目录：1张志田，刘德玉，徐钦.西门子57-200PLC项目式教程，南京：南京大学出版社，2014.2边兵兵，闫巧枝.液压与气压传动，山东：中国海洋大学出版社，2013.3金大鹰，机械制图.北京：机械工业出版社，2012.4陈海军，宋雪梅.AutoCAD2009机械绘图项目化教程，北京：冶金工业出版社，2010.5邱士安，机电一体化技术，西安：电子科技大学出版社，2004.6金茂青，曲忠萍，张桂华.国外工业机

7、器人发展势态分析，北京：北京机械工业自动化所2001.7蔡自兴.机器人学的发展趋势和发展战略. 长沙： 中南大学信息科学与工程学院，2001.8张建民.工业机器人，北京：北京理工大学出版社，1988.指导教师签字： 20xx年3月30日教研室主任签字： 20xx年4月15日院长（副院长）签字： 年 月 日搬运机械手的PLC控制技术设计摘 要机械手能模仿某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重、单调、重复劳动以实现生产的机械化和自动化，因而得到广泛应用。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构，机械手的动作由气动缸驱动，机械手采用PLC控制，具有可

8、靠性高、改变程序灵活等优点，无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定PLC程序来实现。可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。通过六维力、触力传感器的互相协了来解决了搬运机械手，搬运过程中抓取物体时爪部力度过大过小问题。【关键词】:搬运机械手，PLC，六维力、触力传感器，气动Design of PLC control technology for handling manipulatorAbstractThe mechanical hand can imitate the action of certain functions for automatic oper

9、ation device fixed program grab, moving objects or operating tool. It can replace the heavy, monotonous and repetitive work to realize the mechanization and automation of the production, so it is widely used. The design of manipulator by lifting and plane rotational structure, mechanical hand moveme

10、nts by the gas dynamic cylinder driving, manipulator controlled by PLC, with high reliability, advantage of the flexibility of program changes, whether it is for time control or stroke control and hybrid control, by setting the PLC program to realize. You can modify the program according to the move

11、ment of the manipulator in order to make more universal manipulator. Through the pressure, the contact sensor coordinated the to solve the manipulator, handling in the process of grasping the object the pawl efforts had greater than a small problem.【key word】：Handling manipulator, PLC, pressure, tou

12、ch sensor, pneumatic目 录中文摘要，中文关键词1英文摘要，英文关键词2前 言3第一章 搬运机械手课题研究基本知识51.1课题研究背景51.2课题研究目的与内容5 1.3课题研究意义5第二章 搬运机械手简介72.1 搬运机械手的发展史72.2机械手的结构82.3机械手的工作原理82.4搬运机械手的控制功能演变9第三章 搬运机械手的总体方案设计123.1搬运案例分析12 3.1.1搬运电饭煲机械手案例析12 3.1.2机械手搬运电饭煲方案证133.2搬运机械手机械部件构造设计14 3.2.1 机械手的手部结构方案设计14 3.2.2 机械手控制抓取力度的设计15 3.2.3 机械手防止出现刮痕的设计17 3.2.4 机械手的技术参数列表173.3搬运机械手的驱动方案设计183.4搬运机械手电控系统设计19 3.4.1 电控系统方案分析19 3.4.2 电控系统元器件选择20 3.4.3 电控系统电气主回路设计21第四章 搬运机械手的PLC系统的设计234.1 搬运机械手控制回路方案选择与论证234.2 PLC的基本知识254.3 搬运机械手PLC程序控制设计27 4.3.1 PLC的选择27 4.3.2控制过程优化28 4.3.3 PLC外围电路设计30 4.3.4 PLC软件程序设计34