简易机械手控制电路设计
机械手控制系统设计(完整版).doc
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IIThe 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 key skills 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)IV4.1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。
机械手抓物电气控制系统设计
电气控制与PLC课程设计题目: 机械手抓物电气控制系统设计 ______________ 院系名称：__________ 电气工程学院 ____________________________ 专业班级：_________ 自动化1003 ______________________ 学生姓名：_________________________________________学号：______________________________________________指导教师：_____________ 张杰 ______________________________ 成绩:指导老师签名:目录1 系统描述及控制要求. (3)1.1 系统描述 (3)1.2 控制要求 (4)1.3 注意事项 (5)2 设计方案. (5)2.1 方案论证 (5)2.2 原器件选择 (6)3 I/O 分配表 (6)4 外部接线图. (8)4.1 I/O 接线图. (8)4.2 主电路图 (9)5 梯形图. (10)6 系统调试. (13)设计心得. (15)参考文献. (16)1 系统描述及控制要求1.1 系统描述机械手是在机械化、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。
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。
在机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大地改善了工人的劳动条件，显著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
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。
机械手控制电路毕业设计---机械手控制电路设计
毕业设计机械手控制电路设计摘要随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定方式输送带为主的传统物件搬运方式、不但占用空间而且不容易变更生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加了生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。
因此减轻劳动强度，保障生产可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大的问题。
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，提出了用电磁阀和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关键词：机械手，PLC，控制电路第一章绪论在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。
但在机械工业中，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。
机器手的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。
它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，广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门1.1本课题的设计的目的和意义随着我国经济迅速发展，很多行业技术水平不但提高微电子技术、计算机技术和自动化技术就是其中最快的技术之一，机械手在早期的应用时在汽车制造方面，进行一般的焊接、喷漆、搬运物料等。
-机械手电气控制系统设计
机械手电气控制系统设计目录一、机械手设计任务书………………………………。
11机械手结构、动作与控制要求 (1)2设计任务 (1)二、电器控制部分…………………………………。
..。
21.电器元件目录表……………………………………。
22.机械手主电路接线图 (3)3。
继电器控制电路 (4)4.接线图 (4)5.电器板元件布置图 (5)6。
控制面板...。
....................................。
(5)三、PLC控制部分 (6)1.PLC的选型..........................。
.. (6)2.PLC I/O图 (6)3。
状态转移图……………………。
……………………。
74.梯形图.................................。
. (7)5。
指令表 (10)四、参考文献 (14)一、机械手设计任务书1机械手结构、动作与控制要求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,以实现生产的自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是:由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架,等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
设计要求1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。
1。
2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定)1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。
1.4液压泵电动机（Y100L2—4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。
1。
5应有必要的电气保护与联锁环节。
2设计任务:2。
1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。
2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种：电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图.2。
机械手电气控制系统设计说明
机械手电气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。
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。
广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。
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 (PLQ 控制功能。
使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。
关键字：机械手；自动化装备；可编程控制器；PLC摘要前言 (2)第1章设计目的及主要内容 (3)1.1 设计目的 (3)1.2.主要内容 (3)第2章机械手的操作要求及功能 (4)2.1.操作要求 (4)2.2操作功能 (5)第3章PLC及机械手的选择和论证 (6)3.1PLC (6)3.1.1 PLC 简介 (6)3.1.2 PLC的结构及基本配置 (6)3.1.3 PLC 的选择 (7)3.2机械手 (7)3.2.1机械手简介 (7)3.2.2机械手的选择 (8)第4章硬件电路设计及描述 (8)4.1操作方式 (10)4.2输入与输出分配表及I/O分配接线 (10)第5章软件电路设计及描述 (12)5.1机械手的操作系统程序 (12)5.2回原位程序 (12)5.3手动单步操作程序 (13)5.4自动操作程序 (14)5.5机械臂传送系统梯形图 (14)5.6指令语句表 (16)18第6章总结 (17)参考文献大二的学习即将结束，课程设计是其中一个重要环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。
用PLC设计的简易的机械手控制电路
用PLC设计的简易的机械手控制电路
今日为大家介绍一个用plc设计的简易的机械手掌握电路。
掌握要求示意图：
当按下启动按钮X1后，机械手先向下移动再向上移动，然后向右移动再向右下移动，再向右上移动，再回到原点。
（我们可以想像成一个机械手抓持着一个工件，把工件从一个位置移动到另一个位置）。
I/O安排表：
首先我们先把输入与输出的安排给编好。
流程图：
像设计这种带有步进顺控指令的电路，我们可以先画一个流程图以便利我们一步步的分析与设计电路。
首先机械手从原点开头先向下——向上——向右——右下——右上——向左——复位。
然后步与步之间的转换条件我们可以设置成各个限位开关，然后我们通过移位指令把M101到M107的各个指令一步步激活。
梯形图：
当我们在启动前机械手位于原点位置，X5（左限位开关），X3（右限位开关）是被压合的，就会传输一个1到M100里面去，然后M100的常开触点闭合，按下启动按钮X1，M100的数据通过移位指令移到
M101里面去，机械手向下运动，当遇到下限位开关X2后，M101的数据通过移位指令移到M102里面去，机械手向上运动，当遇到上限位开关X3后，M102的数据通过移位指令移动到M103里面去，机械手向右运动，，，，，，以此类推，始终到M107复位指令。
假如我们想让机械手直接复位也可以按下X0复位按钮，这样机械手就可直接复位。
机械手的电气控制系统设计任务书
《机电设备控制技术》课程设计任务书题目名称：机械手的电气控制系统设计概述：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。
本设计中的机械手采用关节结构，各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制。
机械手的结构如图1所示，主要由手指1、手腕2、小臂3和大臂5等几部分组成。
料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。
每次转动一定角度(由工件数决定)以保证待加工零件4对准机械手。
1-手部 2-手腕 3-小臂 4-工件 5-大臂 6-料架图1机械手外形及其与料架的配置机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表1所示。
表1电磁阀状态表以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是:由原始位置将已加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
具体动作顺序如下：原始位置(装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平置，手腕横移向右，手指松开)→手指夹紧(抓住卡盘上的工件) →松卡盘→手腕左移(卡盘上卸下已加工好的工件) →小手臂上摆→大手臂下摆→手指松开(工件放回料架)→手臂收缩亏料架转位→小手臂伸出→手指夹紧(抓住未加工零件) →大手臂上摆(取送件) →小手臂下摆→手腕右移(将工件装到机床的主轴卡盘中) →卡盘收紧→手指松开等待加工。
根据表1及各动作中机械的状态，便可自行列出各动作中对YV～YVll线圈的通电要求。
控制要求：1)加工中上料、下料各动作采用自动循环。
2)各动作之间应有一定的延时(由时间继电器调定)。
3)机械手各部分应能单独动作，以便于调整及维修。
4)油泵电机(采用Y100L2-4.3kW)及各电磁阀运行状态应有指示。
5)应有必要的电气保护与联锁环节。
任务内容：1．采用继电器-接触器控制，设计该机械手的电气控制系统。
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。
机械手电路设计
控制方法：
1）整体设计
手动程序和自动程序分别编成独立的子程序块，通过调用指令进行功能选择。当工作方式选择开关选择手动方式时，I0.7接通，执行手动程序：当工作方式选择自动方式（单步、单周、连续）I1.0、I1.1、I1.2分别接通，执行自动控制程序。
2）手动控制程序
手动程序不需要按工序顺序动作，可以按普通继电触器系统设计。手动控制的梯形图见子程序O，手动按钮I1.3, I1.4, I1.5, I2.0, I2.1, I2.2分别控制下降，上升，右移，左移，夹紧，放松各个动作。为了系统的安全运行，设置了一些必要的联锁保护，其中在左右移动的控制环节中加入I0.2作为上限联锁，因为机械手只有处于限位置(I0.2=1)时才充许左右移动。
（9）抓紧动作由压力继电器控制，当抓紧时，压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制（设为4s）。
（10）要求采用西门子型PLC技术设计，分组布置任务，每组原则上不超过5人。
（11）电子文档要求打印两份，字数不少于5000字。
第四章
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常见的工业机械手根据手臂的动作形态，按坐标形式大致可分为以下四种；(1)直角坐标型机械手；（2）圆柱坐标型机械手；（3）球坐标（极坐标）型机械手；(4)多关节型机械手。本设计采用第二种：圆柱坐标型机械手。
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PLC的应用范围极其广阔，经过40年的发展，目前PLC已经广泛应用于冶金、石油、建材、电力、矿山、机械制造、汽车、交通运输、轻纺、环保等各行各业。可以说，凡是有控制系统存在的地方就有PLC。
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根据控制要求，PLC控制系统选用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224和EM221。
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根据本课题的需要，当有物料经过传送带时要将这一信息反映给机械手，因此我选用的传感器是槽式光电开关，槽式光电开关通常是标准的凹字形结构，其光电发射管和接收管分别位于凹形槽德两边，并形成一光轴。当被检测物体经过凹形槽并阻断光轴时，光电开关就产生了检测到的开关信号。槽式光电开关安全可靠，适合检测高速变化的生产监测场所，分辨透明与半透明物体。光电开关内部结构主要有NPN型和PNP型两种。一般光电开关的工作电流约5～20n1A，工作电压应低于30V，输出驱动电流则根据型号的不同而有很大的差别，大的几百毫安，小的只有几毫安。
机械手电气控制系统设计
课程设计报告书课程名称：《PLC技术与工程应用》课题名称：机械手电气控制系统设计系部名称：专业班级：姓名：学号：年月日设计任务书设计目的：1、学习PLC电气控制系统的开发过程和系统设计思路；2、锻炼实际应用程序开发能力；3、提高电气制图、流程图绘制及办公文档编辑能力。
设计要求：1)基本要求：●设置机械手复位按钮机械手每次的工件输送过程，都应该从初始位置开始。
定义右转到位、上行到位、退回到位及手指张开到位同时满足时为机械手初始位置开机运行时，机械手应该首先自动回到初始位置；若遇到特殊情况，机械手停在非初始位置，按下复位按钮即可实现复位。
●设置单步/连续切换开关在单步模式下按下启动按钮(若机械手处于初始位置，则开始运行；否则，按下复位键，使机械手复位)→伸出→下行→手指夹紧→上行→左转→下行→手指张开→上行→退回→左行→停止注：以上连贯动作实现时，某些动作(见上述动作字体加粗部分)可以同时进行。
在连续模式下按下启动按钮，上述动作依次发生，但回到初始位置之后，继续下一个工件的传输过程。
连续模式下，按下停止按钮，待本次工件传输工作结束后，停止运行。
2）提高要求i)编制四个驱动电机的保护程序。
要求自动检测电机是否处于堵转状态。
若电机处于堵转状态，应立即停止系统工作，并点亮故障报警灯；故障排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；ii)连续运行模式下，统计传输工件的个数，存储于PLC的V型数据区，以备组态监控使用，也可用状态表监视其状态变化。
3）高级要求利用上位机组态软件组态监控画面，或利用触摸屏组态监控画面，监控机械手的生产过程。
《PLC技术与工程应用》课程设计报告书目录目录 (I)1设计思路或方案选择 (1)1.1 设计思路 (1)1.1.1 实现该设计所用的硬件 (1)1.1.2该设计功能大概分为四部分 (1)1.1.3 总的系统结构框图 (1)1.2 方案选择 (2)2硬件电路设计 (3)2.1 本设计的电气原理图 (3)2.2 I/O分配表 (4)2.2.1 表-1 输入分配表 (4)2.2.2 表-2 输出分配表 (4)3软件设计 (5)3.1 总流程图 (5)3.2 重要程序及说明 (6)4程序调试 (7)4.1 调试设备 (7)4.2 遇到的问题与解决方法 (7)5心得体会 (8)附录1 参考文献 (9)附录2 程序清单 (10)1设计思路或方案选择1.1设计思路1.1.1 实现该设计所用的硬件硬件系统由编程计算机(上位机)、控制器即S7-200 PLC CPU224(下位机、数字量输入/输出点为14入/10出)和机械手模型装置被控对象等组成，编程计算机和控制器之间通讯采用PC/PPI电缆连接实现PPI通信。
机械手控制电路
学院机电学院专业电气自动化技术班级20140302班姓名孔豪学号201403023226 指导教师倪涛学业作品任务书学生姓名：孔豪专业：电气自动化班级：201402班学号：201403023226指导教师：倪涛学业作品题目：机械手控制电路学业作品主要内容：(1)机械手的控制电路的原理(2)机械手控制的PLC的程序的编程(3)机械手控制的液压系统的选择以及设计(4)机械手的CAD制图，以及装配图要求完成的主要内容：本次设计的液压传动机械手根据规矩的动作顺序，综合运用所学的基本理论，统图，PLC控制图，机械手的机械机构采用油缸，螺杆导向管等机械件组成；在液压传动机构中机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的传动采用齿条传动，机械手的升降采用升降油缸立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中采用FX2N，当按下连续启动后，PLC按制定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手惊醒相应的动作循环，当按下连续停止后机械手在完成一个循环动作后停止。
指导教师签名：专业负责人签名：黄冈职业技术学院机电学院学业作品开题报告课题名称:机械手控制电路学院机电学院专业电气自动化班级201402班姓名孔豪学号201403023226指导教师倪涛毕业设计说明书题目：机械手控制电路学院：黄冈职业技术学院专业：电气自动化学号： 201403023226姓名：孔豪指导教师：倪涛完成日期： 2016年12月27日The design of the hydraulic manipulatorAbstract: The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the designand drawing the necessary assembly,hydraulic system map PLC control system diagram Manipulator mechanical structure using tanks screw ,guide tubes and other mechanical device component In the hydraulic drive bodies manipulator arm stretching using telescopic tank rotating column of tanks used rack manipulator movements using tank movements the column takes the horizontal movement of tanks The PLC control circuit use the type of FX2N PLC When pressed for commencement PLC in accordance with the prescribed procedures through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.Keywords：Manipulator, Hydraulic, Control Loop, PLC.目录第一章前言121.1 工业机器人简介121.2世界机器人的发展121.3 我国工业机器人的发展131.4 我要设计的机械手141.4.1 臂力的确定141.4.2 工作范围的确定141.4.3 确定运动速度141.4.4 手臂的配置形式151.4.5 位置检测装置的选择151.4.6 驱动与控制方式的选择15第二章手部结构162.1概述162.2 设计时应考虑的几个问题162.3 驱动力的计算162.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析18 第三章腕部的结构203.1 概述203.2 腕部的结构形式203.3手腕驱动力矩的计算21第四章臂部的结构244.1 概述244.2手臂直线运动机构244.2.1手臂伸缩运动244.2.2 导向装置254.2.3 手臂的升降运动264.3 手臂回转运动264.4 手臂的横向移动274.5 臂部运动驱动力计算274.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算284.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算284.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算28第五章液压系统的设计305.1液压系统简介305.2液压系统的组成305.3机械手液压系统的控制回路305.3.1 压力控制回路305.3.2 速度控制回路315.3.3 方向控制回路325.4 机械手的液压传动系统325.4.1 上料机械手的动作顺序325.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍335.5机械手液压系统的简单计算355.5.1 双作用单杆活塞油缸355.5.2 无杆活塞油缸(亦称齿条活塞油缸)375.5.3 单叶片回转油缸385.5.4油泵的选择395.5.5 确定油泵电动机功率N40第六章 PLC控制回路的设计416.1电磁铁动作顺序416.2 根据机械手的动作顺序表，选定电磁阀、开关等现场器件相对应的PLC内部等效继电器的地址编号，其对照表如下：416.3 PLC与现场器件的实际连接图426.4 梯形图43第七章结束语49第八章参考文献50第九章致谢51第一章前言1.1 工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。
机械手控制电路
学院机电学院专业电气自动化技术班级20140302班姓名孔豪学号201403023226 指导教师倪涛学业作品任务书学生姓名：孔豪专业：电气自动化班级：201402班学号：201403023226指导教师：倪涛学业作品题目：机械手控制电路学业作品主要内容：(1)机械手的控制电路的原理(2)机械手控制的PLC的程序的编程(3)机械手控制的液压系统的选择以及设计(4)机械手的CAD制图，以及装配图要求完成的主要内容：本次设计的液压传动机械手根据规矩的动作顺序，综合运用所学的基本理论，统图，PLC控制图，机械手的机械机构采用油缸，螺杆导向管等机械件组成；在液压传动机构中机械手的手臂伸缩采用伸缩油缸，手腕回转采用回转油缸，立柱的传动采用齿条传动，机械手的升降采用升降油缸立柱的横移采用横向移动油缸；在PLC控制回路中采用FX2N，当按下连续启动后，PLC按制定的程序，通过控制电磁阀的开关来控制机械手惊醒相应的动作循环，当按下连续停止后机械手在完成一个循环动作后停止。
指导教师签名：专业负责人签名：黄冈职业技术学院机电学院学业作品开题报告课题名称:机械手控制电路学院机电学院专业电气自动化班级201402班姓名孔豪学号201403023226指导教师倪涛毕业设计说明书题目：机械手控制电路学院：黄冈职业技术学院专业：电气自动化学号： 201403023226姓名：孔豪指导教师：倪涛完成日期： 2016年12月27日The design of the hydraulic manipulatorAbstract: The design of hydraulic drive manipulator movements under the provisions of the order use the basic theory, basic knowledge and related mechanical design expertise comprehensively to complete the designand drawing the necessary assembly,hydraulic system map PLC control system diagram Manipulator mechanical structure using tanks screw ,guide tubes and other mechanical device component In the hydraulic drive bodies manipulator arm stretching using telescopic tank rotating column of tanks used rack manipulator movements using tank movements the column takes the horizontal movement of tanks The PLC control circuit use the type of FX2N PLC When pressed for commencement PLC in accordance with the prescribed procedures through the control of the solenoid valve to control the switch manipulator corresponding moves cycle ，after press the row stop button , the manipulator complete a cycle of action to stop after the hole campaign.Keywords：Manipulator, Hydraulic, Control Loop, PLC.目录第一章前言81.1 工业机器人简介81.2世界机器人的发展81.3 我国工业机器人的发展91.4 我要设计的机械手101.4.1 臂力的确定101.4.2 工作范围的确定101.4.3 确定运动速度101.4.4 手臂的配置形式111.4.5 位置检测装置的选择111.4.6 驱动与控制方式的选择11第二章手部结构122.1概述122.2 设计时应考虑的几个问题122.3 驱动力的计算122.4 两支点回转式钳爪的定位误差的分析14 第三章腕部的结构153.1 概述153.2 腕部的结构形式153.3手腕驱动力矩的计算16第四章臂部的结构174.1 概述184.2手臂直线运动机构184.2.1手臂伸缩运动184.2.2 导向装置194.2.3 手臂的升降运动204.3 手臂回转运动204.4 手臂的横向移动204.5 臂部运动驱动力计算214.5.1 臂水平伸缩运动驱动力的计算214.5.2 臂垂直升降运动驱动力的计算224.5.3 臂部回转运动驱动力矩的计算22第五章液压系统的设计225.1液压系统简介235.2液压系统的组成235.3机械手液压系统的控制回路235.3.1 压力控制回路235.3.2 速度控制回路245.3.3 方向控制回路255.4 机械手的液压传动系统255.4.1 上料机械手的动作顺序255.4.2 自动上料机械手液压系统原理介绍265.5机械手液压系统的简单计算285.5.1 双作用单杆活塞油缸285.5.2 无杆活塞油缸(亦称齿条活塞油缸)305.5.3 单叶片回转油缸315.5.4油泵的选择325.5.5 确定油泵电动机功率N33第六章 PLC控制回路的设计346.1电磁铁动作顺序346.2 根据机械手的动作顺序表，选定电磁阀、开关等现场器件相对应的PLC内部等效继电器的地址编号，其对照表如下：346.3 PLC与现场器件的实际连接图356.4 梯形图36第七章结束语42第八章参考文献43第九章致谢44第一章前言1.1 工业机器人简介几千年前人类就渴望制造一种像人一样的机器，以便将人类从繁重的劳动中解脱出来。
机械手抓物电气控制系统设计
电气控制与PLC 课程设计说明书题目：机械手抓物电气控制系统设计专业班级：自动0901姓名：学号：指导教师：目录1 系统概述 (3)1.1 机械手的应用背景和意义 (3)1.1.1机械手的运行简况 (3)1.1.2机械手的应用意义 (4)1.1.3机械手的发展概况 (4)1.1.4机械手的发展趋势 (5)1.2机械手的控制要求 (6)1.2.1机械手的参数和要求 (6)1.2.2问题补充 (7)2 方案论证 (7)2.1机械手的总指控过程 (7)2.2自动运行过程 (7)3 硬件设计 (8)3.1 系统的原理方框图 (8)3.2 控制面板 (9)3.3 主电路图 (10)3.4 I/O分配 (10)3.5 I/O接线图 (11)3.6元器件选型 (12)4 软件设计 (14)4.1自动运行的顺序控制功能图 (14)4.2梯形图 (15)4.3 程序 (18)1 系统概述1.1 机械手的应用背景和意义1.1.1机械手的运行简况在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
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。
国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面：1.热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。
为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。
机械手电气控制系统设计
设计任务书设计目的：1、学习PLC电气控制系统的开发过程和系统设计思路；2、锻炼实际应用程序开发能力；3、提高电气制图、流程图绘制及办公文档编辑能力。
设计要求：1、基本要求：●设置机械手复位按钮●设置单步/连续切换开关2、提高要求编制四个驱动电机的保护程序。
要求自动检测电机是否处于堵转状态。
若电机处于堵转状态，应立即停止系统工作，并点亮故障报警灯；故障排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；连续运行模式下，统计传输工件的个数，存储于PLC的V型数据区，以备组态监控使用，也可用状态表监视其状态变化。
3、使用AutoCAD软件绘制系统电气原理图；4、使用MicroSoft Office Visio软件绘制软件流程图；5、绘制输入输出表(I/O表)；目录1设计思路或方案选择 (4)1.1本系统的控制方案 (4)1.2 控制要求 (4)1.3系统各大功能 (5)1.3.1驱动系统 (5)1.3.2控制系统 (5)1.3.3执行机构 (5)1.4系统结构框图 (6)1.5PLC的定义 (6)1.6 PLC的特点 (7)2 硬件电路设计 (8)2.1电气原理图 (8)2.1.1输出驱动单元 (8)2.1.2输入检测单元 (9)2.1.3输入输出接口电路介绍 (9)2.1.4输入接口电路板 (9)2.1.5输出接口 (10)2.2 I/O分配表 (11)2.2.1为PLC的输入输出编址 (11)3软件设计 (12)3.1主流程图 (12)3.2复位子程序流程图 (13)3.3单步流程图 (15)3.4连续流程图 (16)4程序调试 (17)4.1 调试设备 (17)4.2遇到的问题与解决方法 (18)5 心得体会 (19)附录1参考文献 (20)附录2 程序清单 (21)摘要为工业机械手研制一个技术性能优良的控制系统，对于提高工业机械手的整体技术性能来说具有十分重要的意义。
本论文正是针对这一课题，选择了可编程控制器(PLC)作为工业机械手的控制系统，这对提升工业机械手的整体技术性能起到了良好的作用。
机械手电路说明
机械手电路说明
本电路采用单片机STC89C51进行核心控制，手持端与机械手之间通过无线模块进行控制。
电机通过H 桥进行驱动，电磁阀通过三极管进行控制。
核心控制电路
6
控制部分采用宏晶单片机公司的STC89C51单片机作为控制内核。
最小电路包括电源驱动、晶振触发电路、复位截止电路等。
发光二极管D1用于电路上电指示。
P0口接51K 上拉电阻，以提高P0口的带负载能力。
P1、P3与无线接收模块连接。
P0.4~P0.7用于控制电机。
P2用于控制电磁阀。
无线发射接收电路
无线接收发射电路采用集成的无线接收发射模块。
模块采用PT2262、PT2272分别作为发射接收的核心芯片。
在电路使用中，分别对四组无线发射接收模块进行地址编码。
当按键按下时，所对应的接口引脚进行置位，使与其对应的单片机引脚的状态改变，实现信号传输。
H桥驱动电机电路
H桥核心驱动采用大功率三极管TIP122、TIP127进行电流驱动。
二极管D1~D4用于保护电路。
由于三极管TIP122、TIP127的驱动电
流过大，超出了单片机引脚的驱动能力。
因此采用光电隔离器P521、三极管D882组成放大电路来驱动H桥。
电磁阀驱动电路
电磁阀驱动电路采用光电隔离器P521、三极管D882组成放大电路来为电磁阀提供电流。
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练习题目：简易机械手控制电路设计
一．任务：
1.机械原点设在可动部分左上方，即压下左限开关和上限开关。
并且工作钳处于放松状态。
上升、下降和左、右移动由电磁阀驱动气缸来实现，当工件处于工作台B有无工件，只在无工件时才发出下放信号。
◆机械手工作循环为：
◆工步图和机械运动状态示意图表示如下：
2．要求：
1）PLC梯形图设计，工作方式为：自动循环、点动、单周循环和单步步进四种；
单周循环：按下启动按钮后，系统完成一个周期的运行，停在初始状态，若要继续运行，需再次按下启动按钮；
自动循环：按下启动按钮后，系统完成一个周期的运行后自动进入下一个周期的运行。
运行过程中，按下停止按钮，系统完成当前周期的运行，停止在初始状；
点动：机械手根据不同的按钮命令作相应的动作，松开按钮动作停止；
单步步进：点按相应的按钮后，机械手完成一个完整的工步工作。
2）有必要的电气保护和联锁；
3）自动循环时应按上述顺序动作。
4）PLC设计应列出I/O元件分配表、I/O连接图、梯形图和指令表。
二、PLC程序设计：
1．确定执行与控制器件。
1）电磁阀YV状态与功能：
2）分析工步并列出各运动状态下位置开关和电磁阀YV状态。
3）按钮分配与操作。
准备：SB1=1 启动机械手：SB2=1
正常停止：SB3=1 急停：SB4=1
Ⅰ点动方式：右行SB5=1 左行SB6=1
上升SB7=1 下降SB8=1
夹紧SB9=1 放松SB10=1
Ⅱ自动循环：在原点位置，按一下SB2，执行自动循环，夹紧与放松各2秒。
在工作中，按一下SB3，继续工作到原点位置才停。
* 在任何工作过程，按下SB4，所有器件都断电。
* 初态特征：HL=ON SQ6=1 SQ5=1 YV5=1
机械手实验说明
一、工艺流程：
二、I/O分配：。