课题三机械手的顺序控制系统的设计
毕业设计任务书机械手顺序控制系统的设计
四、要紧仪器设备
PLC实验台和演示板。
五、要紧资料及参考文献
任务下达时刻
07年09月20日
毕业设计开始
与完成时刻
2007年10月08日至
2007年12月10日
估量毕业答辩时刻
2007年12月15日
毕业设计进度安排
毕业设计任务书机械手顺序控制系统的设计
学生姓名
专业班级
学 号
课题名称
课题三：机械手顺序操纵系统的设计
毕业设计指导教师
张行松
一、课题介绍
1、目的
2、操纵要求
3、I/O分配
二、操纵描述
三、编写设计说明书的具体要求
1、设计说明书应包括设计课题、名目、摘要、正文，设备材料明细表，参考文献，设计图纸。
2、用电脑绘制“I/O分配接线图”，“工作状态流程图”，“内存分配表”，“PLC操纵程序”（梯形图程序、指令表程序），並打印设计图纸。
专业教研室负责人意见
签名：
年 月 日
系审核意见
（系公章）
年 月 日
任务下达人签字
年 月 日
任务同意人签字
年 月 日
备 注：
1、此表由各专业教研室统一规格后打印。
2、本任务书一式三份，由指导教师填写相关栏目，经系审核同意后，系、指导
教师和学生各执一份。
3、本任务书须与学生的毕业设计一并按要求装订存档。
周 次
工 作 内 容
执行情形
第6周
熟悉毕业设计任务书，收集资料，选定课题
第7周
确定初步方案
第8周
进行课题调研
第9周
机械手设计毕业设计 机械手
摘要在机械制造业中，机械手已被广泛应用，大大地改善了工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快了实现工业生产机械化和自动化的步伐。
本文通过对机械手的组成和分类，及国内外的发展状况的了解，对本课题任务进行了总体方案设计。
确定了机械手用三自由度和圆柱坐标型式。
设计了机械手的夹持式手部结构；以及设计了机械手的总体结构，以实现机械手伸缩，升降，回转三个自由度及手爪的开合。
驱动方式由气缸来实现手臂伸缩和升降，异步电机来实现机械手的旋转。
运用了FX 系列可编程序控制器（PLC）对上下料机械手进行控制, 论述了电气控制系统的硬件设计, 控制软件结构以及手动控制程序和自动控制程序的设计。
关键词：机械手，气缸，可编程序控制器目录摘要 (I)1 绪言 (1)1.1 机械手的概述 (1)1.2 我国机械手的发展 (1)1.3 气动机械手的应用现状及发展前景 (3)1.4 PLC概念的由来和产生 (5)1.5 本课题设计要求 (8)2 机械手的总体设计方案 (9)2.1 机械手的系统工作原理及组成 (9)2.2 机械手基本形式的选择 (10)2.3 驱动机构的选择 (11)2.4 机械手的技术参数列表 (11)3 机械手的机械系统设计 (13)3.1 机械手的运动概述 (13)3.2 机器人的运动过程分析 (14)4 机械手手部结构设计及计算 (15)4.1 手部结构 (15)4.2 手部结构设计及计算 (16)4.3 夹紧气缸的设计 (18)5 机械手手臂机构的设计 (24)5.1 手臂的设计要求 (24)5.2 伸缩气压缸的设计 (24)5.3 导向装置 (29)6 机械手腰部和基座结构设计及计算 (30)6.1 结构设计 (30)6.2 控制手臂上下移动的腰部气缸的设计 (30)6.3 导向装置 (34)6.4 平衡装置 (34)6.5 基座结构设计 (35)7 机械手的PLC控制系统设计 (38)7.1 可编程序控制器的选择及工作过程 (38)7.2 可编程序控制器的使用步骤 (39)7.3 机械手可编程序控制器控制方案 (39)8 总结 (53)参考文献 (54)1 绪言1.1 机械手的概述机械手（又称机器人，机械人，英文名称：Robot），在人类科技发展史上其来有自。
毕业设计(论文)基于三菱FX系列PLC的机械手控制系统设计
可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。
高可靠性（1）所有的I/O接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC内部电路之间电气上隔离；（2）各输入端均采用R-C滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms；（3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰；（4）采用性能优良的开关电源。（5）对采用的器件进行严格的筛选；（6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU立即采用有效措施，以防止故障扩大；（7）大型PLC还可以采用由双CPU构成冗余系统或有三CPU构成表决系统,使可靠性更进一步提高。
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。
机械手主要由执行机构、驱动机构和控制系统构成。
执行机构包括手部、手臂和躯干。手部装在手臂前端，可以转动、开闭手指。机械手手部的构造系统模仿人的手指，分为无关节、固定关节和自由关节三种。手指的数量又可以分为二指、三指、四指等，其中以二指用得最多。可根据夾持
对象的形状和大小配备多种形状和尺寸的夹头，以适应操作的需要。本设计采用二指的构造。手臂的作用是引导手指准确地抓住工件，并运送到所需要的位置上。为了使机械手能够正确地工作，手臂的三个自由度都需要精确地定位。总之，机械手的运动离不开直线移动和转动二种，因此它采用的执行机构主要是直线液压缸、摆动液压缸、电液脉冲马达、伺服液压马达、交流伺服电动机、直流伺服电动机和步进电动机等。躯干是安装手臂、动力源和各种执行机构的机架。
《多台电动机时间原则顺序启动控制系统设计3100字》
多台电动机时间原则顺序启动控制系统设计目录三台电动机时间原则顺序启动控制系统设计 (1)一、设计说明 (1)二、设计成果 (1)1、电动机及相关理论： (1)1、Y表示该电机为Y系列鼠笼型三相异步电动机； (1)3、M表示该电机机座长度规格，M为中型，L为长； (1)2、主电路设计： (2)3、控制电路设计： (2)4、信号电路设计： (3)5、电气元件及导线的选择： (4)6、原理图： (6)7、基于PLC的控制电路优化设计： (6)8、电器元件布置图： (9)二、参考文献 (10)一、设计说明设计任务：设计三台电动机M1、M2、M3（均为Y132M-4）按时间原则顺序启动的控制系统并对其控制电路进行基于PLC的优化改造。
控制要求：按下启动按钮，M1启动，MI运行指示灯亮；15S后M2自行启动，M2运行指示灯亮，20S后M3自行启动，M3运行指示灯亮，按下停止按钮，三台电动机同时停车，指示灯熄灭。
二、设计成果1、电动机及相关理论：(1)电动机介绍：电机Y132M-4型表示交流异步电机，电机中心高132mm，长铁芯，极数为4极电机。
7.5KW电动机,额定电压380V,额定电流15A左右，额定效率87%，额定功率因数0.85。
1、Y表示该电机为Y系列鼠笼型三相异步电动机；2、132表示该电机机座号，即从是轴中心到机座平面高度度为132mm；3、M表示该电机机座长度规格，M为中型，L为长；4、4表示该电机极数为4极，即其转速为1400+转/分钟。
(2)相关理论：顺序控制，是指按照生产工艺预先规定的顺序，各个执行机构自动地有秩序地进行操作，在工业生产和日常生活中应用十分广泛，例如搬运机械手的运动控制、包装生产线的控制、交通信号灯的控制等。
顺序控制有三个要素：转移条件、转移目标和工作任务，按照顺序控制系统实现顺序控制的特征，可以将顺序控制划分为时间顺序控制、逻辑顺序控制和条件顺序控制三类。
2、主电路设计：图1，主电路图主电路包含一个空气开关QS和三个额定功率7.5千瓦的电动机M2,M3,M3，以及各个电机相对应的接触器KM1,KM2,KM3,热继电器FU1,FU2,FU3和熔断器FR1,FR2,FR3。
PLC控制三自由度机械手控制部分分析与设计
图 ３机械 手 循 环 动 作 过 程示 意 图
停止信号 ： 下限位开关得 电。 动作 ７ ： 开始信号 ： 下限位开关得 电。 动 作 ： 手指松开动作 。 停止信号 ： 手指限位开关得 电。
动 作 ８ ： 开始信 号 ： 手指限位开关得电。
・
ｌ ２・
动 作 ： 手臂上摆 动作 。 停止信号 ： 上限位开关得 电。 动作 ９ ： 开始信号 ： 上限位开关得 电。 动 作 ： 回转腰右转动作 。 停止信号 ： 右限位开关得 电。机械手 回复初始状态 。
科 技 论 坛
・１ １・
Ｐ Ｃ控制三 自由度机械手控制部分分析 与设计 Ｌ
黄 智 英
（ 巴音 郭楞职业技术学院， 疆 巴音郭楞 ８ １０ ） 新 ４ ０ ０
摘
要： 本文主要 分析 和论述如何利 用 Ｐ Ｃ控制技 术 ， Ｌ 实现机械 手的握 、 移 等动作 ， 实现机 械手在 左右， 举、 并 前后 ， 上下三方向 自由
图 ２ 三 自 由度 机 械 手 结构 示 意 图
开始信号 ： 压力感应器得电。
动 作 ： 手臂 上 摆 动 作 。 停 止信号 ： 上限位开关得电。 动作 ４ ： 开始信号 ： 限位开关得电。 上 动 作 ： 回转腰左转动作。 停止信号 ： 限位开关得电。 左 动作 ５ ： 开始信号 ： 限位开关得 电。 上 动 作 ： 回转腰左转动作。 停止信号 ： 左限位开关得电。 动作 ６ ： 开始信号 ： 限位开关得电。 左 动 作 ： 臂 下 摆 动 作 。 手
一
表 １ 三 自 由度 机 械 手 Ｉ 分 配 表 ： ／ Ｏ
最 大 抓 重 ：Ｏ ｇ ｌＯ
手 指 夹 持 工 件 最 大 直径 ：０ ｍ ４ｒ ａ 手臂上下摆动角度 ：０ ６。 手臂 回转角度 ：Ｏ ９。 运料频率 ： ５次 ／ ｉ ｍｎ 三 自由度机械手结构如 图 ２所示 ，主要 由机械手指夹持机构 、 机械手臂上下摆动机构 、 机械腰 回转机构 、 固定底座等构成。 ２ 工 作原 理 及 分 析
3个自由度搬运机械手的设计
轴承坯料搬运机械手的设计摘要机械手是一种机械技术与电子技术相结合的高技术产品。
采用机械手是提高产品质量与劳动生产率，实现生产过程自动化，改善劳动条件，减轻劳动强度的一种有效手段。
它是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求输送工件或握持工具进行操作的自动化技术装备。
机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和生产自动化水平。
工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期、频繁、单调的操作，采用机械手是有效的；此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其它有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，有着广阔的发展前途。
本课题的主要内容是采用机械设计原理，进行三自由度搬运机械手的设计，熟悉三自由度机械手的运用场合和相关的设计步骤。
机械手可以代替很多重复性的体力劳动，从而减轻工人的劳动强度，提高生产效率。
结合三自由度设计的各方面的知识，在设计过程中学会怎样发现问题．解决问题.研究问题。
并且在设计中融入自己的想法和构思，提高自己的创新能力。
尽力使机械手使用方便，结构简单。
！！所有下载了本文的注意：本论文附有CAD图纸和完整版word版说明书，凡下载了本文的读者请加QQ 83753222，或留下你的联系方式（QQ邮箱）最后，希望此文能够帮到你！关键词：机械手，输送工件，搬运，三自由度ABSTRACTManipulator is a mechanical technology and electronic technology with the combination of high technology products. Using manipulator is to improve product quality and productivity, and realize the automatic production process, improve working conditions, and reduce labor intensity of a kind of effective method. It is an imitation of the upper part of the human body function, according to the predetermined requirement or parts transportation holding tools for operation of the automation technology and equipment. Robots can replace the hands of heavy labor, significantly reduce the labor intensity, improve working conditions, and improve labor productivity and production automation level. Industrial production often appears in the handling of the heavy and long-term, frequent, drab operation, USES the manipulator is effective; In addition, it can be in high temperature, low temperature, deep water, the universe, radioactive and other toxic, pollution environment conditions operation, more shows its superiority, with broad prospects.This topic is the main content of the mechanical design principle of the design of the three dof carrying manipulator, familiar with three degrees of freedom of the manipulator using occasions and related design steps. Robots can replace a lot of repeatability of physical labor, so as to reduce the labor intensity, improve production efficiency. Combined with three degrees of freedom all aspects of design knowledge, in the design process learn how to find out the problem to solve problems. And in the design idea and into their idea, improve their innovation ability. Try to make robots easy to use simple structure.Key Words: Manipulator, conveying work piece, handling, three degrees of freedom目录第1章绪论 (4)1.1机械手的历史 (4)1.2机械手的组成 (5)1.3机械手的分类 (6)第2章搬运机械手机构总体方案设计 (8)2.1搬运机械手设计要求 (8)2.2基本设计思路 (1)2.3搬运机械手结构设计 (11)2.4 机械手材料的选择 (11)2.5机械臂的运动方式 (11)2.6搬运机械手驱动与控制系统分析 (12)第3章搬运机械手机械结构设计与计算 (13)3.1搬运机械手手爪设计 (13)3.2 搬运机械手手臂设计 (13)3.3 手部设计计算................................................. - 23 -3.4腕部设计计算 (20)3.5液压驱动系统设计 (21)3.6机身结构的设计 (23)第4章机械手控制系统的设计 (27)4.1 PLC简介 (27)4.2 PLC工作原理 (27)4.3 PLC机型的选择 (27)4.4 PLC控制面板的拟定 (29)4.5 机械手工艺过程和控制方案的确定 (30)4.5 PLC程序编写 (33)总结与展望 (40)参考文献 (41)致谢 (42)1 绪论随着人类科技的进步，社会经济的发展，机器人学成为近几十年来迅速发展的一门综合学科。
基于三菱PLC的机械手控制系统设计
图书分类号：密级：毕业设计(论文)基于三菱PLC的机械手控制系统设计DESIGN OF MANIPULATOR CONTROL SYSTEM BASED ONMITSUBISHI PLC学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。
除文中已经注明引用或参考的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。
论文作者签名：日期：年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。
有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝，允许论文被查阅和借阅。
可以公布学位论文的全部或部分内容，可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。
论文作者签名：导师签名：日期：年月日日期：年月日摘要在机械加工行业，机械手使用的已经很多了，是自动化生产中最为重要的元素，现在车间工人的劳动环境改善了很多，劳动生产率也是提高了很多。
本文设计的是基于三菱PLC的机械手控制系统设计，该机械手主要由L1-25型单向节流阀和24D2H-15-S1型二位五通电磁阀组成的气压回路驱动，由气动机械手实现物件的抓取，利用气缸实现物件的移动，采用行程开关来实现物料的摆放，运用欧光PSD-1010（2D-PSD）光电位敏传感器来检测工件的位置，最后使用三菱FX2N-48MR来控制电磁阀，从而实现机械手臂的旋转-下降-伸出-夹紧-收回-上升-旋转-下降-松开-上升的控制功能。
关键词机械手；PLC；气压驱动；电气元件AbstractIn the machining industry, the robot has been used a lot, is the automated production of the most important elements of plant workers are now a lot of work to improve the environment, labor productivity is also improved a lot.This design is based on the Mitsubishi PLC robot control system design, the robot consists of L1-25 type way throttle and 24D2H-15-S1 type two five-way solenoid valve pneumatic circuit is driven by a pneumatic manipulator to achieve the object crawl, mobile air cylinder to achieve the object, using the limit switch to achieve the display of materials, the use of European light PSD-1010 (2D-PSD) position sensitive photoelectric sensor to detect the position of the workpiece, last used to control the Mitsubishi FX2N-48MR solenoid valve, in order to achieve the rotating mechanical arm - the drop - projecting - clamping - recover - rising - rotation - fall - Release - increased control functions.Keywords Manipulator; PLC;Pneumatic drive；Electrical components目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 机械手的概述 (1)1.1.1 机械手的设计背景 (1)1.1.2 机械手的组成 (2)1.1.3 机械手的分类及应用组合 (2)1.2 机械手的发展及现状 (3)1.2.1机械手的发展 (3)1.2.2 PLC控制系统的引用 (4)1.3 本课题研究的主要内容及技术路线 (5)1.3.1 本课题研究的主要内容 (5)1.3.2 本课题研究的技术路线 (5)1.4 控制要求及机械手参数 (6)1.4.1 控制要求 (6)1.4.2 机械手的相关参数 (6)2 机械手的机械设计 (7)2.1 执行机构的设计 (7)2.1.1 工作原理及组成 (7)2.1.2 基本形式的选择 (7)2.1.3 机械手的结构设计 (8)2.1.4机械手外观简图 (9)2.2 驱动机构的设计 (9)2.2.1 工作原理的确定 (10)2.2.2 气动元件的选择 (10)3 机械手的硬件设计 (14)3.1 PLC的介绍 (14)3.2 电气元件的选型 (16)3.2.1 限位开关的选择 (16)3.2.2 传感器的选择 (17)3.2.3 接触器的选择 (17)3.3 PLC选型 (18)3.4 I/O设计 (18)3.5 PLC接口分布图 (19)4 机械手的软件设计 (20)4.1 流程图 (20)4.2 梯形图 (21)4.3 调试 (25)结论 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (29)附录1 气压控制原理图 (30)附录2 输入输出分配表 (30)附录3 外部接线图 (31)附录4 状态控制图 (31)附录5 梯形图 (32)1绪论机械手诞生在上世纪六十年代，到现在也发展了四十多年了，现在机械手是工业化制造里面一个自动化的关键装置。
毕业设计（论文）-关节型机械手设计-圆柱坐标式（全套图纸）
1
Abstract
In this paper, the design of the joint-type robot using cylindrical coordinates of type, can be completed on the expected, inversion and other functions. Mainly by the manipulator hand, wrist, arm and body parts, etc., with rotating wrists, arms stretching, arm movements and arm rotation four degrees of freedom, able to meet the general requirements of the industry.
2.1.3 控制系统
有点动控制和连续控制两种方式。大多数用插销板进行点位程序控制，也有 采用可编程序控制器控制、微型计算机数字控制，采用凸轮、磁带磁盘、穿孔卡 等记录程序。主要控制的是坐标位置，并注意其加速度特征。
2.2 关节型机械手的主要技术参数
1.抓重： 300N
7
2.自由度： 4个
3.坐标形式：圆柱坐标
1 绪论
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。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。
1.1 研究目的及意义
工业机械手具有许多人类无法比拟的优点，满足了社会化大生产的需要，其 主要优点如下：
3个自由度机械手设计
3个自由度机械手设计在工业自动化领域，机械手是一种高度灵活、可编程的装置，用于执行各种重复性任务。
机械手的自由度决定了其在空间中能够完成的运动和操作。
在本文中，我们将讨论三种常见的3个自由度机械手设计。
1.旋转-伸缩-平移机械手旋转-伸缩-平移机械手通常由三个关节组成，每个关节负责一个自由度。
这种机械手的第一个关节可以使机械手绕固定基座旋转，提供良好的基本操作空间。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责平移功能，使机械手能够在水平方向上移动物体。
这种设计的机械手适用于需要在一个平面上操作的应用，例如装配、包装和搬运。
2.平移-伸缩-旋转机械手平移-伸缩-旋转机械手与旋转-伸缩-平移机械手相似，只是关节的顺序有所不同。
第一个关节负责平移功能，使机械手能够在垂直方向上移动物体。
第二个关节负责伸缩功能，可以改变机械手的工作距离和抓取能力。
第三个关节负责旋转功能，可以绕固定基座旋转。
这种设计的机械手适用于需要在垂直方向上操作的应用，例如装卸货物、搬运瓶子或管道。
3.旋转-平移-伸缩机械手旋转-平移-伸缩机械手也由三个关节组成，但关节的顺序与旋转-伸缩-平移机械手截然不同。
第一个关节负责绕固定基座旋转，第二个关节负责在垂直方向上平移，第三个关节负责伸缩功能。
这种设计的机械手适用于需要在三维空间中灵活操作的应用，例如装配零件、拆卸设备或进行复杂的精密操作。
这三种3个自由度机械手设计都在不同程度上提供了空间灵活性和操作能力。
根据具体的应用需求和可用空间，可以选择适合的设计。
此外，机械手的自由度还可以根据需要进行扩展，以适应更复杂的任务和环境。
机械手的设计和应用一直在不断发展和创新，为工业生产和自动化提供更大的便利和效率。
毕业设计(论文)基于三菱FX系列PLC的机械手控制系统设计
摘要机械手能模仿人手和臂的某些动作功能，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。
它可代替人的繁重劳动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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
机械手主要由手部和运动机构组成。
手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。
运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。
自由度是机械手设计的关键参数。
自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。
一般专用机械手有2～3个自由度。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。
有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手关键词:点控制机械手连续控制机械手可编程控制技术AbstractThe manipulator can imitate the manpower and the arm certain movement functions, with by presses the fixed routine to capture, the transporting thing 'or' operation tool automatic operation installment. It may replace human's strenuous labor by to realize the production mechanization and the automation, can operate under the harmful environment by protects the personal safety ,Thus widely applies in department and so on machine manufacture, metallurgy, electron, light industry and atomic energy.The manipulator mainly is composed by the hand and the motion. The hand is uses for to grasp holds the work piece (or tool) a part, according to is grasped holds the thing the shape, the size, the weight, the material and the work request but has the many kinds of structural style , Like supporting on both sides, request holding and adsorption and so on. motion , causes the hand to complete each kind of rotation (to swing), the migration or the compound motion realizes the stipulation movement , the change is grasped holds the thing the position and the posture. The motion fluctuation, the expansion and contraction, revolves and so on the independence movement way , is called manipulator's degree of freedom. In order to capture in the space the free position and the position object , must have 6 degrees of freedom. The degree of freedom is the essential parameter which the manipulator designs. The freedom goes past much , manipulator's flexibility is bigger ,the versatility is broader , Its structure is also more complex. The common special-purpose manipulator has a 2~3 degree of freedom..The manipulator usually serves as the engine bed or other machines add-on components , like on automatic engine bed or automatic production line loading and unloading and transmission work piece, Replaces the cutting tool in the processingcenter and so on, does not have the independent control device generally. Somewhat operates the equipment to need by the human direct control, like uses in the hostwhich the atomic energy department manages the dangerous goods from the type operator also often being called the manipulator.Keywords: position control manipulator continual trajectory control manipulatorPLC目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (4)1.5 总体设计要求 (4)2 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (6)2.3 三菱FX系列的结构功能 (8)3 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 (10)3.3 躯干 (10)3.4 旋转编码盘 (11)3.5 电源与传动整体 (12)3.5.1 控制电源 (12)3.5.2 传动整体 (13)4 控制系统设计 (13)4.1 控制系统硬件设计 (13)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (14)4.1.2 PLC的I/O分配 (14)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (16)4.2 控制系统软件设计 (17)4.2.1 公用程序 (17)4.2.2 自动操作程序 (18)4.2.3手动单步操作程序 (24)4.2.4 回原位程序 (27)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论1.1 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。
三自由度机械手结构与原理研究
题目：三自由度机械手结构与原理研究学院：轻型产业学院专业：电气工程及其自动化姓名：丛榆坤指导教师：蔡小五完成日期：2014年5月11日毕业论文任务书毕业论文题目：三自由度机械手结构与原理研究选题意义、创新性、科学性和可行性论证：近年来，我国乃至世界三自由度机械手发展十分迅速，其数量和规模不断提高，所以对三自由度机械手的熟知变得愈发重要。
为体现出三自由度机械手的现实价值，在此我们对三自由度机械手结构设计与工作原理做一细致分析。
主要内容：基于对三自由度机械手的结构与原理分析，通过编写相关程序控制机械手运动。
首先，了解机械手的发展现状；其次，对其硬件的选择及软件的使用做一说明；最后，通过实验，使理论与实际相结合，观察机械手的运动状况。
目的要求：为了培养学生在实践中运用所学的专业知识，强调理论联系实际的学习态度，提高分析问题和解决问题的能力。
培养学生掌握计算机操作技术，运用计算机编写程序进行模拟操作。
计划进度：1. 毕业论文选题(2013.09.01~2013.10.31)2. 确定毕业论文写作提纲(2013.11.01~2013.12.31)3. 形成毕业论文初稿(2014.01.01~2014.02.28)4. 形成毕业论文修改稿(2014.03.01~2014.04.30)5. 形成毕业论文终稿(2014.05.01~2014.05.18)6. 答辩(2014.05.19~2014.05.26)指导教师签字：主管院长（系主任）签字：年月日辽宁大学本科毕业论文（设计）指导记录表论文题目三自由度机械手结构与原理研究学生姓名丛榆坤学号102703104 年级、专业2010级电气工程及其自动化指导教师姓名蔡小五指导教师职称副教授所在院系轻型产业学院第一次指导（对确定题目、毕业论文（设计）任务书的指导意见）：确定论文题目为：三自由度机械手结构与原理研究独立查阅毕业论文资料。
围绕课题题目收集、阅读有关文献资料。
机械手PLC控制系统设计
..毕业设计题目：机械手PLC控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。
自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。
PLC机械手设计主要是依靠限位开关和电磁阀的控制及推动来实现的。
机械手的所有动作均采用电控制、气压驱动。
它的上升/下降、左移/右移和左旋转/右旋转均采用双线圈双位电磁阀推动气压缸完成。
机械手的动作转换依靠限位开关来控制并且按照一定的顺序动作。
在机械手运动的过程中会安装检测灯来检测其运动的启停。
本设计所用机械部件有模拟机械手爪，电气方面有可编程控制器（PLC）、开关电源、电磁阀、等部件。
按钮发出两路脉冲到机械手驱动，控制它的前后移动由气动阀Y4控制，左右移动由气动阀Y5控制，左右旋转由气动阀Y6控制，夹紧和放松由气动阀Y7控制，另外还有启动和停止两个按钮。
机械手自动完成全部动作。
【关键词】: 电磁阀限位开关继电器机械手Abstractin the industrial production and other fields,because the job needs,people are often under the threat of high temperature,corrosive and toxic gases and other factors,the increase in labor intensity,and even life-threatening.Sincethe advent of mechanical hand,be smoothly done or easily solved the corresponding problems.In space manipulator can be caught,put and carry objects,flexible,applicable to small batch production,production varieties can be switched,widely used in flexible automatic line.PLC design manipulator mainly rely on the limit switch and the solenoid valve control and promote them.The robot moves are all used electrical control,pneumatic drive.It's up / down,left / right shift and rotate left/right rotation using a double double coil solenoid valveto promote the completion of the cylinder pressure.The mechanical hand movements depend on the conversion limit switches to control the order and in accordance with a certain action.In the robot's movement in the process ofdetection lights will be installed to detect movement of its start and stop.The design of the mechanical components are used in simulation of mechanical hand,there are electric programmable logiccontroller(PLC),switching powersupply,electromagnetic valve,etc..A two button drive impulse to the robot,its control before and after moving from Y4 pneumatic valve control,move aroundby the Y5 pneumatic valve control,left and right rotation by the Y6 pneumatic valve control,clamping and relax by the Y7 pneumatic valve control,in addition to start and stop the two button.Automatic completion of all the action of manipulator.[keyword]:solenoid valve,limit switch relay manipulator第1章绪论1.1 PLC的发展及其应用PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。
机械手及控制系统设计
.河北工程大学课程设计指导说明书课程题目: 机械手及控制系统设计专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向班级: 机制11班**: **学号*************: ***目录第一章绪论1.1 题目要求。
3 1.2 题目概况。
3 1.3 气动机械手。
3 1.4 气动机械手的发展趋势。
3 1.5 课题的现实意义。
4第二章气动机械手的操作要求及功能2.1 机械手移动动作示意图。
5 2.2 机械手操作面板图。
5 2.3 机械手的输入\输出信号定义图。
6 2.4 机械手顺序动作的要求。
6第三章机械部分设计3.1 气动搬运机械手的结构。
8 3.2 机械手的主要部件及运动。
8 3.3 驱动机构的选择。
9 3.4 机械手的技术参数列表。
9 3.5 气动回路的设计。
9 3.6 末端执行器的设计。
10 3.7 升降手臂的设计。
12 3.8 平移手臂的设计。
14第四章机械手控制设计4.1 PLC的简介。
16 4.2 PLC的应用领域。
16 4.3 PLC的系统组成。
16 4.4 PLC的定义及选择。
174.4.1 机械手传送系统输入点和输出点分配表。
174.4.2 原理接线图。
184.4.3 控制程序流程图。
19 4.5 机械手控制软件设计。
214.5.1 控制系统程序。
214.5.2 手动单步操作程序。
214.5.3 机械手系统梯形图。
234.5.4 语句表程序设计。
24第五章课程设计总结第一章绪论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，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。
1.1 题目要求题目：机械手及控制系统设计要求：机械手的各动作由气缸驱动，并由电磁阀控制1.2 题目概况机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。
机械毕业设计233PLC控制三自由度工业机械手设计(CAD图)
本科学生毕业设计PLC控制三自由度工业机械手设计（结构部分）院部名称：机电工程学院专业班级：机械设计制造及其自动化学生姓名：指导教师：职称：讲师摘要随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工业的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等巩固进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视，同时也要求供料机构更加灵活、柔性化，以适应供送不同的物品，这使得供送料机械手在自动机、自动线上得到愈来愈广泛的应用。
本文简要介绍了工业机械手的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和坐标形式，气动技术的特点，PLC控制的特点及国内外的发展状况。
本文对机械手进行总体方案设计，确定了机械手的坐标形式和自由度，确定了机械手的技术参数。
同时设计了机械手各个部份的结构，计算出其结构所需的驱动力和回转气缸的驱动力矩。
最终完成机械手模型的制作和调试。
关键词：工业机械手；计算机；气动；PLC；自动化ABSTRACTAlong with our country industrial production leap development,the automaticity rapid enhancement,realization work piece loading and unloading,welding torch,spray gun,trigger tools and so on changes,the transportation or manages carries onwork and so on processing, assembly automations,has brought to people’s attention increasingly,simultaneously also requests the feeder construction to be more nimble,the flexibility,adapts for delivers the different goods,this enables for the feeding manipulator in the automaton,to obtain the increasingly widespread application from the generation.At first, the paper introduces the conception of the industrial robot and the eler. dary information of the development briefly. What’s more, the paper accoun ts for the background and the primary mission of the topic.The paper introduces the function, composing and classification of the manipulator , tells out the free-degree and the form of coordinate . At the same time, the paper gives out the primary specification parameter of this manipulator.Eventually completed the manipulator of the model for manufacturing and testing.Key words：Industrial manipulator;Computer;air operated;PLC;Automation目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 研究的背景和目的 (1)1.2 国内外发展现状 (1)1.3基本内容、拟决定的主要问题 (4)1.4技术路线（研究方法） (5)1.5课题的提出及主要任务 (6)1.5.1课题的提出 (6)1.5.2课题的主要任务 (6)第2章机械手设计方案 (7)2.1机械手的总体设计 (7)2.1.1机械手总体结构的类型 (7)2.1.2设计具体采用方案 (7)2.2机械手底座结构的设计 (8)2.2.1机械手底座结构的设计 (8)2.2.2设计具体采用方案 (8)2.3机械手手臂的结构设计 (8)2.3.1机械手手臂的设计 (8)2.3.2设计具体采用方案 (8)2.4机械手末端执行器(手爪)的结构设计 (9)2.4.1机械手末端执行器的类型 (9)2.4.2机械手夹持器的运动和驱动方式 (9)2.4.3机械手夹持器的典型结构 (9)2.4.4本设计具体采用方案 (10)2.5机械手驱动系统的设计 (10)2.5.1机械手驱动系统类型 (10)2.5.2机械手气动驱动系统 (10)2.6本章小结 (11)第3章具体尺寸设计与校核 (12)3.1手部气缸的尺寸设计与校核 (12)3.1.1手部驱动力计算 (12)3.1.2尺寸校核 (12)3.2手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (13)3.2.1水平手臂伸缩气缸的尺寸设计 (13)3.2.2尺寸校核 (13)3.3手臂升降气缸的尺寸设计与校核 (14)3.3.1尺寸设计 (14)3.3.2尺寸校核 (14)3.4手臂摆动气缸的尺寸设计与校核 (15)3.4.1尺寸设计 (15)3.4.2尺寸校核 (15)3.5本章小结 (16)第4章气动系统设计 (17)4.1空气压缩机 (17)4.1.1空气压缩机的选择 (17)4.2电磁阀的选型 (18)4.3气压传动系统工作原理 (18)4.3.1气压传动系统的组成 (18)4.3.2气压传动工作原理 (18)4.4 气动系统的安装与调试 (19)4.5本章小结 (20)结论 (21)参考文献 (22)致谢 (23)附录 .......................................... 错误！未定义书签。
PLC课程设计任务书
《可编程控制技术》课程设计任务书2018-2019学年第二学期理工科软件机电专业适用一、目的《可编程控制技术》课程设计为软件机电专业的一门专业实训课程，时间安排为2周。
《可编程控制技术》课程设计的主要目标是：熟悉PLC控制系统设计的硬件设计、软件设计的步骤与内容；培养学生控制电路、软件设计能力；训练电气专业的专业规范与专业素养。
二、设计题目课题一：液压滑台PLC控制系统设计一、2、工作循环图如下：（补充图）3、具有自动、单周期、单步调整等三种操作方式。
课题二：电镀生产线PLC控制系统设计一、4、具有自动、单周期、单步调整等三种操作方式。
课题三：物流次品检测系统PLC控制设计一、2、具有自动、单周期、单步调整等三种操作方式。
课题四：自动剪板机PLC控制系统设计一、2、具有自动、单周期、单步调整等三种操作方式。
课题五：气动机械手的PLC控制系统设计一、6、机械手具有自动、单周期、单步调整等三种操作方式。
课题六：全自动双面钻PLC控制系统设计1、设备概况：全自动双面钻是对棒料两面同时进行钻孔或扩孔加工的专用机床。
这种机床的自动化程度高，能自动上、下料，自动进、退刀，并且有可靠的危险区保护装置。
其结构示意图如图所示：全自动双面钻结构示意图双面钻是由液压系统控制进给运动，动力头的主轴由Y100L1—4（2.2kW）电动机驱动，各运动采用行程原则控制，动力头进退及上、下料采用液压传动，液压泵电动机为Y100L2—4（3kW），由电磁阀YV1~YV6控制。
各电磁阀的动作如下表：YV1YV2YV3YV4YV5YV6左动力头进给+ - - - - -左动力头退回- + - - - -右动力头进给- - - - + -右动力头退回- - - - - +上料- - + -下料- - - +2、设计要求：1）料斗中有料时，按下开工按钮后，能实现自动循环。
2）当只要求加工一只零件时，要求加工完毕能自动退回原位，并自动停车。
机械手控制系统设计
机械手控制系统设计机械手控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。
自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。
本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。
设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。
该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。
机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。
机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。
通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。
通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。
关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图The Design of Manipulator Control SystemABSTRACTIn industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved.The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient.The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in keyskills and basic skills training.Key Words:Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram目录第1章绪论 (1)1.1 机械手的背景与现实意义 (1)1.2 国内外机械手研究概况 (1)1.3 机械手控制存在的问题及最新发展 (3)1.3.1 利用单片机实现对机械手的控制 (3)1.3.2 利用传统继电器实现对机械手的控制 (3)1.3.3 PLC实现对机械手的控制 (3)1.4 本文主要工作 (5)第2章机械手控制系统工艺流程与总体方案设计 (6)2.1 机械手控制系统的流程设计 (6)2.2 机械手的工艺过程 (6)2.3 机械手总体控制方案的设计思路 (7)第3章机械手硬件系统设计 (9)3.1电气原理设计 (9)3.1.1 机械手电源电路设计 (9)3.1.2 机械手控制电路 (9)3.1.3工作状态指示灯电路 (11)3.1.4 LED段码指示电路 (11)3.2 PLC的选型及参数 (12)3.3电器元器件的选型 (13)3.3.1 接触器 (13)3.3.2 行程开关 (14)3.3.3 熔断器 (14)3.3.4 低压断路器 (14)3.3.5 控制按钮 (14)3.3.6 直流减速电机 (14)第4章机械手软件系统设计 (15)4.1设计任务和控制要求 (15)4.2高级指令说明 (15)4.2.1 定时器指令 (15)4.2.2 顺控继电器(SCR)指令 (17)4.2.3 传送指令 (17)4.2.4 计数器指令 (18)4.2.5 标准转换指令 (20)4.2.6 段码指令 (20)4.3 PLC的I/O接口功能设计与分配 (20)4.3.1 PCL的I/O接口功能设计 (20)4.3.2 I/O接线图 (23)4.4设计系统工作流程 (24)第5章机械手控制系统调试 (25)5.1 西门子S7-200系列PLC编程软件 (25)5.2 程序说明 (26)5.3 故障及其解决方案 (31)第6章总结 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)附录程序清单 (36)1 绪论1.1机械手的背景与现实意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。
《电器控制与PLC技术》习题集(设计题)
设计题（红色标注为没做）1. 画出三相异步电动机即可点动又可连续运行的电气控制线路2. 画出三相异步电动机三地控制（即三地均可起动、停止）的电气控制线路3．为两台异步电动机设计主电路和控制电路，其要求如下：⑴两台电动机互不影响地独立操作启动与停止；⑵能同时控制两台电动机的停止；⑶当其中任一台电动机发生过载时，两台电动机均停止4．试将以上第3题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序5. 试设计一小车运行的继电接触器控制线路，小车由三相异步电动机拖动，其动作程序如下：⑴小车由原位开始前进，到终点后自动停止；⑵在终点停留一段时间后自动返回原位停止；⑶在前进或后退途中任意位置都能停止或启动6. 试将以上第5题的控制线路的功能改由PLC控制，画出PLC的I/O端子接线图，并写出梯形图程序7. 试设计一台异步电动机的控制电路要求：1）能实现启、停的两地控制；2）能实现点动调整；3）能实现单方向的行程保护；4）要有短路和过载保护8. 试设计一个工作台前进——退回的控制线路工作台由电动机M拖动，行程开关SQ1、SQ2分别装在工作台的原位和终点要求：1）能自动实现前进—后退—停止到原位；2）工作台前进到达终点后停一下再后退；3）工作台在前进中可以立即后退到原位；4）有终端保护9. 有两台三相异步电动机M1和M2，要求：1） M1启动后，M2才能启动；2） M1停止后，M2延时30秒后才能停止；3） M2能点动调整试作出PLC输入输出分配接线图，并编写梯形图控制程序10. 设计抢答器PLC控制系统控制要求：1）抢答台A、B、C、D，有指示灯，抢答键2）裁判员台，抢答指示灯，开始抢答按键，复位按键3）抢答时，有2S声音报警11.设计两台电动机顺序控制PLC系统控制要求：两台电动机相互协调运转，M1运转10S，停止5S，M2要求与M1相反，M1停止M2运行，M1运行M2停止，如此反复动作3次，M1和M2均停止12．设计PLC三速电动机控制系统控制要求：启动低速运行3S，KM1，KM2接通；中速运行3S，KM3通（KM2断开）；高速运行KM4，KM5接通（KM3断开）13.设计交通红绿灯PLC控制系统控制要求：1）东西向：绿5S，绿闪3次，黄2S；红10S2）南北向：红10S，绿5S，绿闪3次，黄2S14．设计彩灯顺序控制系统控制要求：1） A亮1S，灭1S；B亮1S，灭1S；2） C亮1S，灭1S；D亮1S，灭1S3） A、B、C、D亮1S，灭1S4）循环三次15．设计电动机正反转控制系统控制要求：正转3S，停2S，反转3S，停2S，循环3次16．用PLC对自动售汽水机进行控制，工作要求：１）此售货机可投入１元、２元硬币，投币口为ＬＳ１，ＬＳ２；２）当投入的硬币总值大于等于６元时，汽水指示灯Ｌ１亮，此时按下汽水按钮ＳＢ，则汽水口Ｌ２出汽水１２秒后自动停止３）不找钱，不结余，下一位投币又重新开始请：A、设计I/O口，画出PLC的I/O口硬件连接图并进行连接；B、画出状态转移图或梯形图；17．设计电镀生产线PLC控制系统.控制要求：1）SQ1—SQ4为行车进退限位开关，SQ5—SQ6为上下限为开关2）工件提升至SQ5停，行车进至SQ1停，放下工件至SQ6，电镀10S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ2停，放下工件至SQ6，定时6S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ3停，放下工件至SQ6，定时6S，工件升至SQ5停，滴液5S，行车退至SQ4停，放下工件至SQ63）完成一次循环18．有一3台皮带运输机传输系统，分别用电动机M1、M2、M3带动，控制要求如下：按下起动按钮，先起动最末一台皮带机M3，经5S后再依次起动其它皮带机正常运行时，M3、M2、M1均工作按下停止按钮时，先停止最前一台皮带机M1，待料送完毕后再依次停止其它皮带机1）写出I/O分配表；2）画出梯形图图19. 使用传送机，将大、小球分类后分别传送的系统左上为原点，按启动按钮SB1后，其动作顺序为：下降→吸收（延时1S）上升→右行→下降→释放（延时1S）→上升→左行其中：LS1：左限位；LS3：上限位； LS4：小球右限位； LS5：大球右限位；LS2：大球下限位 LS0：小球下限位注意：机械壁下降时，吸住大球，则下限位LS2接通，然后将大球放到大球容器中若吸住小球，则下限位LS0接通，然后将小球放到小球容器中请：a：设计I/O； b：画梯形图； c：写出指令系统；20．某系统有两种工作方式，手动和自动现场的输入设备有：6个行程开关（SQ1~SQ6）和2个按钮（SB1~SB2）仅供自动程序使用，6个按钮（SB3~SB8）仅拱手动程序使用，4个行程开关（SQ7~SQ10）为手动、自动两程序共用现有CPM1A-20CDR 型PLC ，其输入点12个（00000~00011），是否可以使用？若可以，是画出相应的外部输入硬件接线图21． 如果PLC 的输入端或输出端接有感性元件，应采取什么措施来保证PLC 的可靠运行？22． 设计一个汽车库自动门控制系统，具体控制要求是：当汽车到达车库门前，超声波开关接收到车来的信号，开门上升，当升到顶点碰到上限开关，门停止上升，当汽车驶入车库后，光电开关发出信号，门电动机反转，门下降，当下降碰到下限开关后门电动机停止试画出输入输出设备与PLC 的接线图、设计出梯形图程序并加以调试23．电机正反转控制线路要求：正反转启动信号X1、X2，停车信号X3，输出信号Y2、Y3具有电气互锁和机械互锁功能24．六盏灯正方向顺序全通，反方向顺序全灭控制要求：按下启动信号X0，六盏灯（Y0~Y5）依次都亮，间隔时间为1秒；按下停车信号X1，灯反方向（Y5~Y0）依次全灭，间隔时间为1秒；按下复位信号X2，六盏灯立即全灭25．两种液体混合装置控制要求：有两种液体A 、B 需要在容器中混合成液体C 待用，初始时容器是空的，所有输出均失效按下启动信号，阀门X1打开，注入液体A ；到达I 时，X1关闭，阀门X2打开，注入液体B ；到达H 时，X2关闭，打开加热器R ；当温度传感器达到60℃时，关闭R ，打开阀门X3，释放液体C ；当最低位液位传感器L=0时，关闭X3进入下一个循环按下停车按钮,要求停在初始状态启动信号X0，停车信号X1，H （X2），I （X3），L （X4），温度传感器X5，阀门X1（Y0），阀门X2（Y1），加热器R （Y2），阀门X3（Y3）26．设计喷泉电路要求：喷泉有A 、B 、C 三组喷头启动后，A 组先喷5秒，后B 、C 同时喷，5秒后B 停，再5秒C 停，而A 、B 又喷，再2秒，C 也喷，持续5秒后全部停，再3秒重复上述过程说明：A （Y0），B （Y1），C （Y2），启动信号X027．设计一工作台自动往复控制程序要求：正反转启动信号X0、X1，停车信号X2，左右限位开关X3、X4，输出信号Y0、Y1具有电气互锁和机械互锁功能28．设计钻床主轴多次进给控制要求：该机床进给由液压驱动电磁阀DT1得电主轴前进，失电后退同时，还用电磁阀DT2控制前进及后退速度，得电快速，失电慢速其工作过程为：29．六盏灯单通循环控制要求：按下启动信号X0，六盏灯（Y0~~~Y5）依次循环显示，每盏灯亮1秒时间按下停XK2 XK1（初始位置）车信号X1，灯全灭30．气压成型机控制要求：开始时，冲头处在最高位置（XK1闭合）按下启动按钮，电磁阀1DT 得电，冲头向下运动，触到行程开关XK2时，1DT 失电，加工5秒时间5秒后，电磁阀2DT 得电，冲头向上运动，直到触到行程开关XK1时，冲头停止按下停车按钮，要求立即停车启动信号X0，停车信号X1，XK1（X2），XK2（X3），1DT （Y0），2DT （Y1）31．设计通电和断电延时电路X133．按钮计数控制，三次亮，再两次灭要求：输入信号X0，输出信号Y034． 圆盘旋转计数、计时控制要求：按下启动信号X0，圆盘开始旋转，输出Y0，转动一周（8个脉冲，信号X2），停一秒，再旋转，如此重复，按下停止信号X1，圆盘立即停止35．设计抢答器控制程序要求：有四路输入开关X1、X2、X3、X4，实现优先抢答控制用数码管显示抢中的组号36．按钮操作叫响提示控制要求：每按一次按钮，无论时间长短，均要求叫响十秒输入信号X0，输出信号Y037．单按钮单路输出控制要求：使用一个按钮控制一盏灯，实现奇数次按下灯亮，偶数次按下灯灭输入信号X1，输出信号Y138．单按钮双路单双通控制要求：使用一个按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二盏灯灭；第二次按下时第一盏灯灭，第二盏灯亮；第三次按下时两盏灯都亮；第四次按下时两盏灯都灭按钮信号X1，第一盏灯信号Y1，第二盏灯信号Y239．单按钮双路单通控制要求：：使用一个按钮控制两盏灯，第一次按下时第一盏灯亮，第二盏灯灭；第二次按下时第一盏灯灭，第二盏灯亮；第三次按下时两盏灯都灭按钮信号X1，第一盏灯信号Y1，第二盏灯信号Y240．物料传送系统控制要求：如下图所示，为两组带机组成的原料运输自动化系统，该自动化系统启动顺序为：Y0 X0盛料斗D中无料，先启动带机C，5秒后，再启动带机B，经过7秒后再打开电磁阀YV，该自动化系统停机的顺序恰好与启动顺序相反,试完成梯形图设计M1M2D41．用三个开关（X1、X2、X3）控制一盏灯Y0，当三个开关全通，或者全断时灯亮，其它情况灯灭（使用比较指令）42．十字路口交通灯控制系统要求：按下启动按钮，按照下列要求实现控制：东西方向红灯亮，同时，南北方向绿灯亮7秒，随后南北方向绿灯闪烁3秒，之后南北方向黄灯亮2秒；紧接着南北方向红灯亮，东西方向绿灯亮7秒，随后东西方向绿灯闪烁3秒，之后东西方向黄灯亮2秒，实现一个循环如此循环，实现交通灯的控制按下停止按钮，交通灯立即停止工作42．送料小车控制系统LS1 LS2 LS3 LS4 LS5 LS6PB1 PB2 PB3 PB4 PB5 PB6要求：小车有三种运动状态：左行、右行、停车在现场有六个要求小车停止的位置，即行程开关LS1~LS6，控制台有六个相应的请求停止信号PB1~PB6分别与每个行程开关相对应并且当小车不在指定位置时，发出故障报警，不允许系统运行系统还有一个启动按钮和一个停止按钮43.物流检测系统要求：下图是一个物流检测系统示意图，图中三个光电传感器为BL1、BL2、BL3BL1检测有无次品到来，有次品到则“ON”BL2检测凸轮的突起，凸轮每转一圈，则发一个移位脉冲，因为物品的间隔是一定的，故每转一圈就有一个物品的到来，所以BL2实际上是一个检测物品到来的传感器BL3检测有无次品落下，手动复位按钮SB1图中未画出当次品移到第4位时，电磁阀YV 打开使次品落到次品箱若无次品则正品移到正品箱于是完成了正品和次品分开的任务（1（244．炉温控制系统要求：假定允许炉温的下限值放在DT1中，上限值放在DT2中，实测炉温放在DT10中，按下启动按钮，系统开始工作，低于下限值加热器工作；高于上限值停止加热；上、下限之间维持按下停止按钮，系统停止试设计该系统45．在模拟量数据采集中，为了防止干扰，经常通过程序进行数据滤波，其中一种方法为平均值滤波法要求连续采集五次数，并剔除其中最高及最低两个数，然后在对其余的三个数作平均，并以其值作为采集数这五个数通过五个周期进行采集请设计该滤波程序46．系统启动后，每隔10分钟将以DT0为首地址10个通道中的数据移到以DT20为首地址10个通道中，并计算平均值存入DT50中请设计程序并调试出来47．仓储机器人搬运控制（主要练习高速计数器的使用）要求：在本系统中，有A 仓和B 仓用于存放工件，每个仓有三层，现要求X0信号有效，把A 仓二层工件搬到B 仓三层；若X1有效，把B 仓二层工件搬到A 仓三层；假定机械手初始位置在A 仓处(步进电机驱动器有四个控制端，一是脉冲信号端，二是使能端，三是方向端，四是电源端)48、B C 待用，初始时容器是空的，所有输BL1出均失效按下启动信号，阀门X1打开，注入液体A ；到达I 时，X1关闭，阀门X2打开，注入液体B ；到达H 时，X2关闭，打开加热器R ；当温度传感器达到60℃时，关闭R ，打开阀门X3，释放液体C ；当最低位液位传感器L=0时，关闭X3进入下一个循环按下停车按钮,要求停在初始状态启动信号X0，停车信号X1，H （X2），I （X3），L （X4），温度传感器X5，阀门X1（Y0），阀门X2（Y1），加热器R （Y2），阀门X3（Y3）49．三自由度机械手控制系统的设计控制要求：1）在初始位置（上、左、松限位开关确定）处，按下启动按钮，系统开始工作2）机械手首先向下运动，运动到最低位置停止3）机械手开始夹紧工件，一直到把工件夹紧为止（由定时器控制）4）机械手开始向上运动，一直运动到最上端（由上限位开关确定）5）上限位开关闭合后，机械手开始向右运动6）运行到右端后，机械手开始向下运动7）向下到位后，机械手把工件松开，一直到松限位开关有效（由松限位开关控制）8）工件松开后，机械手开始向上运动，直至触动上限位开关（上限位开关控制）9）到达最上端后，机械手开始向左运动，直到触动左限位开关，此时机械手已回到初始位置10）要求实现连续循环工作11）正常停车时，要求机械手回到初始位置时才能停车12）按下急停按钮时，系统立即停止要求设计程序完成上述控制要求50．自动钻床控制系统控制要求：1）按下启动按钮，系统进入启动状态2）当光电传感器检测到有工件时，工作台开始旋转，此时由计数器控制其旋转角度（计数器计满2个数）3）工作台旋转到位后，夹紧装置开始夹工件，一直到夹紧限位开关闭合为止4）工件夹紧后，主轴电机开始向下运动，一直运动到工作位置（由下限位开关控制）5）主轴电机到位后，开始进行加工，此时用定时5秒来描述液体A 液体B 混合液 阀A H I L6）5秒后，主轴电机回退，夹紧电机后退（分别由后限位开关和上限位开关来控制）7）接着工作台继续旋转由计数器控制其旋转角度（计数器计满2个）8）旋转电机到位后，开始卸工件，由计数器控制（计数器计满5个）9）卸工件装置回到初始位置10）如再有工件到来，实现上述过程11）按下停车按钮，系统立即停车要求设计程序完成上述控制要求51. 设计一台异步电机单向运转控制电路的梯形图，要求能在两个地方进行电机的起、停操作，电机具有过载和失压保护52. 设计一个对锅炉鼓风机和引风机控制的梯形图控制要求：开机时首先起动引风机，10秒后自动起动鼓风机；停止时，立即关断鼓风机，经过20秒后自动关断引风机53. 设计一个控制小车运行的梯形图控制要求：按下起动按钮，小车由A点开始向B点运动，到B点后自动停止，停留10秒后返回A点，在A点停留10秒后又向B点运动，如此往复；按下停止按钮，小车立即停止运动；小车拖动电机要求有过载和失压保护54.设计两台电机M1、M2控制电路梯形图要求：具有过载和失压保护按下启动按钮，M1运行5秒后，M2自动启动；按下停止按钮，M1立即停车，延时3秒后，M2自动停机；任何一台电机发生过载时，两台电机全部停止运行55．设计三台电机M1、M2、 M3循环运行控制的梯形图，启动时M1先运行5秒，停机后，M2开始运行，8秒后停止，M3启动并运行2秒，再从M1开始重复工作，工作时，运行指示灯亮各台电机均有过载和失压保护，任何一台电机发生过载时，电机全部停止运行并点亮同一个过载信号灯56．设计运料小车控制电路梯形图要求按下启动按钮后，小车由A点移动到B点停止延时5秒后，小车自动返回到A点，再延时10秒，又向B点运动执行3次循环后，系统自动停止工作，电机具有过载及失压保护，当小车运行到A点或B点时，对应的指示灯亮57．设计一个包装机控制电路梯形图，要求计数开关每动作12次，电机运行5秒钟，循环工作，电机运行50次后，系统停机电机有过载和失压保护58．小型吊车的提升和行走机构各由一台鼠笼式一部电动机拖动，利用按钮进行操作，具有过载和失压保护环节提升机构右上限行程的限位保护，行走机构两端的极限位置也有限位保护，试设计该系统控制电路的梯形图。
三自由度机械臂
单片机控制板原理图：
显示模块原理图
2. 执行器： 采用伺服舵机
★ 实现各环节运动控制； ★ 能同时控制多个关节的运动； ★ 有较高的定位精度。
伺服舵机控制图 伺服舵机定位控制原理
3. 上位机人机界面设计 ★ 采用VB编写 ★ 界面图
串口配置：
4. RS232串行通信
★ 接口电路设计 ★ 接口程序设计
总体方案
机械手 (电磁铁)
第一关节
单片机 控制板
第二关节
第三关节
二、解决的关键技术
1、上位机部分：PC控制界面设计、 RS-232通信程序；
2、单片机控制部分：通信接口、I/O 接口；
3、电机驱动与定位控制
三、完成的主要工作
1. 单片机控制板设计 芯片选择：C8051F系列单片机
优点：资源丰富，内部有AD、DA等可以使用软件 进行配置，大大简化了硬件电路，也大大方便 了功能扩展；运行速度快，70％的指令只需1～ 2个系统时钟周期，而不用进行12分频，最高可 达25M速度，比传统51单片机快至少10倍。并 且其片内调试电路提供全速、非侵入式的在系 统调试，不需要仿真器，而只需要一个适配器 就可以进行在线调试。
CLRP1.3
CLRP1.4
＝6 CLRP1.5
＝7 CLRP1.6
＝8 CLRP1.7
跳转至MAIN
串行通信子程序流程图：
进入中断
读SBUF
Y
收到“＃”？
N
收到第一个字 符，字符序＝1
Y
收到第六个字 符，字符序R4
＝5
收到“！”？
＝1
＝2
N
字符序
＝3
＝4
其他
接收到字符为 通道号 始 道宽 宽 宽 止 位 号系 系 系 符
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课题三：机械手的顺序控制系统的设计
控制要求：
机械手一个工作周期可分为八步：
第一步是当左工作台上有工件出现时，
I1.5=1,机械手开始下降，下降到位时，I0.5=1，停止下降，第一步结束。
第二步是机械手在最低位置开始抓住工件，延时约10秒抓紧工件，第二步结束。
第三步是机械手夹紧工件上升，上升到位时，I0.4=1，停止上升，第三部结束。
第四步是机械手夹紧工件右移。
右移到位时，I0.7=1，停止右移，第四步结束。
第五步是机械手在右位开始下降，下降到位（到右工作台）时，I0.5=1，停止下降，第五步结束。
第六步是机械手开始放松工件，延时约10秒放开工件，第六步结束。
第七步是机械手开始上升，上升到位时，I0.4=1，停止上升，第七步结束。
第八步是机械手在高位开始左移，左移到位时，I0.6=1，停止左移，第八步结束， 至此，机械手的一个工作周期完成，等待工件在左工作台上出现，转到第一步。
工艺要求有三种控制方式：自动、单动和手动。
左移Q0.3
右移Q0.2 下降
下降
上升 夹紧 左移 右移
手动控制按钮 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 I1.4
自动单动I0.0
上升到位I0.4
I0.6
I0.7
Q0.4
Q0.0
课题三附图：机械手的顺序控制系统示意图
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