正文基于plc的柔性制造系统的搬运机构的控制系统设计-学位论文
宋聪辉毕业论文(基于PLC实现搬运机械手的控制设计)
08级毕业设计(论文)报告专业名称: 机电一体化设计课题:基于PLC控制的材料搬运装置导师姓名:魏润仙****:***班级: 08高职机电一体化七班学号: ***********毕业设计(论文)任务书毕业设计(论文)题目:基于PLC控制的材料搬运装置专业:机电一体化姓名:宋聪辉毕业设计(论文)工作起止时间:20011年3月1日---2011年4月毕业设计(论文)的内容要求:1、写出设计方案与目的2、PLC及机械手的介绍及选择3、设计主体部分4、模拟与调试5、梯形图及指令表的设计指导教师(签名):系主任:年月日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。
机械手一般由耐高温,抗腐蚀的材料制成,以适应现场恶劣的环境,大大降低了工人的劳动强度,提高了工作效率。
机械手是工业机器人的重要组成部分,在很多情况下它就可以称为工业机器人。
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品,逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。
本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC,实现机械手搬运控制系统,该系统充分利用了可编程控制器(PLC)控制功能。
使该系统可靠稳定,时期功能范围得到广泛应用。
关键词:材料搬运、可编程控制器PLC 、机械手、限位开关目录第1章前言 (1)1.1选题背景 (1)1.2设计目的及主要内容 (1)1.2.1设计目的 (1)1.2.2主要内容 (1)第2章PLC及机械手的介绍及选择 (3)2.1.可编程控制器PLC (3)2.1.1PLC 慨况 (3)2.1.2PLC的结构及基本配置 (4)2.1.3PLC的选型 (7)2.1.3PLC的选型 (7)2.1.4PLC的工作过程 (7)2.2机械手 (7)2.2.1机械手简介 (10)2.2.2机械手的选择 (12)第3章设计主体部分 (13)3.1控制要求 (13)3.2控制流程图 (13)3.3I/O分配 (14)3.4梯形图 (14)3.5指令表 (17)3.6PLC连线图 (20)3.7模拟调试 (21)第4章论文小结 (22)参考文献 (23)致谢............................................................................................................. 错误!未定义书签。
基于PLC的搬运机械手控制系统设计
基于PLC的搬运机械手控制系统设计搬运机械手是一种自动化设备,广泛应用于工业生产中的物料搬运、装卸、组装等工序。
为了实现搬运机械手的自动化控制,可以采用基于可编程逻辑控制器(PLC)的控制系统。
本文将介绍一个基于PLC的搬运机械手控制系统的设计。
搬运机械手控制系统的主要功能是对机械手的运动进行控制。
基于PLC的控制系统可以实现对机械手的运动、速度和位置等参数进行精确控制,从而提升机械手的工作效率和准确性。
首先,需要确定搬运机械手的运动方式和结构。
常见的机械手运动方式包括直线运动、旋转运动和联动运动等。
根据任务需求,可以选择合适的运动方式和结构。
然后,需要选择合适的PLC设备。
PLC是一种专门用于工业自动化控制的设备,具有高可靠性、灵活性和可扩展性等特点。
根据机械手的规模和工作要求,选择适当的PLC设备。
接下来,需要设计搬运机械手的控制电路。
控制电路是实现机械手运动控制的关键部分,包括传感器、电磁阀、继电器等元件的连接和控制逻辑的设计。
在设计控制逻辑时,可以使用PLC提供的编程软件进行编程。
根据机械手的工作要求和操作流程,编写PLC程序,实现对机械手的自动控制。
此外,还需要设计人机界面(HMI)用于操作和监控机械手的运行状态。
HMI通常使用触摸屏或按钮等输入设备,以及显示屏或指示灯等输出设备。
通过HMI,操作人员可以控制机械手的运动和监控运行状态。
最后,进行系统调试和测试。
在将系统投入使用之前,需要进行调试和测试,确保搬运机械手的运动控制正常,并满足工作要求。
总结起来,基于PLC的搬运机械手控制系统设计包括确定运动方式和结构、选择合适的PLC设备、设计控制电路、编写PLC程序、设计人机界面以及进行系统调试和测试等步骤。
通过PLC控制系统的应用,可以提高机械手的自动化程度,提升生产效率和产品质量。
基于PLC的搬运机械手控制系统设计
基于PLC的搬运机械手控制系统设计搬运机械手是工业生产中常用的一种机器人,目的是为了将物品从一个地方搬到另一个地方,以实现生产线的自动化生产。
为了方便操作和控制机械手的运动,我们常使用PLC进行控制。
本文将详细介绍基于PLC的搬运机械手控制系统设计并分为以下几个部分:系统设计、硬件设计、软件设计和测试与优化。
系统设计在设计搬运机械手的控制系统前,需要明确其基本能力以及操作条件。
本文需要实现的是一个能够在工业生产上自动完成货物的移动,如从一个点到达另一个点,或从一个点将货物取下并放入另一个点的机械手控制系统。
硬件设计在硬件方面,机械手的结构以及体积会影响到设计的复杂度和控制的难度。
机械手的操作部分包括控制电路、执行器驱动电路、电源等。
现在,我们来介绍每个部分的主要内容。
控制电路部分包括PLC、IO模块等。
PLC是机械手控制的核心,负责读取传感器信号并控制执行器的动作。
IO模块则负责将信号转换为PLC能接受的信号进行处理。
执行器驱动电路部分主要负责控制电机动作。
电机的选择与应用需要根据机械手的具体要求而定,需要注意的是,电机的转矩和功率需要协调匹配,还需要注意电机的供电和控制电路之间的配合问题。
电源系统是机械手控制系统的基础之一,电源的大小和控制器的匹配与应用直接关系到系统的正常运行。
需要根据需要提供相应的电压以及功率供给系统。
软件设计在软件设计方面,我们借助PLC程序进行控制,根据机械手的执行需要编写相应的程序,实现机械手的移动、旋转、夹取或放置操作。
具体流程如下:1. 初始化- 设定初始位置和状态等参数;2. 等待操作信号- 根据设定的信号进行等待;3. 传感器检测- 检测对象的位置和状态;4. 判断操作- 根据传感器检测结果进行相应操作;5. 输出控制信号- 控制执行器动作,改变机械手所处的位置和状态。
测试与优化测试与优化是机械手控制系统设计的重要一步,目的是检查系统的稳定性和准确性。
在测试过程中,需要测试机械手的各种运动状态,比如加速度、负载、速度等参数,以确定机械手的质量和性能优化方向。
基于PLC的机械手搬运控制系统实现本科毕业设计(论文)
备注
1
工作台
470mm×860mm
9
张
2
上料检测单元
CPU224 AC/DC/继电器(14路数字量输入/10路继电器输出)
1
套
3
搬运单元
CPU224 AC/DC/继电器(14路数字量输入/10路继电器输出)
1
套
4
加工与检测单元
CPU224 DC/DC/晶体管+EM223(22路数字量输入/18路晶体管输出)
This system uses the STEP 7-Micro/WIN V4.0 programming software, to complete the programming of the software, Siemens S7-200 to complete the sequence ofmanipulatorcontrolled by a different cylinder to complete the implementation of the action. Achieve the S7-300 and S7-200 constitute the master - slave network structure on the touch screen to display the operating information.
2.1.2
(1)输入电源:单相三线 AC220V±10% 50Hz;
(2)工作环境:温度-10℃~40℃ 相对湿度≤85%(25℃)海拔<4000m;
(3)装置容量:≤1.5kVA;
(4)外形尺寸:380cm× 170cm×140cm;
(5)安全保护:具有漏电压、漏电流保护,安全符合国家标准。
基于PLC的物料搬运机器人控制系统设计
基于PLC的物料搬运机器人控制系统设计本文档介绍了基于可编程逻辑控制器(PLC)的物料搬运机器人控制系统的设计。
该系统用于自动化物料搬运过程,提高生产效率和降低人力成本。
1. 系统概述物料搬运机器人控制系统由以下几个主要组件组成:- PLC控制器:作为系统的控制核心,负责接收和处理传感器信号,并根据预设的逻辑进行控制。
- 传感器:用于检测物料位置、距离和重量等信息,并将其传输给PLC控制器。
- 执行器:包括电机、气动装置等,用于实现机器人的移动和物料的搬运。
- 人机界面(HMI):用于监控和操作整个系统,提供用户友好的界面和交互功能。
2. 硬件设计物料搬运机器人控制系统的硬件设计主要包括PLC控制器的选择、传感器和执行器的选型,以及HMI的设计。
- PLC控制器:根据实际需求选择功能强大、稳定可靠的PLC 控制器,具备足够的输入输出接口以及通信功能。
- 传感器:根据具体的搬运需求选择适合的传感器,如接近传感器、压力传感器和重量传感器等。
- 执行器:根据物料的大小和重量选择适合的执行器,如电机驱动的轮子和夹爪等。
- HMI设计:设计直观的界面,显示机器人状态、物料位置以及操作按钮等。
3. 软件设计物料搬运机器人控制系统的软件设计主要包括PLC程序和HMI界面的编程。
- PLC程序:使用合适的编程语言(如Ladder Diagram)编写逻辑控制程序,实现自动化的搬运过程,包括物料检测、移动和放置等功能。
- HMI界面:根据用户需求设计HMI界面,用于显示系统状态、操作按钮和参数设置等。
4. 应用场景基于PLC的物料搬运机器人控制系统广泛应用于各个行业的物料搬运过程,如制造业、物流和仓储行业等。
- 制造业:机器人可在生产线上自动搬运物料,提高生产效率。
- 物流和仓储:机器人可在仓库中自动搬运货物,减少人力成本和物料损失。
5. 总结基于PLC的物料搬运机器人控制系统是一种高效、自动化的物料搬运解决方案。
基于plc运输及控制系统的设计论文_本科论文
【摘要】 (2)【前言】 (3)【三菱可编程控制器介绍】 (5)1.1FX2N系列PLC的结构特点 (6)1.2FX2N系列PLC的基本组成 (7)【FX2N系列可编程控制器内部元件及功能】 (8)1.21输入继电器(X0) (8)1.22输出继电器(Y) (8)1.23辅助继电器(M) (8)1.24状态器(S) (9)1.25定时器(T) (9)1.26计数器(C) (10)1.27数据寄存器(D) (11)1设计目的 (13)2设计思路 (13)3设计过程 (13)3.1PLC输入/输出端子接线图 (13)3.2程序设计 (14)3.3皮带传输机控制原理 (17)4系统调试与结果…………………………………………………………………………..18/4.1系统调试 (18)4.2调试结果 (18)5主要元器件与设备 (19)6课程设计体会与建议 (20)7参考文献 (21)8附录 (22)8.1指令语句表 (22)8.2梯形图 (24)皮带运输机是当代最为得力的输送设备之一,在整个输送机范畴中,它是应用最为广泛的一种设备,它的产生已有上百年的历史了,现以成为冶金、矿山、水泥、码头、化工、粮食等行业最主要的运输工具。
早期皮带运输机由于其功率小、运距短、速度低,应用受到一定限制。
现针对皮带运输机控制系统中存在的问题,把可编程序控制器和变频器应用于皮带运输机控制系统上,利用可编程控制器取代继电器进行控制皮带运输机的起动和停止。
提高了系统的可靠性,系统的调速控制采用变频器进行变频调速,使调速性能更加稳定,保证了可靠。
输送机是在一定的线路上连续输送物料的物料搬运机械,又称连续输送机。
输送机可进行水平、倾斜和垂直输送,也可组成空间输送线路,输送线路一般是固定的。
输送机输送能力大,运距长,还可在输送过程中同时完成若干工艺操作,所以应用十分广泛。
可以单台输送,也可多台组成或与其他输送设备组成水平或倾斜的输送系统,以满足不同布置形式的作业线带式输送机是输送能力最大的连续输送机械之一。
基于PLC的搬运输送站控制系统的设计与实现毕业论文
基于PLC的搬运输送站控制系统的设计与实现毕业论文目录三级目录需要加上摘要1 绪论.................................................................................................... 错误!未定义书签。
1.1选题背景 (2)1.2设计目的及主要内容 (2)1.2.1设计目的 (2)1.2.2主要内容 (2)2 搬运输送站的介绍及选择 (3)2. 1搬运输送站简介 (3)2.2搬运输送站的选择 (6)3 设计主体部分 (8)3.1控制要求 (8)3.2控制流程图 (8)3.3I/O分配 (9)3.4PLCI/O接线图 (16)3.5梯形图 (21)3.6指令表 (12)3.7模拟调试 (17)4 结论 (18)参考文献 (19)致谢.......................................................................................................... 错误!未定义书签。
1 绪论1.1选题背景随着我国经济的迅速发展,采用PLC的工作原理来控制材料搬运装置的技术基本已经成熟,其中得到愈来愈广泛的就是采用PLC控制搬运机械手来实现搬运材料的装置。
在完成大学三年的课程学习和课程、生产实习,熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识,对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解,达到了学习的目的。
对于PLC对机械手搬运材料的控制设计这个实践性非常强的设计课题,进行了大量的实习。
经过在几家单位的生产实习,对于PLC对搬运机械手的控制设计有了一个全新的认识,丰富了许多PLC方面的知识,而对于PLC方面的制造工艺更是实现了零的突破。
在指导老师的协助下,同时在现场查阅了很多相关资料,明确了PLC的一般工作原理、制造、工艺过程。
基于PLC的搬运机械手控制系统的设计
基于PLC的搬运机械手控制系统的设计本文是基于PLC的搬运机械手控制系统的设计。
根据搬运机械手控制系统给出了控制流程图、阐述了用FX2N-1PG作上位机控制步进电机按一定角度旋转原理、用PLC作上位机控制伺服电机动作原理。
详细描述了基于PLC的搬运机械手控制系统的设计的硬件接线图和设计程序。
并进行了试验验证。
该设计合理规范并能实现搬运机械手控制系统的控制要求。
标签:S7-300PLC 步进电机伺服电机FX2N-1PG模块细分定位脉冲搬运机械手控制系统主要由日本三菱公司的FX2N系列PLC的特殊功能模块FX2N-1PG、步进驱动器、步进电动机和气动控制系统实现运行控制,具有抓取、放松、上升、下降和180°回旋功能,并能沿丝杆导轨做左右水平移动,同时配合伺服驱动器、、伺服电机将成品物料送到指定仓库各站点。
控制系统示意图:一、用PLC控制搬运系统的设计原理搬运机械手系统运用日本三菱公司的FX2N系列PLC对机械手进行一系列的控制,最终目的是把物料准确的送入指定仓库。
要实现准确定位主要涉及到FX2N-1PG模块的定位功能,步进驱动、步进电机和伺服驱动、伺服电机的动作原理。
1.定位脉冲输出模块FX2N-1PGFX2N-1PG定位脉冲输出模块,可输出一相脉冲数、频率可变的定位脉冲(最大100KHz,脉冲量32位),通过连接伺服电机或步进电机驱动器能实现独立1轴的简单定位控制。
首先了解PLC与1PG的体系结构关系。
FX2N-1PG是独立于PLC主机外的扩充模块,以数据总线连接。
模块依据安装位置先后自动设为K0~K7编号地址,所以必须有特殊的PLC数据写入指令,再配合时序及逻辑控制写入FX2N-1PG 寄存器内。
2.用PLC作上位机控制步进电机动作设计原理搬运机械手的定位控制可由PLC、步进驱动和步进电动机实现运行控制。
机械手运行过程为:回原点——定位运行——返回停止。
在机械手运行进程中,若碰到相应方向的极限开关时,机械手立即停止。
基于PLC的搬运机械手控制系统设计
基于PLC的搬运机械手控制系统设计PLC(可编程逻辑控制器)是一种广泛应用于自动化领域中的控制设备,它拥有可编程的逻辑控制功能,具有高精度、高可靠性、动态稳定性好等特点。
在制造业中,搬运机械手广泛应用于对生产线上产品的搬运,包装和装载等操作。
基于PLC 的搬运机械手控制系统就是将PLC作为核心控制器,实现对搬运机械手的控制和调节,从而提高其工作效率和精度。
搬运机械手控制系统设计基于PLC的搬运机械手控制系统的设计由以下几个部分组成:1. 机械结构设计:机械结构是搬运机械手控制系统的基本构成部分,包括机械臂、传动机构和夹持机构等。
机械结构的设计需要考虑机械臂的长度、强度、重量、运动速度和角度等参数。
传动机构包括电机、减速器、传动轮等,其作用是将电机转换为机械臂的运动。
夹持机构用于夹持待处理的物品,实现搬运和装载等操作。
2. 电气设计:电气设计包括控制系统的电源、控制器、传感器和执行器等。
控制系统的电源是供电保障,必须保证输入电压稳定。
控制器根据输入信号实现对机械手的控制,包括控制信号的生成、控制程序的调试和PID调节等。
传感器用于实时获取机械手的位置、状态和运动方向等信息。
执行器执行机械手的运动和夹持等功能。
3. 软件设计:PLC控制器是基于程序的工作,程序的编写需要考虑搬运机械手的不同工作场景和判据,以实现自动化控制。
软件设计主要包括程序设计和逻辑控制等。
程序设计是根据搬运机械手的功能和运动方式编写程序,以实现对机械手的控制、调节和监测。
逻辑控制是根据具体工作场景进行逻辑判断,实现机械手的自动化控制动作。
基于PLC的搬运机械手控制系统的特点基于PLC的搬运机械手控制系统在制造业中得到广泛应用,其具有以下特点:1. 稳定性好:PLC控制器控制器稳定性好,能够长时间连续工作,不易出现故障。
2. 精度高:PLC控制器具有高精度的控制能力,能够控制搬运机械手的精度和速度,以及对物品的判别和定位等。
3. 可编程性强:PLC控制器采用可编程的逻辑控制,能够为不同的工作场景编写程序,实现自动化控制。
【优秀毕设】基于PLC的柔性制造系统的搬运机构的控制系统设计
三江学院
本科生毕业设计(论文)
题目基于PLC的柔性制造系统的搬运机构的
控制系统设计
高职院(系)机械设计制造及其自动化专业
学号 G095152042 学生姓名朱晓春
指导教师王志斌
起讫日期 2012/11/21~2013/4/20 设计地点三江高等职业技术学院
摘要
在基于PLC的柔性制造系统为核心的基础上,重点进行了搬运机构的控制设计,详细叙述了该搬运单元由步进电机进行综合控制的软、硬件的实现方法。
该设计利用步进电机单位脉冲所具有的步进距离不变的特点,对其采用开环点位控制。
因此可将整个运动视为拆线运动,每一个动作可视为运动程序相同、特征参数各异的点位相对运动。
其以起点作为参考点,通过脉冲得到目的点的位置,手动点击按钮,实现机械手从参考点运动到目的点。
关键词:柔性制造系统;PLC;机械手。
搬运机械手的PLC控制系统设计论文
搬运机械手的PLC控制系统设计论文搬运机械手的PLC控制系统设计论文随着工业自动化的不断发展,机械手已经成为工业自动化的主要组成部分。
机械手具有高度灵活性和应用性能,能够用于各种不同的应用场景,如装配、搬运、包装等。
其中,搬运机械手的应用越来越广泛,这种机械手能够在生产过程中自动搬运物品,从而提高了生产效率和质量。
而机械手的PLC控制系统则是机械手正常运行的重要组成部分。
本文将从机械手的基本原理、PLC控制系统的设计原则以及案例分析等方面,对搬运机械手的PLC控制系统进行详细阐述。
一、搬运机械手的基本原理搬运机械手是一种通过电动轴的组合来控制硬件机械执行动作的机器。
它主要由操作系统、机械臂、执行器、传感器和控制系统等组成。
其中,机械臂是机械手的主体部分,它通过运动学算法完成运动轨迹的规划和控制。
机械手的控制参数主要包括机械手的速度、加速度、位置、力量和时间等。
为了实现对机械手全面、精确、可靠的控制,需要采用PLC控制系统。
二、PLC控制系统的设计原则PLC控制系统主要负责完成机械手的动作控制、通信控制、数据处理等任务。
其设计原则主要有以下几点:1.安全性设计原则。
机械手在运动时会产生一定的力量和速度,因此需要确保PLC控制系统具有良好的安全性。
系统应该包含紧急停止功能和自动刹车功能,以避免机械手对工作环境和操作人员产生危险。
2.可靠性设计原则。
机械手在生产场地中的工作是长时间、高负荷的,因此PLC控制系统需要具有高度的可靠性,以避免由于系统故障导致生产中断和经济损失。
3.灵活性设计原则。
机械手在生产场地中需要完成各种不同的任务,因此PLC控制系统需要具有高度的灵活性,从而能够根据具体情况进行定制化改动和优化。
三、PLC控制系统设计流程PLC控制系统设计流程主要包括五个步骤:需求分析、功能设计、系统设计、编程调试和系统维护。
1.需求分析。
在控制系统设计之前,需要进行充分的需求分析,确定机械手的控制参数、通信协议、数据处理等基本要求。
(完整版)搬运机械手PLC控制系统设计毕业设计论文
优秀论文审核通过未经允许切勿外传设计题目搬运机械手PLC控制系统设计学生姓名孙飞龙专业班级机电一体化(1)班指导老师张兰仙机电工程系搬运机械手PLC控制系统设计毕业设计摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及,主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作,两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转,从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动;其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器,通过PLC内部程序输出不同的信号,从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作,可实现机械手的精确定位;其动作过程包括:下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退;其操作方式包括:回原位、手动、单步、单周期、连续;来满足生产中的各种操作要求。
关键词:搬运机械手,可编程控制器(PLC),液压,电磁阀目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及" title="下一页">> >> >>| 其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 IO分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1)梯形图的总体设计……………………………………………………2)各部分梯形图的设计…………………………………………………3)绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附:语句表梯形图 IO接线图前言机械手:mechanical )和柔性制造单元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一环。
搬运机械手及其PLC控制系统设计论文
搬运机械手及其PLC控制系统设计论文搬运机械手是一种机器人,它可以在工业生产线上自动执行物料搬运任务。
在现代工业制造中,搬运机械手已经成为了不可或缺的一部分。
为了实现搬运机械手的自动化控制,需要使用PLC控制系统。
本文将介绍搬运机械手及其PLC控制系统的设计原理。
一、搬运机械手的原理搬运机械手由机械臂和控制系统组成。
机械臂由多个关节和各种连接件组成,可以在三维空间内自由移动。
控制系统包括了感应器、CPU、驱动器、控制器等多个部件。
搬运机械手利用控制系统将机械臂运动轨迹转化为电信号,控制电机驱动机械臂的关节运动,从而实现物料搬运。
二、PLC控制系统的原理PLC控制系统是一种专用控制设备,它的运行方式与普通计算机不同。
PLC控制系统主要由CPU、存储器、I/O接口、通信接口等多个部件组成。
PLC控制系统通过感应器收集物料搬运产线上的信息,并对信号进行处理,然后输出信号控制机械臂的运动。
PLC控制系统具有实时性强、可靠性高、可编程性强等特点。
三、搬运机械手的PLC控制系统设计在设计搬运机械手的PLC控制系统时,需要考虑以下几个方面:1、机械臂的控制策略。
机械臂的运动规划需要根据物料搬运任务的要求进行设计,确保机械臂能够正确地抓取、移动、放置物料。
2、传感器的选择与布置。
传感器是观测物料搬运产线上工件的状态,实现物料搬运自动化控制的关键。
正确选择传感器类型及其数量,并合理布置传感器,能够保证控制系统对工件状态的监测与识别准确可靠。
3、PLC控制程序的编写。
PLC控制程序根据物料搬运任务要求编写,控制机械臂的运动,同时协调各个传感器的信息输入,并产生相应的输出信号,以实现对物料搬运的自动化控制。
4、PLC通信接口的设计。
PLC通信接口能够与其他设备通讯,以实现搬运机械手对整个生产线的集成。
设计合理的通信接口能够将搬运机械手的控制与其他设备进行有效的协作,提高生产效率。
四、结论本文介绍了搬运机械手及其PLC控制系统的设计原理。
(完整版)基于PLC的搬运机械手控制系统设计112
基于PLC的搬运机械手控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及,主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运,可以更好的节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。
本机械手的机械结构主要是曲轴在两条生产线之间搬运任务的搬运机械手控制系统进行设计。
采用了电气一体化的设计方案,使用带自锁功能的气缸实现了机械手对工件的抓放和保证了在断气状态下机械手状态的保持,通过伺服电机来实现机械手在水平、竖直方向快速精确的移动。
采用SIEMENS公司的SIMATIC S7-200系列PLC 作为核心控制器,外扩定位模块EM253模块对伺服电机进行精确的定位控制,从硬件和软件两个方面进行设计,完成了PLC在搬运机械手中硬件连接,I/O点分配和应用程序的设计,实现了机械手的上电初始化、零点复位、故障报警、手动运行、半自动运行和在无人看守时的自动运行。
最终达到设计要求,完成搬运目的。
关键词搬运机械手定位模块EM2253控制系统可编程PLC SIMATIC S7-200 系列PLC 核心控制器。
目录目录 (2)1引言 (1)1.1 搬运机械手的应用简况 (1)1.2机械手的应用意义 (2)2系统设计 (2)2.1系统结构及流程 (2)2.2系统主要部件选择 (4)2.2.1气缸的选择 (5)2.2.2阀门的选择 (6)2.2.3行程开关的选择 (6)2.2.4接近开关的选择 (6)2.2.5驱动电机的选择 (6)3控制系统的硬件设计 (7)3.1控制系统功能 (7)3.2控制系统硬件结构 (8)3.2.1位控模块 (8)3.2.3控制系统硬件结构 (9)3.3操作面板的设计 (9)3.4 PLC系统设计 (11)3.4.1 PLC 的I/O 分配表 (11)3.4.2 PLC 的I/O 接线图 (11)3.5运动控制系统的实现 (12)3.6控制系统电路设计 (17)4系统软件的设计与实现 (19)4.1系统工作方式 (19)4.2程序设计 (19)4.2.1主程序设计 (19)4.2.2初始化子程序设计 (20)4.2.3复位子程序设计 (20)4.2.4报警子程序设计 (21)4.2.5手动运行子程序设计 (21)4.2.6半自动运行子程序 (22)4.2.7自动子程序设计 (23)5结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1系统配件清单 (28)附录2程序清单 (28)1引言1.1搬运机械手的应用简况在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
机电一体化毕业设计(论文)基于plc的玻璃搬运机械手系统设计
本科毕业设计(论文)玻璃搬运机械手系统设计学院(系):工业工程系专业:机电一体化09-3班学生姓名:指导教师:答辩日期: 2012-5-19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。
对玻璃搬运机械手的整体结构、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。
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、高可靠型玻璃搬运机械手的设计方案,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AbstractManipulator plays an extremely important role in the field of advanced manufacturing. It can carry goods, sort materials and do heavy works instead of the human being. It also can realize mechanization and automation of the production, do the jobs in harmful environment to protect the personal safety. So it is widely used in metallurgy, machinery manufacturing, electronics, light industry and atomic energy etc.In this paper,by reviewing the developmental status of the manipulator in recent years, combining the design of manipulator and systematic analyzing technology of the manipulator, We proposed the design scheme that the manipulator was driven by the pneumatic and the system was controlled by PLC. Integrative idea was adopted in this design to fully consider the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. We analyzed and designed the overall structure, the implementation of structural, driving system and control system of the manipulator. We used pneumatic-driven in the driving system, PLC control unit in the control system to complete initialization of the system, manipulator's moving, failure alarm and so on. Finally we put forward a control strategy which is simple, easy to realize, and clear theoretical significance.Through the work above, a practical, economical, high-reliability sorting material manipulator was designed, which also had certain reference value for the other types of economical PLC control system design.Key words:Manipulator ;Pneumatic-driven;Programmable logic controller; Automatic control目录第1 章绪论 (1)1.1 研究的目的及意义 (1)1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 (1)1.3 主要研究的内容 (2)1.3.1玻璃搬运机械手执行系统的分析与选择1.3.2玻璃搬运机械手驱动系统的分析与选择1.3.3玻璃搬运机械手控制系统的设计1.4 解决的关键问题 (3)第2 章执行系统的分析与选择 (4)2.1 执行机构坐标形式的选择 (4)2.2 执行机构的组成 (6)2.3 驱动系统2.4 控制系统2.5 位置检测装置第3 章机械手的整体设计方案3.1 机械手的左边形式和自由度3.2 机械手的手部结构方案设计3.3 机械手的手腕结构方案设计3.4机械手的手臂结构方案设计3.5机械手的驱动方案设计3.6机械手的控制方案设计3.7机械手的主要技术参数3.8执行机构各部分的分析与选择3.8.1手部的选择与计算3.8.2手部的选择3.9真空吸盘的计算3.10腕部的设计计算3.10.1腕部设计的基本要求3.10.2腕部的结构以及选择3.10.3腕部的驱动力矩计算3.10.4腕部的驱动力的计算3.10.5液压缸盖螺钉的计算3.10.6动片和输出轴间的连接螺钉3.11臂部的合计及有关计算3.11.1臂部设计的基本要求3.11.2手臂的典型机构以及结构的选择3.11.3手臂伸缩液压缸的尺寸设计与校核3.11.4导向装置3.11.5平衡装置3.11.6手臂摩擦力的分析与计算3.11.7手臂惯性力的计算3.11.8密封装置的摩擦阻力3.11.9液压缸工作压力和结构的确定3.12机身的设计计算3.12.1机身的整体设计3.12.2手臂升降液压缸的尺寸设计与校核3.13机身回转机构的设计计算3.13.1回转缸驱动力矩的计算3.13.2回转缸尺寸的初步确定3.14机身升降机构的计算3.14.1臂偏重力矩的计算3.14.2升降不自锁条件的分析计算3.14.3手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算3.14.4轴承的选择分析3.14.5设计液压系统图3.14.6液压回路的工作原理2.3 执行机构各部分的分析与选择 (6)2.3.1 手部的选择及计算 (6)2.3.2 手臂结构的选择 (7)2.3.3 纵向直动气缸的设计计算与校核 (8)2.3.4 横向气缸的设计计算与校核 (14)2.3.5 机身回转力矩的计算 (17)2.3.6 回转液压缸所驱动力矩计算 (18)2.3.7 气压缸盖螺钉的计算 (19)2.3.8 静片和输出轴间的连接螺钉 (20)2.3.9 矩形导轨的弯曲强度及挠度的校核 (21)2.3.10 机座结构的选择 (22)2.3.11 机身部位轴承选择与校核 (23)2.4 执行机构的工作原理 (23)第3 章驱动系统的分析与选择 (24)3.1 驱动系统的分析与选择 (24)3.2 机械手驱动系统的控制设计 (25)3.3 气动元件选取及工作原理 (26)3.3.1 气源装置 (26)3.3.2 执行元件 (27)3.3.3 控制元件 (28)3.3.4 辅助元件 (29)3.3.5 真空发生器 (29)IV3.3.6 吸盘 (30)3.4 气动回路的工作原理 (30)第4 章控制系统的分析设计 (33)4.1 控制系统的组成结构 (33)4.2 控制系统的性能要求 (33)4.3 传感器的选择 (34)4.3.1 位置检测装置 (34)4.3.2 滑觉传感器 (34)4.4 控制系统PLC 的选型及控制原理 (35)4.4.1 PLC 控制系统设计的基本原则 (35)4.4.2 PLC 种类及型号选择 (39)4.4.3 I/O 点数分配 (39)4.4.4 PLC 外部接线图 (41)4.4.5 机械手控制原理 (42)4.5 PLC 程序设计 (43)4.5.1 总体程序框图 (43)4.5.2 初始化及报警程序 (45)4.5.3 手动控制程序 (47)4.5.4 自动控制程序 (48)总结 (51)参考文献 (52)致谢 (53)附录:英文及翻译.......................................................... 。
搬运机械手的PLC控制系统设计论文
搬运机械手的PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及。
其主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运,可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。
首先研究机械手组成结构、工作原理和控制要求。
机械手主要由两个步进电机来实现机械手的左移右移和上升下降运动,一个交流电动机控制搬运机械手的正反转运动。
搬运机械手的动作转换主要由设置在各个不同部位的行程开关产生的通断信号传输到PLC中进行控制,从而实现本机械手的精确定位。
其动作过程包括:下降、夹紧、上升、正转、右移、下降、放松、上升、左移、逆转;其操作方式包括:回原点、手动、单周期、连续四种方式来满足生产中的各种操作要求。
其次确定了机械手运动形式,设计了机械手主要的组成机构,对搬运机械手运动控制进行了总体方案设计。
提出了机械手的PLC控制系统,并选取了合适的PLC、扩展模块型号,绘制了搬运机械手输入输出接线图、电气接线图。
根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案,设计了机械手工作时的梯形图,在实验室进行了程序的调试、运行。
关键词:搬运机械手,可编程逻辑控制器,步进电机Handling Manipulator's PLC Control System DesignABSTRACTWith the popularization and development of industrial automation, the controller demand is increasing year by year, and the handling robot applications are becoming more common. Its main in the automotive, electronics, machining, food, medicine and other areas of production lines or cargo transported, can be better to save energy and to improve the efficiency of the transport equipment or products, in order to reduce the limitations and shortcomings of the other handling methods, meet modern the requirements of economic development.First, we study the robot structure, working principle and control requirements. Manipulator by two stepper motors to the robot's left right and up and down movement, an AC motor control handling robot reversing movement. Handling robot action conversion set in different parts of the trip switch off signals transmitted to the PLC control, in order to achieve the precise positioning of the robot. Its course of action, including: drop, clamping, rise, turning, moves right, drop, relax, rise, moves left, reverse; its mode of operation including: homing, manual, single cycle, continuous four ways to meet the production a variety of operating requirements. Second, determine theform of movement of the robot, design the robot main constituent bodies, and design the handling robot motion control of the overall program. Put forward the manipulator of PLC control system, and select the appropriate PLC expansion module model, draw a handling robot input and output wiring diagram, electrical wiring diagram.Based on the workflow of the robot control program of the programmable logic controller, we design a robot work ladder, and debug run in the laboratory.Key words:Handling manipulator, programmable logic controller, stepper motor目录摘要 0ABSTRACT (1)第1章绪论........................................... 错误!未定义书签。
基于PLC控制的搬运系统设计
基于PLC控制的搬运系统设计概述该搬运系统是基于PLC控制的自动化系统,通过PLC控制器进行控制,实现自动化的搬运过程。
该系统主要包括机械部分、电气部分和控制系统三部分。
机械部分主要包括搬运机械臂、输送带和货架等部分,电气部分主要包括电机和驱动器等电气元件,控制系统通过PLC控制器对整个系统进行控制。
搬运系统工作流程1.待搬运货物被放置在输入端的货架上。
2.货物从输入端进入输送带,通过输送带传送到机械臂所在的位置。
3.机械臂接管货物并将其移动到目标位置。
4.货物被放置在输出端的货架上。
控制系统设计PLC控制器采用西门子S7-200系列控制器,具有多种通信功能以及模拟量、数字量输入输出功能。
PLC完成对所有传感器和执行器的读写操作,对整个系统进行自动控制。
输入模块PLC控制器的输入模块可以接收多个输入信号,例如限位开关、光电传感器和按钮等。
通过控制器监测输入信号,确保系统正常工作。
输出模块PLC控制器的输出模块可以控制多个输出信号,例如马达和气动执行器等。
通过控制器操作输出信号,实现搬运机械臂的动作、输送带的运转等。
程序设计PLC控制器必须编写程序,以便控制系统按指定的方式工作。
程序中应包括输入信号检测、输出信号控制和搬运机械臂控制等功能。
程序应具有可靠性和可维护性,以确保系统长期稳定运行。
结论该基于PLC控制的搬运系统可以提高搬运效率,降低搬运成本,保证搬运过程的安全性和稳定性。
通过PLC控制器的精确控制,实现对整个系统的高效自动化控制,满足企业的生产需求。
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三江学院本科生毕业设计(论文)题目基于PLC的柔性制造系统的搬运机构的控制系统设计高职院(系)机械设计制造及其自动化专业摘要在基于PLC的柔性制造系统为核心的基础上,重点进行了搬运机构的控制设计,详细叙述了该搬运单元由步进电机进行综合控制的软、硬件的实现方法。
该设计利用步进电机单位脉冲所具有的步进距离不变的特点,对其采用开环点位控制。
因此可将整个运动视为拆线运动,每一个动作可视为运动程序相同、特征参数各异的点位相对运动。
其以起点作为参考点,通过脉冲得到目的点的位置,手动点击按钮,实现机械手从参考点运动到目的点。
关键词:柔性制造系统;PLC;机械手ABSTRACTIn the basis of PLC as the core, with the focus on the control of the FMS handling unit design, this paper describes the handling unit consists of stepping motor comprehensive control the hardware and the software realization method. This design using the stepping motor unit pulse with the characteristics of step distance unchanged, the position control by the open loop. So the entire movement as take out stitches movement, every movement can be regarded as exercise program is same, characteristic parameters of the relative motion dealership network. His with starting point as a reference point, through the pulse count is purpose o 'clock position, manual click button, realize manipulator to destination reference point movement from the point. So as to realize the "Fang Hang" technical FMS movements.Key words:Flexible Manufacturing System;Programmable Controller;Manipulator目录第一章绪论 (1)1.1基于PLC的柔性制造系统搬运机构的概述 (1)1.2机械手控制系统的背景和意义 (2)1.2.1可编程序控制器背景 (2)1.2.2可编程序控制器的应用意义 (2)1.2.3可编程序控制器的特点 (3)1.3本课题研究的内容 (3)第二章硬件设计 (5)2.1机械手的机械结构设计 (5)2.2传动系统的设计 (7)2.3其他辅助系统的设计 (10)第三章软件设计 (12)3.1总体流程图的设计 (12)3.2三菱PLC的选择 (12)3.2.1三菱PLC控制系统设计的基本原则 (12)3.2.2三菱PLC控制系统设计步骤 (12)3.2.3三菱PLC品牌选择 (13)3.2.4三菱PLC系列选择 (14)3.2.5三菱输出方式选择 (16)3.3三菱PLC的I/O口分配 (17)3.3.1I/O点数 (17)3.3.2I/O口分配原则 (17)3.3.3I/O口分配论证 (18)3.4三菱PLC程序的设计 (19)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)第一章绪论1.1基于PLC的柔性制造系统搬运机构的概述PLC柔性制造系统是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。
柔性制造系统由加工、物流、信息流三个子系统组成。
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。
在柔性制造系统中起到了物流的作用,是其中一个重要的环节。
机械手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。
其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。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。
手部是用来抓工件(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。
在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。
专用机床是大批量生产自动化的有效办法,程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效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。
据资料介绍,美国生产的全部工业零件中,有75%是小批量生产;金属加工生产批量中有四分之三在50件以下,零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。
从这里可看出,装卸、搬运等工序机械化的迫切性,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。
机械手可在空间抓放物体,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。
在机械工业中,机械手的应用意义可以概括如下:1.可以提高生产过程的自动化程度,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。
2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中,用人手直接操作是有危险或根本不可能的。
而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业,大大地改善了工人的劳动条件。
在一些动作简单但又重复作业的操作中,以机械手代替人手进行工作,可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
3.可以减少人力,便于有节奏地生产,应用机械手代替人手进行工作,这是直接减少人力的一个侧面,同时由于应用机械手可以连续地工作,这是减少人力的另一个侧面。
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。
综上所述,有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。
1.2机械手控制系统的背景和意义机械手按驱动控制方式分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
其中以可编程序控制器控制的电动式点位控制机械手应用最为广泛。
1.2.1可编程序控制器背景可编程序控制器(programmable controller),现在一般简称为PLC (programmable logic controller),它是以微处理器为基础,综合了计算机技术、半导体集成技术、自动控制技术、数字技术、通信网络技发展起来的一种通用的工业自动控制装置。
以其显著的优点在冶金、化工、交通、电力等领域获得了广泛的应用,成为了现代工业控制三大支柱之一。
在可编程序控制器问世以前,工业控制领域中是继电器控制占主导地位。
传统的继电器控制具有结构简单、易于掌握、价格便宜等优点,在工业生产中应用甚广。
但是控制装置体积大、动作速度较慢、耗电较多、功能少,特别是由于它靠硬件连线构成系统,接线繁杂,当生产工艺或控制对象改变时,原有的接线刻控制盘(柜)就必须随之改变或更换,通用性和灵活性较差。
1.2.2可编程序控制器的应用意义PLC的应用领域非常广,并在迅速扩大,对于而今的PLC几乎可以说凡是需要控制系统存在的地方就需要PLC,尤其近几年来PLC的性价比不断提高已被广泛应用在冶金、机械、石油、化工、轻功、电力等各行业。
按PLC的控制类型,其应用大致可分为以下几个方面:1.用于逻辑控制。
这是PLC最基本,也是最广泛的应用方面。
用PLC取代继电器控制和顺序控制器控制。
例如机床的电气控制、包装机械的控制、自动电梯控制等。
2.用于模拟量控制。
PLC通过模拟量I/O模块,可实现模拟量和数字量之间转换,并对模拟量控制。
3.用于机械加工中的数字控制。
现代PLC具有很强的数据处理功能,它可以与机械加工中的数字控制(NC)及计算机控制(CNC)紧密结合,实现数字控制。
4.用于工业机器人控制。
5.用于多层分布式控制系统高功能的PLC具有较强的通信联通能力,可实现PLC 与PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与上位机之间的通信。
从而形成多层分布式控制系统或工厂自动化网络。
1.2.3可编程序控制器的特点1.可靠性高、抗干扰能力强PLC能在恶劣的环境如电磁干扰、电源电压波动、机械振动、温度变化等中可靠地工作,PLC的平均无故障间隔时间高,日本三菱公司的F1系列PLC平均无故障时间间隔长达30万h,这是一般微机所不能比拟的。
2.控制系统构成简单、通用性强由于PLC是采用软件编程来实现控制功能,对同一控制对象,当控制要求改变需改变控制系统的功能时,不必改变PLC的硬件设备,只需相应改变软件程序。
3.编程简单、使用、维护方便4.组合方便、功能强、应用范围广PLC既可用于开关量的控制又可用于模拟量的控制;既可用单片机控制,又可用于组成多级控制系统;既可控制简单系统,又可控制复杂系统。
因此,PLC应用范围很广。
5.体积小、重量轻、功耗低PLC采用了半导体集成电路,外形尺寸很小,重量轻,同时功耗也很低,空载功耗约1.2KW。
1.3本课题研究的内容1.概要任务:实现机械手在两个工作台间代替工人进行单调持久地搬移工作。
要求:PLC控制,预置工作程序,动作灵活,可根据工件的变化随时更改相关控制参数。
2.硬件选择动力源——步进电机及其相应驱动设备。
机械手夹持部位采用电磁控制。
各元件应结合现场工作环境进行校核设计,本文中所选设备仅作示范性选择,未进行校核,不适用于具体设备制造,不代表最终机械手硬件。