-机械手电气控制系统设计

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电气自动化毕业设计--机械手

基于PLC的机械手控制设计2. 机械手模型设计2.1机械手控制系统构件概述机械手实物教学模型的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸、气夹等机械部件组成；电气方面有步进电机、直流电机、步进电机驱动器、传感器、开关电源、电磁阀等电子器件组成。

本设计中采用的机械手，可在三维空间内运动。

水平（X）轴、垂直（Y）轴采用步进电机控制，底盘的旋转采用直流电机控制，抓取物体的电磁阀采用气动形式。

步进电机的控制，由对应的步进电机驱动器电路完成。

完成本设计需要的实验设备有：1）机械手模型2）计算机3）导线4）气泵5）晶体管输出型可编程控制器(带编程电缆)机械手的控制面板分以下几个模块（1）步进电机驱动及步进电机驱动器电流设定为0.63A，细分设定为8细分。

将24V电源接入驱动器，此时驱动器的电源指示灯应点亮。

将24V与OPTO端（驱动器使能端）连接起来。

PUL端是脉冲输入端。

DIR是方向控制输入端。

（2）直流电机本模型用的气夹电机和底座电机均是24V直流电机，PLC控制两个直流继电器的吸合来控制电机的正转和反转。

（3）旋转编码盘在本模型底座上有一个旋转编码盘，在底座旋转时，在此产生一个V P-P为24V的方波信号，可以提供给PLC的高速计数器，用于机械手的定位控制。

（4）接近开关在本模型中底座和气夹的限位通过4个电感式接近开关来完成。

接近开关与触头接近时接近指示灯点亮、输出低电平，否则为高电平。

（5）行程开关在本模型中两个滚珠丝杆的限位通过4个滚轴式行程开关来完成。

当行程开关压下时，常开触点闭合，给PLC一个控制信号。

（6）电磁阀与平行气夹本模型使用的电磁阀动作时平行气夹夹紧，动作则张开。

2.1.1步进电机用二相八拍混合式步进电机，主要特点：体积小，具有较高的起动和运行频率，有定位转矩等优点。

本模型中采用串联型接法，其电气图如图2.1所示：2.1步进电机电气图步进电机驱动器步进电机驱动器主要有电源输入部分、信号输入部分、输出部分等。

基于PLC机械手控制系统设计

基于PLC机械手控制系统设计工业机械手是一种高科技自动化生产设备，也是工业机器人的一个重要分支。

它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在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。

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。

通用机械手是一种能够独立按程序控制实现重复操作的机械手，适用范围比较广。

由于通用机械手能够很快地改变工作程序，适应性较强，因此在不断变换生产品种的中小批量生产中得到了广泛的应用。

机械手的发展得益于其积极作用：一方面，它能够部分代替人工操作；另一方面，它能够按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；还能够操作必要的机具进行焊接和装配，从而改善了工人的劳动条件，显著提高了劳动生产率，加快了实现工业生产机械化和自动化的步伐。

因此，机械手受到了很多国家的重视，投入了大量的人力物力来研究和应用。

尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合，机械手的应用更为广泛。

近年来，在我国也有较快的发展，并取得了一定的效果，受到了机械工业的关注。

机械手是一种能够自动控制并可重新编程以变动的多功能机器，具有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。

随着工业技术的发展，机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。

但现在，制成了能够独立按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的通用机械手。

本文介绍了机械手的分类和应用，其中第一类是通用机械手，可以根据任务需要编制程序完成各项规定工作。

本项目要求设计的机械手模型也属于这一类，通过设计可以增强对工业机械手的认识，并熟悉掌握PLC技术、位置控制技术、气动技术等工业控制常用的技术。

机械手控制系统的设计步骤包括确定被控系统必须完成的动作和它们之间的关系、分配输入输出设备、设计PLC用户程序、对程序进行调试和修改，最后保存已完成的程序。

工业机器人电气控制系统设计分析

工业机器人电气控制系统设计分析摘要：工业机器人主要用于搬运物料，即按照程序要求将特定动作有序完成的一种机械装置。

除了搬运物料以及完成动作这两种功能以外，工业机器人还具有图像识别、语音交互等功能，而且开发人员正致力于其他功能的设计。

工业机器人由四个部分组成：1.检测系统；2.控制系统；3.驱动系统；4.机械系统。

对此，本文围绕工业机器人如何应用电器控制系统这一问题展开了详细论述，以期能够为工业行业创造更高效益。

关键词：工业生产；机器人；电气控制1 工业机器人的起源《罗萨姆的万能机器人》这本著作中最先提出了机器人这一名词。

二战期间，美国为了开发核武器，设计了遥控机械手，这也是世界上首台工业机器人。

早在1954年，乔治.沃尔德相当于可编辑机器人的最先设计者。

约瑟夫·英格伯格享有“工业机器人之父”的称号，他在1959年就成为了Unimation公司的董事，主要从事于工业机器人的生产。

到1961年，通用汽车公司将工业机器人广泛用于汽车零部件的生产当中。

Unimation公司为了扩大工业机器人的推广与应用，通过降低成本价向通用公司出售工业机器人。

Unimation 公司于1967年向瑞典出售了工业机器人，这也是工业机器人在欧洲的首次使用。

到1969年，Unimation公司又将工业机器人远销到日本。

此后，全世界都开始注重工业机器人的研发与推广。

纵观工业机器人的发展历程，可知工业机器人在美国的引领下取得了非凡的成就。

与其他国家相比，日本和欧洲还是比较超前，只是要晚于美国。

2 工业机器人电气控制系统的功能2.1搬运工业机器人的常见动作就是搬运工厂零件或物品。

例如，加工机床将工业机器人取代人工作业进行上下料。

机器人需在头部安装吸附装置或夹持装置，这样才能搬运物品。

一般来说，机器人主要用于夹持气缸，吸附真空吸盘。

为了使气缸动作得到控制，机器人的内部控制系统必须保证开关量信号的输出。

想要使真空吸盘能够产生吸力，也是如此。

基于PLC的机械手臂控制课程设计

课程设计说明书课程设计说明书课程名称:电气控制PLC课程设计课程代码: XXXXXXXX 题目:基于PLC机械手控制系统学生姓名: X X 学号: XXXXXXXXXXXXX 年级/专业/班: XXXX级电气自动化X班学院(直属系) : XXXXXXX学院指导教师: X X学院名称：XXXXXX 专业：XXX 年级：2021级机械手控制系统设计一、选题背景及题目来源工业实际工程，可在天科TKPLC-A实验装置机械手装置的模拟控制实验区完本钱模拟实验。

二、训练目的〔1〕通过使用各根本指令，进一步熟悉掌握PLC的编程和程序调试；〔2〕学会绘制电气原理图及接线图；〔3〕选择电气元器件；〔4〕完成系统硬件和软件设计；〔5〕完成模拟实验；〔6〕编写技术文件。

三、要求实现的功能启动机械手，将物体从A处移动到B处，机械手将完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、左移、循环或者回到原位动作过程。

在执行动作时由限位开关对机械手位置进行控制，并且由双线圈二位电磁阀推动气缸完成。

提出改良方案：在机械手夹紧过程进行探究，增加压力传感器用于机械手爪压力并进行反响控制；增加超声波传感器检测物体是否滑落。

当物体出现滑落或操作错误时发出报警等。

四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台2、天科TKPLC-A实验装置3、机械手模块五、设计任务〔1〕根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；〔2〕绘制电气原理图及PLC I/O接线图；〔3〕设计软件系统；〔4〕组成控制系统；〔5〕进行系统调试，实现〔三〕所要求的控制功能，完成模拟实验。

〔6〕撰写课程设计说明书。

六、参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册2、?S7-200可编程序控制器手册?，西门子技术效劳中心，四川省机械研究设计院，3、?现代电器控制及PLC应用技术?第2版，王永华，北京航空航天大学出版社指导教师： XX 签名日期： 2021 年 06 月 1日摘要可编程控制器是一种以微处理器为核心的工业控制装置。

毕业设计(论文)基于三菱FX系列PLC的机械手控制系统设计

2.1 PLC的
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。

基于S7-300的机械手臂自动控制系统说明书

摘要随着自动化生产程度的提高,PLC 在生产控制系统中的应用也越来越广泛。

本设计是基于西门子公司S7-300可编程控制器，设计了机械手臂PLC控制的自动控制系统。

该工艺过程主要是完成对电机的控制。

系统主要由变频器、转台电机、液压泵电机、采样头电机、输送机、破碎机、缩分机、收集器以及控制系统组成。

通过对系统主电路、控制电路设计，给出了机械手臂自动控制系统完整的硬件接线图和流程图。

根据机械手臂的生产工艺要求，设计并使用STEP 7编制了一套适用于该生产工艺的梯形图。

利用Simens公司的Wincc完成了机械手臂的监控界面。

本设计过程中涉及较多的开关量输入输出点，故选用配置灵活的模块式结构PLC 以提高系统的可靠性与处理效率。

关键词： S7-300；机械手臂；自动控制AbstractWith the improvement of automatic production, the PLC application in production control system is also more and more broad. This design based on the Siemens S7-300 programmable controller, PLC controlled robotic arm designed automatic control system. The key is to complete the process of motor control. System mainly consists of inverter, turntable motor, hydraulic pump motor, the sampling hea d and the motor, conveyor, crusher, reduced extension, the collector and the control system.Through the design of system main circuit and control circuit, gives the complete hardware of the control system wiring diagrams and flow charts.According to the mechanical arm's technique of production's request, Design and use STEP 7 for the preparation of a ladder in the production process. Wincc by Simens company completed a mechanical arm monitoring interface.This design involves more switches quantity input output spot, the simulation quantity input output spot, therefore selects input output disposition nimble module type structure PLC to enhance the system the reliability and the processing efficiency.Key Words:S7-300；Mechanical arm；Automatic control目录第一章绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目的 (1)1.3国内外研究现状和趋势 (2)1.4设计原则 (3)第二章系统方案设计 (4)2.1设计依据 (4)2.2各部分功能分述 (5)2.2.1 采样过程 (5)2.2.2 制样过程 (5)2.3控制方案的比较、论证和确定 (5)2.3.1 方案的比较 (5)2.3.2 方案论证及确定 (8)2.4系统结构图 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1设计依据 (10)3.2硬件设计 (10)3.3电动机选型 (14)3.4变频器设计 (15)3.4.1 概述 (15)3.4.2 变频器分类 (15)3.4.3 变频器的组成、工作原理及控制方式 (15)3.4.4 变频器选择 (18)3.5硬件地址配置 (20)3.6控制系统模块选择 (22)3.6.1 设计依据 (22)3.6.2 S7-300系列PLC组成 (23)3.6.3 S7-300PLC特点 (24)3.6.4 模块选择 (24)第四章控制系统软件设计 (32)4.1软件设计分析 (32)4.2系统流程图 (32)4.3STEP7编程过程 (37)4.3.1 建立工程 (37)4.3.2 硬件配置 (37)4.3.3 STEP 7编程 (38)第五章组态画面设计 (40)5.1组态软件概述 (40)5.2WINCC的介绍 (40)5.3画面组态 (40)5.3.1 建立主界面 (40)5.3.2 建立手动控制界面 (41)5.3.3 动作过程 (42)第六章 S7-300与WINCC通讯 (43)总结 (46)参考文献 (47)英文翻译原文 (48)英文翻译译文 (60)致谢 (69)附录 (70)第一章绪论1.1 设计背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

机械手电气控制系统设计

机械手电气控制系统设计电气控制系统是机械手的一个重要组成部分，它负责控制机械手的运动、姿态和工作程序等，以实现其预定的操作任务。

本文将结合实例，介绍机械手电气控制系统的设计思路和关键点。

1.设计思路1.1系统可靠性：机械手在工作过程中需要保证高度的可靠性和稳定性，电气控制系统的设计应考虑各种可能的故障，并采取相应的措施进行防护和容错处理。

1.2运动控制精度：机械手的运动需要高度准确的控制，因此电气控制系统应具备足够的精度，以确保机械手能够完成高精度的操作任务。

1.3灵活性和可扩展性：电气控制系统应具备良好的灵活性和可扩展性，能够适应不同的工作环境和任务需求，并能够方便地进行功能扩展和改进。

2.关键点2.1电气控制器选择：根据机械手的规模和需求，选择适当的电气控制器。

常见的选择包括PLC（可编程逻辑控制器）、DSP（数字信号处理器）等。

选择电气控制器时需要考虑其性能、功能、可靠性、扩展性和成本等因素。

2.2传感器选型：机械手的电气控制系统需要各种传感器来获取机械手关节的位置、速度、力矩等信息，以实现准确控制。

选择合适的传感器是电气控制系统设计中的关键环节，常用的传感器包括编码器、加速度计、光电传感器等。

2.3运动控制算法：机械手的运动控制是电气控制系统设计的核心，需要考虑机械手的运动规划、轨迹规划和动力学控制等问题。

常见的运动控制算法包括PID控制、模糊控制、遗传算法等，根据机械手的需求选择合适的算法。

2.4人机界面设计：为了方便操作和监控，机械手的电气控制系统需要设计一个人机界面，可以通过触摸屏、键盘、指示灯等方式实现对机械手的控制和状态显示。

3.实例分析以工业生产线上的机械手电气控制系统设计为例，该机械手需要完成从料盘上取出零件、装配、焊接等任务。

首先，选择PLC作为电气控制器，具备良好的可靠性和扩展性。

接下来，选择编码器作为关节位置传感器，通过读取编码器信号获取关节的实时位置信息。

针对机械手的运动控制，采用PID控制算法实现关节的位置和速度控制。

机械手模型的PLC控制系统设计

机械手模型的PLC控制系统设计摘要:利用S7-300系列PLC对机械手进行控制,详细阐述了系统的主回路和控制回路工作原理以及接线图。

关键词:机械手PLC S7-300 主回路控制回路机械手是随着工业机械化、自动化而发展起来的一种装置,具有结构简单、运动迅速、可靠性高、节能环保的特点,目前已经在各行业得到了广泛应用[1]。

应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作,不仅可以提高产品的生产效率,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成本,有着十分重要的意义[2]。

本文中,我们提出了一种简单、可靠的基于S7-300系列的PLC机械手控制系统,实现了物件的取放、上下、左右、旋转过程。

PLC简单易学,相对于C语言易于掌握,对技术人员的要求也一般。

本文介绍的基于德国西门子S7-300系列PLC设计的机械手控制系统。

1 机械手的工作过程开始运行后,机械手如果不在初始位置上,单相异步电动机开始运转(横轴向手抓方向移动,竖轴向上移动),归位后首先横轴电动机工作,横轴前伸;前伸到位后,手爪电动机得电带动手爪转动;当传感器检测到限位磁头时,电动机停止,PLC控制电磁阀动作,手张开;延时一段时间,竖轴电动机工作,竖轴下降;下降到位后,电磁阀复位,手爪夹紧;延时过后,竖轴上升,同时横轴缩回,地盘电动机带动地盘旋转;当横轴、竖轴、地盘都到位后,横轴前伸;到位后手爪旋转,然后竖轴下降,电磁阀动作,手爪张开;延时后竖轴上升复位,然后开始下一周动作。

2 主回路工作原理及接线图本文中总共用到了四台电机,他们分别完成机械手横轴的左右移动,机械手竖轴的上下移动,机械手爪的180度旋转运动,以及机械手立柱的270度旋转运动,在此都选用单相交流异步电动机。

并且由于机械手无论是横轴的运动,竖轴的运动,手爪的旋转以及立柱的旋转都用到了往复运动,因此每台电机都能很好的实现正反转功能。

电机1控制机械手的左/右移动;电机2控制机械手的上/下移动;电机3控制手爪的旋转;电机4控制机械手立柱的旋转。

基于PLC机械手控制系统设计

基于PLC的机械手控制系统设计摘要：在工业生产流水线传送系统当中，机械手采用圆柱坐标的方式进行空间位移，能够使机械手做好准确定位，机械手具有多个自由度，并且可以用来搬运工件，有效完成在不同环境当中的工作任务，很多生产线可以运用机械手来代替人的繁重体力劳动，实现工厂生产的自动化和机械化，并且在有害的环境下能够有效保护人的生命安全，本文主要对接写手的结构系统进行了简单分析，强调了机械手在工业运行中的重要作用。

关键词：plc；机械手；控制系统中图分类号：tp241 文献标识码：a 文章编号：1001-828x（2012）05-0-01机械手是能够进行自动定位控制并能对编程进行重新改变的一种多功能机器，机械手具有多个自由度，并且可以用来搬运工件，有效完成在不同环境当中的工作任务，很多生产线可以运用机械手来代替人的繁重体力劳动，实现工厂生产的自动化和机械化，并且在有害的环境下能够有效保护人的生命安全，就当前的发展来看，机械手已经广泛应用于原子能、轻工、电子、冶金、机械制造等各个部门，通常也会被用作一些机床机器的附加设备，其最为核心的部分就是控制系统和执行系统，而且其执行机构多是由电机、气动以及液压所构成的，具有应用广泛、灵活性好、操作范围大的特点。

一、机械手运用的现状分析机械手是当前自动控制领域中出现的一种较为新颖的技术，是现代工业生产中能够用到的重要技术组成，并且已经在工业生产中得到了广泛应用，取得了良好的效果，利用机械手技术进行工业生产，能够大大减少工人的工作强度，并且通过对plc技术的准确控制，也能大大提高工业生产的效率，对于改善工人的劳动条件产生积极的意义。

就当前的应用情况来看，机械手主要采用的是气动驱动或者是液压的控制方式进行操作，这种方式具有很大的优越性，不仅结构简单，而且非常便于控制和掌握，在使用的过程中要注意对气源以及压力进行合理的配置。

二、机械手的结构系统分析1.系统配置。

在工业生产流水线传送系统当中，机械手采用圆柱坐标的方式进行空间位移，能够使机械手做好准确定位，机械手主要是由手爪、手臂、立柱和底盘构成，其工作流程主要是：将机械手固定在初始位置，底盘转动到所要求的取货台位置上，降低立柱，伸出手臂，做好定位之后将物料抓取，然后升高立柱，回收手臂，避免在运行的过程中与设备发生碰撞，到达出货台，下降立柱，伸出手臂，打开手，然后再把物料放在相应的出货台上，复位机械手，再开始下一个流程。

搬运机械手PLC控制系统设计

搬运机械手PLC控制系统设计PLC控制系统设计应考虑以下几个方面：1.硬件设计：PLC控制系统的硬件设计包括选择适当的PLC主控板、I/O模块、通信模块等。

在选择PLC主控板时，应根据搬运机械手的工作要求和应用环境选择合适的型号和规格。

同时，还需考虑I/O模块的数量和类型，以满足机械手的输入输出需求，并确保通信模块能够与上位机等其他设备实现良好的通信。

2.软件设计：PLC控制系统的软件设计是搬运机械手的核心部分，它包括编写PLC 程序、设计操作界面等。

在编写PLC程序时，需考虑机械手各个部分的动作顺序和条件判断，以实现机械手的准确、高效工作。

同时，还需设计操作界面，使操作人员能够方便地控制和监控机械手的运动情况。

3.电气布线设计：搬运机械手的电气布线设计是PLC控制系统设计中的重要环节。

在电气布线设计中，需合理安排电气设备和传感器的布置，确保信号的传递和控制的可靠性。

同时，还需进行电气隔离和防护措施，以确保整个系统的安全性和稳定性。

4.通信与监控设计：PLC控制系统的通信与监控设计包括与上位机、其他设备的通信以及对机械手工作状态的监控。

通过与上位机的通信，可以实现对搬运机械手的远程监控和管理。

而通过对机械手工作状态的实时监控，可以及时发现故障和异常情况，并采取相应措施，确保机械手的安全和稳定运行。

5.安全保护设计：在搬运机械手的PLC控制系统设计中，安全保护是重要的考虑因素之一、安全保护措施包括急停开关、安全光幕、限制开关等，它们能够及时停止机械手的运动，并保护操作人员的安全。

此外，还需设计故障检测和报警系统，及时发现和排除故障，保障机械手的稳定运行。

总之，搬运机械手的PLC控制系统设计需要综合考虑硬件设计、软件设计、电气布线设计、通信与监控设计以及安全保护设计等多方面的因素。

只有经过合理的设计和严格的测试，才能确保搬运机械手能够安全、稳定地运行，并实现高效的物品搬运任务。

电气控制及S7-1200-PLC应用技术-机械手控制

电气控制及S7-1200-PLC应用技术-机械手控制引言在现代工业生产中，机械手作为一种自动化设备，被广泛应用于物料搬运、装配等生产环节。

机械手的控制往往需要借助电气控制系统来完成。

本文将介绍电气控制及S7-1200-PLC 在机械手控制中的应用技术。

电气控制系统概述电气控制系统是将电力与信号传输技术相结合的控制系统。

它通过控制电气元件的通断、电气信号的传输与转换，实现对机械设备的控制。

在机械手控制中，电气控制系统起到重要的作用，实现机械手的各种动作和功能。

S7-1200-PLC简介S7-1200-PLC是西门子公司推出的一款小型可编程逻辑控制器。

它具有体积小、功能强大、可靠性高等特点，在工业自动化领域中有着广泛应用。

S7-1200-PLC集成了多个输入输出接口，可以实现与不同信号设备的连接和数据交互。

机械手控制的基本流程机械手控制的基本流程包括以下几个步骤：1.接收控制指令2.解析控制指令3.控制执行部件4.反馈信号处理5.实时监控控制过程6.故障诊断与处理电气控制及S7-1200-PLC在机械手控制中的应用技术1. 接收控制指令机械手控制的第一步是接收控制指令。

通常情况下，控制指令通过人机界面或上位机发送给PLC。

S7-1200-PLC通过其网络通信接口与上位机进行通信，接收控制指令。

2. 解析控制指令一旦接收到控制指令，S7-1200-PLC需要对其进行解析。

解析控制指令包括对指令的解码、转换和存储。

S7-1200-PLC 通过其内置的编程软件进行代码编写和组织，实现对控制指令的解析。

3. 控制执行部件机械手的运动控制往往需要通过执行部件来实现。

执行部件可以是电动机、气缸等。

S7-1200-PLC通过输出接口，控制执行部件的开关和状态。

4. 反馈信号处理机械手的运动过程中，需要对其执行部件的状态进行监测和反馈。

S7-1200-PLC通过输入接口，接收执行部件的状态信息，从而实现反馈信号的处理和监控。

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。

机械手的PLC控制完整

江苏信息职业技术学院毕业设计报告毕业设计报告课题：机械手的PLC控制系部：机电系专业：电气自动化班级：电气1332姓名：王琪学号：2013321026指导老师：贾君贤2016-6摘要机械手是工业自动化系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。

机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、传感器、等电子器件组成。

该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。

本文介绍的机械手是由PLC 输出三路脉冲，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。

本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

关键词：机械手 PLC 交流电机目录摘要 (1)引言 (3)第一章机械手机械结构 (4)1．1传动机构 (4)1．2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章机械手PLC及电机的应用 (8)2．1 PLC简介 (8)2．2 PLC内部原理 (10)2．3 机械手PLC选择及参数 (12)2．4 机械手电机的选用 (13)第三章机械手PLC控制系统设计 (14)3．1 机械手的工艺过程 (14)3．2PLC控制系统 (16)致答谢词 (21)参考文献 (21)引言在现代工业中，随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。

同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。

工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。

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。

基于PLC的气动搬运机械手设计

基于PLC的气动搬运机械手设计一、本文概述随着工业自动化技术的快速发展，气动搬运机械手在生产线上的应用越来越广泛。

本文旨在探讨基于可编程逻辑控制器（PLC）的气动搬运机械手的设计方法。

文章将首先介绍气动搬运机械手的基本概念和工作原理，然后详细阐述PLC在搬运机械手控制系统中的应用，包括硬件组成、软件编程以及系统调试等方面。

接下来，本文将通过具体的设计实例，展示如何根据实际需求选择合适的PLC型号和气动元件，进行搬运机械手的整体设计和优化。

文章还将对设计的搬运机械手进行性能分析和评估，以验证其在实际应用中的可行性和有效性。

本文的研究成果将为相关领域的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。

二、气动搬运机械手的基础知识气动搬运机械手是一种基于气动传动技术的自动化设备，它通过一系列的气动元件和执行机构，实现对物体的抓取、搬运和放置等操作。

这种机械手在工业自动化领域具有广泛的应用，特别是在那些要求快速、准确且经济高效的搬运任务中。

气动传动技术：气动传动技术是利用压缩空气作为动力源，通过气液转换器、气缸、电磁阀、逻辑阀、方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀、摆动气缸、气动马达、气液增压缸、增压机控制逻辑阀及各式辅助元件，实现各种复杂的控制动作，并能以压缩空气为动力，完成各种自动化机械运动，达到生产自动化。

气动传动系统具有结构简单、维修方便、成本低、无污染、安全可靠、环境适应性好等优点。

气动搬运机械手的组成：气动搬运机械手主要由执行机构、控制系统和辅助装置三部分组成。

执行机构包括各种气缸、气爪等，用于实现对物体的抓取和搬运；控制系统由电磁阀、逻辑阀、压力控制阀等组成，用于控制执行机构的动作；辅助装置包括气液转换器、过滤器、减压阀等，用于保证压缩空气的质量和稳定性。

气动搬运机械手的动作原理：气动搬运机械手的动作原理是通过压缩空气来驱动执行机构完成各种动作。

当压缩空气进入气缸时，气缸内的活塞会推动连接在其上的执行机构（如气爪）进行运动，从而实现物体的抓取和搬运。

基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计毕业设计

基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计毕业设计( )毕业设计( 论文)基于MCGS和PLC的机械手控制系统设计学院( 部) : 电气与信息工程学院专业: 机电一体化技术学生姓名: 刘祖光班级: 机电0821 学号:指导老师: 郭艳杰职称: 讲师最终评定成绩:6月摘要当今社会, 科学技术飞速发展, 人类活动给世界带来了巨大的改变。

在科技进步的同时, 以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。

机械手在不同的作业场合, 特别是在特殊的环境背景下, 为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处, 尤为明显的是在工业及军事领域内。

工业中大量的生产活动, 存在着很多不便于人类操纵的环节, 特别是在工作环境较危险的情况下, 如果使用具有远程控制功能的机械手, 则能够增加系统的安全性, 大大的节约损耗, 提高效率。

可见, 在自动化、工业化进程中, 在特殊背景环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。

在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势, 描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程。

研究了基于PLC 的机械手模型控制系统的设计, 还研究了MCGS在机械手控制系统中的应用。

利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面, 提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态, 进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性, 充分提高了系统的工作效率。

关键词: 机械手, PLC, MCGSABSTRACTIn today's society, science and technology rapid development, human activities create world a huge change. In the meanwhile, technological progress in various controllers different types of manipulator with its outstanding performance more and more used by people. The homework in different occasions manipulator, especially in the special environment context for the human activity quickly smoothly caused great convenience and benefit, particularly obvious in the industrial and military field. Industrial large Numbers of production activity, there are many not it is easy for humans to manipulate the link, especially in a business environment is dangerous situation, if use has remote control functions may be increased manipulator, the security of the system, big save loss, improve efficiency. Visible, in automation, the process of industrialization, in special background environment using manipulator has become an inevitable trend. .In this design the present condition of research about domestic and international manipulator and development trend of research concerning PLC were introduced. The principle of work and the proces s of action’s realization of manipulator control system were described. The design of manipulator model control system based on PLC was researched andIMCGS’s application in the manipulator model control system was researched. The interface of supervision for the manipulator model control system was designed by MCGS. An intuitive, clear and accurate manipulator operating state was provided. And then various possibilities for maintain and breakdown’s diagnosis were provided, the work’s efficiency of system was fully elevated.Key words: manipulator, PLC, MCGS目录第一章绪论........................................................................ 错误!未定义书签。

搬运机械手电气控制系统设计

搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手是一种能够自动进行物品搬运的机器人。

它们广泛应用于各种工业领域，如汽车制造、仓储物流、半导体生产等。

电气控制系统是搬运机械手的重要组成部分，它可以控制机械臂的移动和抓取动作，提高机器人的运行效率和精度。

本文将介绍搬运机械手电气控制系统的设计原理、硬件结构和软件实现等内容。

一、设计原理搬运机械手的电气控制系统一般由控制器、电机驱动器和传感器等组成。

控制器是机械手的“大脑”，它可以接收指令和传感器反馈信号，并对电机驱动器进行控制。

电机驱动器可以将控制器发送的电信号转换成机械臂的运动。

传感器可以感知机械臂的状态和周围环境的情况，提供反馈信号给控制器做出相应的调整。

二、硬件结构1. 控制器控制器是搬运机械手电气控制系统的核心部分。

它一般由微处理器、存储器、输入输出接口等组成。

微处理器是控制器的主要芯片，它可以将程序后的代码翻译成相应的机器指令，然后控制器可以根据机器指令来完成相应的动作。

存储器可以对程序进行储存，保证搬运机械手在断电或故障情况下能够重新启动和恢复工作。

输入输出接口可以将控制器与电机驱动器和传感器进行连接，在实现机械臂的控制和状态反馈的过程中发挥重要作用。

2. 电机驱动器电机驱动器是将控制器发送的电信号转换成机械臂运动轨迹的硬件设备。

驱动器的选择要根据机械臂的负载和速度要求进行匹配。

常见的驱动器有步进电机驱动器、直流电机驱动器、交流伺服驱动器等。

除了根据负载和速度要求进行匹配外，还需要根据控制器输出信号的电压和电流进行选择。

3. 传感器传感器是搬运机械手电气控制系统中的重要组成部分。

它可以感知机械臂的状态和周围环境的变化，提供反馈信号给控制器进行相应的调整。

常见的传感器有位置传感器、力传感器、温度传感器等。

位置传感器可以感知机械臂的位置和速度，力传感器可以感知机械臂的受力情况和负载变化，温度传感器可以感知机械臂和周围环境的温度等。

三、软件实现搬运机械手的电气控制软件一般分为机器人控制软件和人机交互软件两部分。

机械手的控制系统设计Word

嘉兴职业技术学院毕业设计（论文）题目名称：机械手的控制系统姓名：所在分院：机电与汽车分院专业班级：指导教师：2014 年 6 月 1 日摘要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。

通过编程来完成各种动作，它的准确性和多自由度，保证了机械手能在各种不同的环境中工作。

机械手在工业生产中应用较多，机械手的使用能够显著的提高生产效率，减少人为因素造成的废次品率。

机械手可以完成很多工作，它在自动化车间中用来运送物料，从事多种工艺操作。

它的特点是通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点，尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。

机械手是在机械自动化生产中逐步发展出的一种新型装置。

现代生产过程中机械手被广泛的应用到自动生产线中。

机械手目前虽然不如人手的灵活多变，但它具有重复性，无疲劳，不惧危险，有大的抓举力量，因此越来越多的被广泛运用。

机械手技术涉及机械学、力学、自动控制技术、传感技术、电气液压技术，计算机可编程技术等，是一门跨学科综合技术。

本课题在执行机构由电动和液压组成的结构基础上将PLC应用于其自动控制系统，完成机械手系统的硬件及软件设计。

关键词数控；自动装卸；机械手；PLC目录1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2机械手的发展 (1)1.3机械手的组成 (2)1.4应用机械手的意义 (4)2 可编程器PLC (5)2.1可编程控制器的产生 (5)2.2 PLC的特点 (5)2.3 PLC的定义 (6)2.4 机械手采用PLC控制的优点 (7)3 机械手的控制系统 (8)3.1系统原理 (8)3.2 控制系统设计的基本步骤 (8)3.3 控制系统的要求 (10)3.4 系统及原理 (13)参考文献 (21)1引言1.1课题背景机械工业是国民的装备部是为国民经济提供装备,和为人民生活提供耐用消费品的产业不论是传统产业还是新兴产业都离不开各种各样的机械装备。

机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响，机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。