基于PLC控制物料搬运气动机械手设计.doc

1、任务书二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称基于PLC控制物料搬运气动机械手设计校外指导老师毕业设计时间一、毕业设计目标与任务1采用气动元件的物料搬运系统的结构、气动系统及其PLC控制系统，根据动作要求设计气动机械手。2.本毕业设计就是通过可编程控制器达到对气动机械手动作进行控制，实现机械手的物料运送，包括机械手的各种动作及不同的工作方式。二、实施步骤和方法在进行程序设计时，首先应明确对象的具体控制要求。由于CPU对程序的串行扫描工作方式，会造成输入输出的滞后，而由扫描方式引起的滞后时间，最长可达两个扫描周期，程序越长，这种滞后越明显，则控制精度就越低。因此，在实现控制要求的

2、基础上，应使程序尽量简洁紧凑。另一方面，同一控制对象，根据生产的工艺流程不同，控制要求或控制时序会发生变化，此时，要求程序修改方便、简单，即要求程序有较好的柔性。步骤：原位下降夹紧上升右行下降放松上升左行 最后通过PLC控制实现机械手的搬运任务。三、 进度安排起止时间阶段性任务2016.4.10选题04.15-12.14论文书写12.15-12.25报告、指导老师审核论文2017.01-2017.02指导老师修改、审核03.01-04.30指导老师修改审核中期检查05.15-答辩时间四、成果材料1.毕业设计论文2.气动系统原理图3.PLC的I/O地址分配表4.PLC外部接线图5.PLC控制流程

3、图6.PLC梯形图及指令表五、参考资料1.袁金强.PLC在机械手控制系统中的应用.20012.王万丽等,三菱系列PLC原理及应用.人民邮电出版社,20093.海心，赵华，机电传动控制，高等教育出版社，20074.左建民，液压与气动传动，机械工业出版社，20075.王善斌，组态软件应用指南，化学工业出版社，2011指导老师签名： 年2月10日设计方案二级学院专 业班 级姓 名学 号校内指导老师毕业设计名称基于PLC控制物料搬运气动机械手设计校外指导老师一、选题依据（含意义、价值）在工业生产中，会有一些危险的工作环境，不利于甚至危害工作人员的健康，而机械手不仅可以有效的解决这些问题，而且会极大的提

4、高生产率，现在工业机械手一般用在流水线上工件的传送、装配、焊接、热处理、铸锻、机床加工等方面，而且机械手的数量、种类和性能大都能满足相关工业生产发展的要求。起初，控制机械手动作系统的方式一般是继电器控制，但是随着科技的迅速发展，社会的不断进步，工业机械手在安全性、可靠性、准确率的要求越来越高，故而继电器弱点越来越凸显出来，因此由PLC控制的机械手迅速发展起来，成为当前应用最广的控制方式。本设计是一项先进的设计思想，也就是气动机械手最新的发展方向，必将持续作用在气动机械手的进步和应用。所以，气动机械手也以取代了不能满足要求的工业机械手的地位，在现在的工业生产线上成为应用广泛的主角。气动机械手作为

5、机械手的一种，与其它控制方法的机械手来比较，气动机械手控制系统价格比较低廉、构成简构成简单、节能、功率与体积比大、没有污染切抵抗干扰的能力强等特点。二、毕业设计内容本毕业设计就是通过可编程控制器达到对气动机械手动作进行控制，实现机械手的物料运送，包括机械手的各种动作及不同的工作方式。设计的主要内容有：1、分析系统的硬件要求2、合理分配I/O接口和完成PLC外部接线图 3、完成气动机械手的程序设计梯形图，并进行调试，完成语句表三、毕业设计技术方案、路线1.设计机械手的动作流程2完成气动系统的设计3.根据要求，选择合适的PLC并进行程序编写4.撰写毕业论文四、实施步骤及进度安排1.毕业设计论文2.

6、气动系统原理图3.PLC的I/O地址分配表4.PLC外部接线图5.PLC控制流程图6.PLC梯形图及指令表五、预期效果通过可编程控制器达到对气动机械手动作进行控制，实现机械手的物料运送，包括机械手的各种动作及不同的工作方式。机械手的工作按着从原点、下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移、原点的过程进行。具体的操作过程是：从原点开始，按下启动按钮，下降电磁阀通电，机械手下降，下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀断电，机械手夹紧；夹紧后，上升电磁阀通电，机械手上升，上升到顶时，碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通右移电磁阀，机械手右移，右移到位

7、时，碰到右限位开关，右移电磁阀断电，右移停止；若此时B点上无工件，则光电开关接通，下降电磁阀通电，机械手下降，下降到底时，碰到下限位开关，下降电磁阀断电，下降停止；同时夹紧电磁阀通电，机械手放松；放松后，上升电磁阀通电，机械手上升，上升到顶时碰到上限位开关，上升电磁阀断电，上升停止；同时接通左移电磁阀，机械手左移，左移到原点时，碰到左限位开关，左移电磁阀断电，左移停止。至此，机械手经过9步动作完成一个周期的工作。机械手的每次循环动作均从原位开始。六、参考文献1.袁金强.PLC在机械手控制系统中的应用.20012.王万丽等,三菱系列PLC原理及应用.人民邮电出版社,20093.海心，赵华，机电传

8、动控制，高等教育出版社，20074.左建民，液压与气动传动，机械工业出版社，20075.王善斌，组态软件应用指南，化学工业出版社，2011七、指导老师意见同意按毕业设计方案执行指导老师签名：年2月10日摘 要在工业生产中，会有一些危险的工作环境，不利于甚至危害工作人员的健康，而机械手不仅可以有效的解决这些问题，而且会极大的提高生产率，现在工业机械手一般用在流水线上工件的传送、装配、焊接、热处理、铸锻、机床加工等方面，而且机械手的数量、种类和性能大都能满足相关工业生产发展的要求。起初，控制机械手动作系统的方式一般是继电器控制，但是随着科技的迅速发展，社会的不断进步，工业机械手在安全性、可靠性、准

9、确率的要求越来越高，故而继电器弱点越来越凸显出来，因此由PLC控制的机械手迅速发展起来，成为当前应用最广的控制方式。本毕业设计就是通过可编程控制器达到对气动机械手动作进行控制，实现机械手的物料运送，包括机械手的各种动作及不同的工作方式。设计的主要内容有：1、分析系统的硬件要求2、合理分配I/O接口和完成PLC外部接线图3、完成气动机械手的程序设计梯形图，并进行调试，完成语句表关键词：气动机械手；PLC；物料搬运； 目 录摘 要III第一章绪论11.1机械手的发展及现状11.2气动机械手21.2.1气动技术21.2.2气动机械手2第2章PLC简介52.1可编程控制器52.2 PLC工作原理5第3

10、章 气动机械手的设计73.1气动机械手的控制要求73.2 气动机械手的气压传动系统设计83.3机械手的控制方式9第4章PLC控制系统的设计104.1 硬件的设计104.1.1气动机械手的I/O地址分配表104.1.2PLC外部接线图124.1.3控制机械手的流程图134.2 软件的设计144.2.1PLC总体梯形图14参考文献22第一章绪论1.1机械手的发展及现状“具有和人手臂相似的动作功能，可在空间抓放物体，或进行其它操作的机械装置。”是我国国家标准(GB/T1264390)对机械手的定义。工业机械手一般分为专用的机械手和通用的机械手两大类别。专用的机械手：它是整个机体的附属部分，动作比较简

11、单，对象很单一，具有相对稳定(有时可调)的程序，一般是大量的自动化生产。例如：自动生产线上的上料机械手，自动换刀机械手，装配焊接用机械手等装置。所谓通用机械手是指它具有相对独立的控制系统、程序可以再编程、动作灵活多变，通常用在可以变换产品种类的中小批量自动化产品的生产方面。这种机械手工作范围比较大，定位的精度很高，通用程度很高，广泛地应用在柔性生产线。 最早的机械手应用在汽车生产行业，一般于电焊、油漆的喷涂、零件的搬运输送。机械手在拓展人的手脚和头脑的功能方面作用显著，它能够代替人们的手脚做危险、有害、有毒、低温和高热等危险环境中的劳作；还有替人完成繁杂、单一的重复动作，使劳作生产率极大提高，

12、保证了工件的品质。现在大部分应于制造行业中，尤其是电器的生产、汽车的制造、塑料的加工、通用机器生产及金属类的加工等工业。工业机械手系统与数控中心，自动运料小车与自动工件测检系统可以构成柔性制造系统(FMS)和计算机集成制造系统(CIMS)，使工件产品加工智能化。随着科技的进步，机械手功能和能力的逐步提高和完善，机械手的使用越来越广泛。 现在全球工业产业进步变慢了，气动机械手的进步也被影响的很慢，但是，它是具有创新科技的产品，气动机械手的进步也一直在持续。所以现在气动机械手的进步具有下面的特点：1、结构模块化2、控制智能化3、感觉功能变强4、系统应用与集成化5、可靠性越来越高6、易操作更灵活7、

13、向微型化方向发展1.2气动机械手1.2.1气动技术气动相关技术，一个被盛誉为工业的动化的“肌肉”的传递运动以及控制的技术，在产品的生产加工相关产业愈来愈得到人们的重视，而且得到了广泛的应用。近来，随着微型电子、无线通讯和自动化技术的迅速提升，气动技术也一直开创新发展，以工业实际的作用为目的，取得了空前的进步。气动技术(Pneumatics)是将被压缩的空气为传导介质来传递运动和控制机器的一项专门的技术。“Pneumatics”这个词来自希腊文中的“Pneuma”，其本义为“呼吸”，推广变化成为“气动技术”。气动技术由于有节约能源、没有污染、效率高、成本低、可靠安全、结构比较简单，还有防火、防爆

14、、抗干扰和抗幅射等优点，所以被大量用在汽车的制造、电子、工业机器、食用物品等工业相关领域。伴随新型材料、创新技术、创新工艺的研发和使用，气动技术完全冲破原有的设计、制造概念，正在IC/LCD、微型电子、医学药业、医用器械等高新技术方面具有举足轻重的地位。伴随产业自动化水平的持续发展，气动技术的应用领域持续扩大，气动技术产业种类型号不断增加，质量、能力开拓创新，工业相关出售产量逐步增加。尤其是工业进步的欧美、日等国家，气动产业产值已经靠近液压产业的产量，且仍然在很快速的进步。气动产业的迅速增加，更加推动了气动相关技术的进步。气动相关技术发展的更加精确、高速、小型、复合和集成。1.2.2气动机械手

15、目前，工业机械手应用最广的驱动方法是电机的驱动方法。电机驱动一般用步进电机或者伺服电机和交流电机。因为电机速率快，一般要用降速的结构(比如谐波、RV摆线针轮、齿轮、螺旋和杆等结构传动)。这谢工业机械手的主要是控制比较精确，作用力比较高，速度相应快，信号的检测、传递、处理比较便捷，还可以应用各种变通的控制方法。但因为这些工业机械手比较贵，不能在一般地方的随便使用。所以，相关专家就找别的比较经济的工业机械手控制驱动方法。由于气动技术得到了迅速的进步，它的成本低性能高还有大量的优点，在得到工业生产推广需要也愈来愈得到肯定。机械手的气动驱动技术已能够满足很多工业产业生产规格的一项不可或缺的技术。在己经存在的一般机械手控制