搬运机械手控制系统设计 论文
搬运机械手设计范文
搬运机械手设计范文
搬运机械手是一种能够代替人工搬运物体的机械装置。
它能够根据预
设程序，准确无误地完成物体的搬运任务，提高生产效率和工作安全性。
本文将对搬运机械手的设计进行阐述，包括结构设计、控制系统和安全性
设计等方面。
搬运机械手的结构设计是其基础，良好的结构设计能够保证机械手的
运行平稳、稳定和可靠。
首先，机械手的骨架需要具备足够的强度和刚度，以承受各种工况下的载荷。
其次，机械手的关节设计需要灵活、准确，以
达到最佳的运动效果。
同时，机械手的末端执行器设计要能够适应不同物
体的搬运需求，具备良好的抓取能力和准确的定位功能。
搬运机械手的安全性设计至关重要，它能够保证机械手的运行安全和
人员的人身安全。
首先，机械手需要具备自动停止功能，当检测到异常情
况时能够及时停止运行，避免发生意外。
其次，机械手需要具备防撞设计，能够避免与周围环境或物体的碰撞，减少损坏可能性。
此外，机械手的抓
取设备需要具备力控制功能，以避免因过大的抓取力导致物体或机械手的
损坏。
最后，机械手需要具备紧急停止按钮和安全门等人机交互设备，以
保障操作人员的安全。
综上所述，搬运机械手设计的关键要素包括结构设计、控制系统和安
全性设计等方面。
良好的设计能够确保机械手具备高效、稳定、可靠和安
全的搬运能力，满足不同搬运任务的需求。
随着科技的不断发展，搬运机
械手将有着更加广阔的应用前景和发展空间。
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。
机械手控制系统的设计 毕业论文
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式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，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。
减轻劳动强度，保障生产的可靠性、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成所必须面临的重大问题。
它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。
PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC采用光电隔离和滤波技术技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，此外PLC还可在强、通用性好；开发周期短，功耗小。
关键词：PLC,机械手，微处理器，控制器目录摘要 (I)第一章概述 (1)1.1PLC的控制系统 (1)1.1.1 PLC的概述 (1)1.1.2 PLC的优点 (1)1.1.3 PLC的应用领域 (3)1.2选题背景 (4)1.2.1机械手简介 (4)1.2.2 机械手的行业状况 (5)第二章机械手的整体设计 (5)2.1机械手的控制过程 (5)2.2PLC选型 (6)2.3可编程控制器控制盘面板 (8)2.4机械手的整体设计 (9)2.4.1 单操作程序 (9)2.4.2 步进操作程序 (9)2.4.3 自动操作 (10)第三章机械手的程序设计 (11)3.1机械手动作过程的实现 (11)3.2机械手的手动单步操作程序 (12)3.2.1 机械手左行/右行 (12)3.2.2 机械手夹紧/松开 (13)3.2.3 机械手上升/下降 (13)3.3自动控制程序 (14)3.3.1 机械手下降/夹紧 (14)3.3.2 机械手上升和右行 (16)3.3.3 机械手的下降和松开 (16)3.3.4 机械手上升和左行 (18)3.3.5：机械手回零 (19)第四章机械手的前景 (20)结束语 (22)参考文献 (23)谢辞 (24)第一章概述1.1 PLC的控制系统1.1.1 PLC的概述PLC是从早期的继电器逻辑控制系统发展而来的。
机械手控制系统设计毕业论文
机械手控制系统设计毕业论文目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.1.1机械手简介 (1)1.1.2机械手发展概况及研究现状 (2)1.2 PLC的控制系统 (4)1.2.1 PLC的概述 (4)1.2.2 PLC的优点 (5)1.2.3 PLC的应用领域 (6)1.3毕业设计（论文）内容 (7)2机械手的系统组成 (8)2.1工艺过程及控制要求 (8)2.1.1工艺过程 (8)2.1.2控制要求 (9)2.2机械手组成 (10)2.3本章小结 (11)3方案论证和选择 (12)3.1机械手控制方式 (12)3.1.1利用单片机实现对机械手的控制 (12)3.1.2利用传统继电器实现对机械手的控制 (12)3.1.3利用PLC实现对机械手的控制 (13)3.2可编程控制器的主要特点 (13)3.3驱动系统方案的选择 (14)3.4本章小结 (16)4系统的硬件设计 (17)4.1系统硬件介绍 (17)4.1.1限位开关 (17)4.1.2电磁阀 (19)4.2 CPU选型及I/O分配 (21)4.2.1 PLC主机选型 (21)4.2.2液压系统 (22)4.2.3机械手搬运系统输入和输出点分配表 (23)4.3电气接线图 (24)4.4其它地址分配 (26)4.5本章小结 (26)5系统的软件设计 (27)5.1系统工作过程 (27)5.2主程序（组织块） (29)5.3子程序（逻辑功能块） (30)5.4本章小结 (34)6总结 (35)谢辞 (36)结束语 (37)参考文献 (38)附录 (1)1绪论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，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。
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性和适应性,机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域中有着广阔的发展前景。
机械手控制系统设计本科毕业论文
摘要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，并以成为现代机械知道生产系统中的一个重要部分。
工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。
在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。
当今的PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，其应用已从单机自动化推广到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产地宗华。
目前，机械手主要用于机床加工、锻造、热处理等方面，无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。
在国主要是逐步扩大应用围，重点发展锻造、热处理方面的机械手，PLC可以按照所要求完成机械手的设计，使机械手的设计简单化，大大节省了时间，提高了工作效率，减轻了劳动强度，改善作业条件。
本课题拟开发物料搬运机械手，采用西门子系列S7-200PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
该装置机械部分、滑轨、机械抓手等。
我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
关键词：机械手，S7-200，可编程技术ABSTRACTModern industrial manipulator is a new technology in automatic control field, is the modern control theory and the combination of the industrial automation production practice, and to become an important part of modern mechanical know production system. Industrial robots is to improve the production process automation, improve labor condition, one of the effective methods to improve the product quality and production efficiency. Especially in high temperature and high pressure, dust, noise pollution and radioactive and occasions, more widely applied. In our country, also has a rapid development in recent years, and achieved a certain effect, brought to the attention of the machinery industry and railway departments. Today's PLC absorbs the latest achievements of the microelectronics technology and computer technology, its application has been extended from single machine automation in the whole production line automation and the whole factory built chung wa. At present, the manipulator is mainly used for machining, forging, heat treatment, etc., regardless of the quantity, variety and performance can not meet the needs of the development of industrial production. In domestic major is gradually expanding the scope of the application, the development of the forging, heat treatment of manipulator, PLC can according to the required to complete the design of the manipulator, simplify the design of the manipulator, greatly save time, improve work efficiency, reduce the labor intensity and improve work condition.This topic proposed development material handling manipulator, adopting Siemens series S7-200 PLC, up and down, left and right sides of manipulator and grab motion control. The equipment mechanical parts, slippery course, mechanical gripper, etc. We use the programmable technology, combined with the corresponding hardware device, control manipulator to complete various actions.Keyword：manipulator，,S7-200，PLC目录摘要 (I)ABSTRACT (II)目录 (III)1引言 (1)2机械手的概述与简介 (2)2.1机械手的应用简况 (2)2.2机械手的应用意义 (3)2.3机械手的发展概况 (3)2.4机械手的发展趋势 (4)2.5机械手实现的过程 (5)3 PLC的介绍与程序设计 (7)3.1 PLC的结构 (7)3.1.1 PLC的特点 (8)3.1.2 PLC的经济分析 (8)3.2 PLC的应用概况 (9)3.3 PLC在机械手中的应用 (10)4 机械手的设计方案 (11)4.1 流程图 (11)4.2 I/O接口 (11)4.3 PLC编程梯形图 (12)4.4 机械手控制系统组态设计及运行监控 (17)总结 (20)致 (21)参考文献 (22)1引言随着技术的进步，工业自动化软件技术正在向智能化、网络化和集成化方向飞速发展，复杂大系统在网络环境下运行、在网上实现复杂系统的优化控制与管理已经不是遥遥无期，而是指日可待。
搬运用液压机械手控制系统设计范本
本科毕业设计（论文）题目搬运用液压机械手控制系统设计学生姓名学号院（系）机电工程学院专业指导教师时间摘要在工业生产过程中人们经常受到高温、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。
本文以三自由度搬运用液压机械手为研究对象，该机械手能在空间抓、放、搬运物体，动作灵活，适用于生产线中、小型批量自动化生产。
机械手的全部动作由液压缸和液压马达驱动，液压缸和液压马达由电磁阀控制，电磁阀由PLC 程序控制。
论文的主要工作如下：设计了机械手的液压系统图，选取了相应的液压元器件，给出了PLC 的控制方案，设计了PLC 接线图、控制面板。
并以此设计了PLC 控制程序，此程序可实现机械手的上升/下降、伸出/缩回、抓取/放松和左转/右转等功能。
关键词：三自由度、机械手、液压、PLCAbstractIn the process of industrial production, people are often subjected to high temperature, corrosion and toxic gases and other factors, increasing the labor intensity of workers, and even endanger life. Since the advent of manipulator, smoothly done or easily solved the corresponding problems.In this paper, three degrees of freedom to move the use of hydraulic manipulator as the research object, the robot hand in space to grasp, put, moving objects, action flexible, applicable to the production line, small batch automated production. The whole movement of the manipulator is driven by the hydraulic cylinder and the hydraulic motor, the hydraulic cylinder and the hydraulic motor are controlled by the electromagnetic valve, and the electromagnetic valve is controlled by the PLC program.The main work of this paper are as follows: design the manipulator of the hydraulic system diagram, select the corresponding hydraulic components, the PLC control scheme is proposed, and thus the design of the PLC control program, this program can realize the rise of manipulator / down, stretched out / retracted, crawl / relax and turn left / right etc. function.Key Words: Three degrees of freedom，manipulator，hydraulic，PLC目录1绪论 (6)1.1课题研究背景及意义 (6)1.2研究现状及发展趋势 (6)1.2.1机械手的研究现状及发展趋势 (6)1.2.2液压技术的研究现状及发展趋势 (7)1.2.3PLC的研究现状及发展趋势 (9)1.3本设计的研究内容 (10)2机械手液压系统方案的拟定 (11)2.1机械手的工作原理 (11)2.2液压系统设计参数 (11)2.3系统局部关键回路的分析 (11)2.3.1调速回路分析 (12)2.3.2卸荷回路的分析和选用 (12)2.3.3平衡回路 (13)2.3.4减速缓冲回路 (13)2.3.5夹紧缸回路 (14)2.4液压系统原理图 (14)2.5本章小结 (16)3液压系统的设计计算 (17)3.1液压执行元件载荷的组成和计算 (17)3.1.1手臂升降缸驱动力的计算 (17)3.1.2手臂伸缩缸驱动力的计算 (19)3.1.3夹紧缸夹紧力及驱动力的计算 (21)3.1.4手臂摆动缸载荷转矩的计算 (22)3.2液压系统主要参数的确定 (24)3.2.1初选液压系统工作压力 (24)3.2.2液压缸的主要尺寸的确定 (25)3.2.3液压马达的排量的计算 (27)3.3液压缸和液压马达所需流量的确定 (27)3.4各液压缸执行元件实际工作压力的确定 (28)3.4.1液压缸的实际工作压力 (28)3.4.2液压马达的实际工作压力确定 (29)3.5液压元件选择 (29)3.5.1液压泵的选用 (29)3.5.2电动机的选用 (30)3.5.3液压元件的选择 (30)3.6液压系统的性能计算 (30)3.6.1液压系统压力损失计算 (31)3.6.2液压系统发热温升计算 (34)3.7本章小结 (36)4搬运用机械手PLC控制方案 (37)4.1可编程控制器（PLC）概述 (37)4.1.1可编程控制器的概述 (37)4.1.2可编程控制器系统组成 (38)4.2PLC选型 (39)4.3机械手的动作要求及控制过程 (40)4.4PLC的I/O分配表 (41)4.5设计电气控制原理图 (42)4.5.1主电路设计 (42)4.5.2控制电路设计 (42)4.5.3辅助电路设计 (43)4.6机械手的控制梯形图 (44)4.6.1手动操作方式 (44)4.6.2单周期操作方式和连续操作方式 (45)4.6.3回原点操作方式 (49)4.7本章小结 (50)5总结 (51)参考文献 (52)致谢 (53)1绪论1.1课题研究背景及意义工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，已经成为现代（自动）制造生产系统中的一个重要组成部分。
毕业设计论文-搬运机械手反解运动控制系统的设计
目录第一章引言 (1)1.1机械手的发展及应用 (1)1.2机器人的分类 (3)1.3工业机器人的发展现状以及在各国的产业发展及预测 (4)1.4我国工业机器人发展现状及前景 (6)1.5本论文的意义和研究内容 (6)第二章机械手的结构和功能及基本技术参数 (8)2.1机械手的结构和功能 (8)2.2机械手的基本参数 (10)第三章连杆坐标系间的变换矩阵 (12)3.1齐次坐标与手部位姿矩阵 (12)3.2连杆坐标系间的齐次变换矩阵的表示方法 (13)3.3连杆坐标系间变换矩阵的确定 (13)第四章机器人逆运动学 (15)第五章控制系统的设计 (20)5.1控制方式的确定 (20)5.2选择PLC (21)5.2.1 PLC规模的估算 (21)5.2.2PLC的选择 (22)5.3可编程控制器（FX2N-64MR）结构功能介绍 (23)5.4PLC的外部接线 (23)5.5位置检测电路 (23)5.6输入输出接口电路 (25)5.6.1输入接口电路 (25)5.6.2PLC输出接口电路 (26)5.7控制软件的设计 (27)5.8梯形图及指令语句 (29)结论与展望 (30)参考文献 (31)致谢 (32)附录1 (32)附录2 (33)附录3 (37)外文翻译 (39)外文文献 (46)搬运机械手反解运动控制系统的设计（湘潭大学机械工程学院周六军）摘要：本文采用可编程控制器（PLC）对一五自由度搬运机械手的反解运动进行控制。
根据机器人的位姿，用机器人反向运动学求出各个关节应转动的角度，通过传动比和各轴分辨率得到各对应电机的转角。
然后利用光电编码器对直流电机的转轴转角进行检测，并对机械手的5个直流伺服电机进行正反转控制，从而实现了电机转轴的准确定位和机械手的运动控制。
关键字：机械手；反向运动学；编码器；PLCThe Design of Conveyer Manipulator Counter-solutionMovement Control System(Xiangtan university mechanical engineering institute Zhou Liujun) Abstract: This article adopts programmable controller（PLC) to control the anti-solution motion of a five freedom convey manipulator . According to the pose of robot ,using robot reverse kinematics solve for angle each arthvosis should turned , thereby solve for correspond corner of each motor with gear ratio and each shaft resolution.And then using photoelectric encoder detect the shaft corner of D.C.motor,and control the forward and reverse rotate of five DC servo motor on the manipulator . Accordingly, implement the pinpoint of the mortor shaft and the motion control of the manipulator . Key words: Manipulator; Reverse Kinematics; Encoder; PLC第一章引言“工欲善其事，必先利其器”。
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。
机械手plc控制设计毕业论文
摘要关键词：机械手；PLC；控制系统；设计第一章引言1.1 研究背景随着我国工业自动化水平的不断提高，机械手在制造业中的应用越来越广泛。
机械手作为一种自动化设备，能够替代人工完成重复性、危险性较大的工作，提高生产效率，降低生产成本。
可编程逻辑控制器（PLC）作为一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，具有可靠性高、编程灵活、易于维护等优点，成为机械手控制系统的首选。
1.2 研究目的与意义本文旨在设计并实现一个基于PLC的机械手控制系统，提高机械手在工业生产中的应用效果。
通过研究，掌握机械手和PLC的基本原理，分析机械手控制系统的需求，设计并实现一个高效、可靠的控制系统，为机械手在工业生产中的应用提供有力支持。
第二章机械手与PLC的基本原理2.1 机械手的基本原理机械手是一种能够模拟人手进行抓取、搬运等操作的自动化设备。
其基本原理包括机械结构、驱动系统、控制系统和传感器等部分。
机械手通过机械结构实现抓取、搬运等动作，驱动系统提供动力，控制系统控制机械手的运动轨迹和速度，传感器检测机械手的运动状态。
2.2 PLC的基本原理PLC是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，其基本原理是利用可编程的存储器来存储用户编写的程序，实现对输入信号的逻辑运算，输出控制信号，从而实现对工业过程的控制。
PLC具有可靠性高、编程灵活、易于维护等优点。
第三章机械手控制系统的需求分析3.1 机械手控制系统的功能需求（1）抓取、搬运、放置等基本动作；（2）运动轨迹控制；（3）速度控制；（4）位置检测与反馈；（5）故障诊断与报警。
3.2 机械手控制系统的性能需求（1）响应速度快；（2）控制精度高；（3）稳定性好；（4）易于维护。
第四章机械手PLC控制系统的设计4.1 系统总体设计根据机械手控制系统的需求分析，设计了一个基于PLC的机械手控制系统。
系统主要由PLC、驱动器、传感器、机械手等组成。
PLC作为控制核心，负责接收传感器信号，输出控制信号，实现对机械手的控制。
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。
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。
机械制造与自动化专业毕业设计论文-工业搬运机械手的控制设计
大学毕业设计题目工业搬运机械手的控制设计专业班级学生学号指导教师二〇一四年五月五日1 前言1.1 工业机械手现状工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化设备，发展速度非常快，尤其是机器人技术的发展，极大地推动了机械手的发展。
它可抓取和移动工件，将工件从一个位置移动到指定的位置，并且已实现自动化。
它的特点是可以通过预先编制好的程序来完成机械手所要完成的各种动作。
机械手容易与液压传动、气压传动和可编程控制器结合起来，实现自动化控制，在结构和性能上兼有人和机器各自的优点[2]。
目前，国内的工业机械手发展速度很快，主要用于机床加工、锻造和热处理等方面，但由于技术方面还比较欠缺，机械手的性能、品种等方面还不能满足工业生产发展的需要。
所以，在国内发展方向主要是逐步扩大机械手的应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，提高生产效率。
目前，国内大力发展了了专用机械手，专用机械手的技术已经比较成熟。
与此同时，通用机械手也有了很大的发展。
但是，目前国内缺乏生产机械手的高端技术，高端技术还不成熟，很多产品的关键技术还主要依赖进口，且国内机械手主要还受到控制系统的困扰，没有比较成熟稳定的伺服系统，所以不能生产出高端的机械手。
我国一直很重视机械手的发展，大力推广机械手在工业中的应用，以提升科技水平,加快我国的机械化和自动化的发展速度。
国外方面，机械手在机械制造行业中应用比较多，发展很快，技术也很成熟。
目前主要用于机床的上下料、点焊等任务，这些机械手可以按照预先设计好的程序规定的动作来完成动作，以实现了自动化，且定位精度高，工作人员可远离比较危险地工作环境。
国外机械手的发展趋势是研究具有某种智能的机械手，例如视觉和触觉功能，使它具有一定的感知环境变化的能力，能感知外界条件的变化并反馈这些变化，通过控制系统的分析和处理对机械手进行位置调整，使其仍能正确的抓取工件，例如工件位置与其规定的位置发生稍微变化时，安放在机械手上的位置传感器能迅速检测到工件位置的变化经分析处理后做相应的调整。
四自由度搬运机械手的设计毕业论文
四自由度搬运机械手的设计毕业论文摘要：机械手作为自动化装置中的重要组成部分，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
通过对机械手的结构设计、动力学建模和控制算法的优化，进一步提高机械手的工作效率和精度。
论文总结了机械手设计中的关键问题，并给出了相应的设计和优化方案。
实验证明，该设计方案在搬运工作中具有较好的性能表现。
关键词：机械手；搬运；动力学；控制系统1.引言机械手作为一种重要的自动化装置，广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域，实现了对物体的自动化搬运和装配。
机械手的设计涉及到多学科知识的综合运用，包括机械工程、电子工程、控制科学等。
本论文以四自由度搬运机械手设计为研究对象，对机械手的动力学和控制系统进行分析和优化设计。
2.机械手的结构设计在机械手的结构设计中，考虑到搬运过程中的工作负荷和工作空间的要求，选择了四自由度机械手结构。
该结构由基座、臂架、运动链和机械手末端执行器等部分组成。
基座为机械手提供了稳定的支撑，并具备旋转自由度。
臂架通过关节连接基座和运动链，增加了机械手的活动范围。
运动链通过关节连接臂架和末端执行器，实现了机械手的搬运动作。
3.机械手的动力学建模机械手的动力学建模是机械手设计中的重要步骤，通过建立机械手的运动学和动力学方程，可以预测机械手在搬运过程中的运动轨迹和力学特性。
本论文采用牛顿－欧拉法建立了机械手的动力学方程，并通过计算机仿真验证了动力学模型的准确性。
4.机械手的控制系统设计机械手的控制系统设计是机械手设计中的另一个关键问题，其目标是实现机械手的精确定位和力控制。
本论文采用PID控制算法对机械手的位置和力控制进行了优化设计，并结合机械手的动力学特性进行了参数调节和鲁棒性分析。
实验证明，该控制系统具有较好的性能表现，能够满足机械手在搬运过程中的控制要求。
5.结论通过对四自由度搬运机械手的设计进行了详细分析和优化，本论文提出了一种高效、精确的机械手设计方案。
搬运机械手的设计论文(完整版)
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。
搬运机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，在本设计中，通过对机械手手部结构的设计,臂部结构的设计，以及液压系统的设计，实现四自由度的运动，完成了搬运机械手的系统结构设计。
关键词：搬运机械手；结构设计；液压系统；四自由度ABSTRACTWith the popularization and development of industrial automation，control demand increased year by year，carrying manipulator application also gradually popular, mainly in the automotive，electronics, machinery，food, medicine and other fields of production lines or cargo transport, can be better to save energy and improve the efficiency of transport equipment or products, in order to reduce other handling the limitation and inadequacy, meet the needs of modern economic development.Manipulator is a kind of automatic positioning control and can be programmed to change the multi-function machines，In this design，through the mechanical hand arm structure design, structure design，and the design of the hydraulic system, to achieve four degrees of freedom movement,completed the manipulator system structure design。
搬运机器人设计论文
(1)按机器人的控制方法的不同，可分为点位控制型（PTP），连续轨迹控制型（CP）：（a）点位控制型（Point to Point Control）：机器人受控运动方式为自一个点位目标向另一个点位目标移动，只在目标点上完成操作。例如机器人在进行点焊时的轨迹控制。（b）连续轨迹控制型（Continuous Path Control）：机器人各关节同时做受控运动，使机器人末端执行器按预期轨迹和速度运动，为此各关节控制系统需要获得驱动机的角位移和角速度信号，如机器人进行焊缝为曲线的弧焊作业时的轨迹控制。
(3)按驱动方式分类：
按驱动方式可分为：（a）气压驱动；（b）液压驱动；（c）电气驱动。电气驱动是20世纪90年代后机器人系统应用最多的驱动方式。它有结构简单、易于控制、使用方便、运动精度高、驱动效率高、不污染环境等优点。
(4)按用途分类：
可分为搬运机器人、喷涂机器人、焊接机器人、装配机器人、切削加工机器人和特种用途机器人等。
搬运机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，搬运机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了搬运机械手的发展，使得搬运机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。搬运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力大的特点，因此，搬运机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用
基于PLC的搬运机械手控制系统设计文献综述
基于PLC的搬运机械手控制系统设计文献综述第一篇：基于PLC的搬运机械手控制系统设计文献综述文献综述题目学生姓名专业班级学号院（系）指导教师完成时间工业机械手的应用自动化200 级班电气信息工程学院 2011年 06月 05日工业机械手的应用机械手概述用于再现人手功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。
在工业生产中应用的机械手被称为工业机械手。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、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。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以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各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能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；其三、它能操作必要的工具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因而，受到很多国家的重视，投入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，应用的更为广泛。
在我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果，受到机械工业的重视。
机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。
机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。
随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。
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毕业设计（论文）说明书摘要伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，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，甚至于危机生命。
因此机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。
其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能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；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
关键词：可编程控制器PLC; 机械手; 伺服马达ABSTRACTFollows the integration of machinery in each domain application, the mechanical device automatic control ingredient is appearing more and more importantly, industry manipulator is a new technology which in the modern automatic control domain appears, its development is because its positive role was knowing day by day for the people: It can the partial zones for the manual control; Can defer to the production craft the request, follows the certain procedure, the time and the position completes the work piece the transmission and loading and unloading; Can manufacture the essential machines and tools to carry on the welding and the assembly thus greatly improves worker's work condition, remarkably enhances the labor productivity, speeds up realizes the industrial production mechanization and the auto mated step. This design uses grinds the overseas Chinese laborer industry control computer to take on the position machine, Q PLC carries on the monitoring and the performance data as the lower position machine to freedom industries manipulator files away.Keywords:Programmable controller PLC; Machine hand; MOTOR目录前言 (1)第一章绪论 (2)1.1课题背景与现实意义 (2)1.2可编程控制器的产生特点及发展趋势 (2)1.3本文主要工作 (5)第二章方案论证和选择 (5)2.1 题目与要求 (5)2.2 方案选择与论证 (6)2.2.1利用单片机实现对机械手的控制 (6)2.2.2利用传统继电器实现对机械手的控制 (6)2.2.3 实现对机械手的控制 (6)2.3 系统流程图 (7)第三章系统的硬件设计 (7)3.1 功能按钮概述 (7)3.2 机械手传送系统输入和输出点分配表 (7)3.3 输入和输出点分配表 (8)3.4 输入和输出点原理接线图 (8)第四章系统的软件 (9)4.1 机械手操作系统程序图及原理 (9)4.1.1 操作程序图 (9)4.1.2 操作系统原理 (10)4.2 原位程序 (10)4.3 动单步操作程序 (11)4.4 自动操作程序 (12)4.4.1 程序原理 (12)4.4.2 操作状态转移图 (15)4.5 机械手传送系统梯形图 (13)4.6 系统调试 (15)第五章总结与展望 (16)5.1 系统总结 (16)5.2 展望 (16)参考文献 (17)前言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。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
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。
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。
用机械手可以代替人从事单调﹑重复或繁重的体力劳动﹐实现生產的机械化和自动化﹐代替人在有害环境下的手工操作﹐改善劳动条件﹐保证人身安全。
20世纪40年代后期﹐美国在原子能实验中﹐首先采用机械手搬运放射性材料﹐人在安全室操纵机械手进行各种操作和实验。
50年代以后﹐机械手逐步推广到工业生產部门﹐用于在高温﹑污染严重的地方取放工件和装卸材料﹐也作为机床的辅助装置在自动机床﹑自动生产线和加工中心中应用﹐完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。
机械手主要由手部机构和运动机构组成。
手部机构随使用场合和操作对象而不同﹐常见的有夹持﹑托持和吸附等类型。
运动机构一般由液压﹑气动﹑电气装置驱动。
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保护人身安全，因而广泛应用机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
第一章绪论1.1课题背景与现实意义可编程控制器（Programmable Controller）是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。
早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller），简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。
随着技术的发展，这种装置的功能已经大大超过了逻辑控制的范围，因此，今天这种装置称作可编程控制器，简称PC。
但是为了避免与个人计算机（Personal Computer）的简称混淆，所以将可编程控制器简称PLC。
所谓搬运机械手，就是将机械手安装在移动平台之上。
这种结构使机械手拥有几乎很大的操作空间和高度的运动冗余性，并同时具有移动和操作功能，这使它优于传统的机械手，因此在危险作业、制造业、服务业等行业具有广阔的应用前景。
但由于结构复杂、强耦合、非线性、非完整性等问题的存在，都使得对搬运机械手的研究具有相当的挑战性。
近年来，对搬运机械手的控制策略、运动规划等方面的研究已越来越受到国内外的重视，并已经取得了一些很有价值的研究成果。
我国在这方面起步较晚，研究多集中在理论方面。
因此，设计制造一个实际的搬运机械手平台，无论在理论上还是实践上都是非常有意义的。
1.2可编程控制器的产生特点及发展趋势可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
”1969年，美国数字设备公司（DEC）研制出第一台PLC，在美国通用汽车自动装配线上试用，获得了成功。
这种新型的工业控制装置以其简单易懂，操作方便，可*性高，通用灵活，体积小，使用寿命长等一系列优点，很快地在美国其他工业领域推广应用。
到1971年，已经成功地应用于食品，饮料，冶金，造纸等工业。
这一新型工业控制装置的出现，也受到了世界其他国家的高度重视。
1971日本从美国引进了这项新技术，很快研制出了日本第一台PLC。
1973年，西欧国家也研制出它们的第一台PLC。
我国从1974年开始研制。
于1977年开始工业应用。
PLC问世以来，尽管时间不长，但发展迅速。
为了使其生产和发展标准化，美国电气制造商协会NEMA（National Electrical ManufactoryAssociation）经过四年的调查工作，于1984年首先将其正式命名为PC （Programmable Controller），并给PC作了如下定义：“PC是一个数字式的电子装置，它使用了可编程序的记忆体储存指令。
用来执行诸如逻辑，顺序，计时，计数与演算等功能，并通过数字或类似的输入/输出模块，以控制各种机械或工作程序。
一部数字电子计算机若是从事执行PC 之功能着，亦被视为PC，但不包括鼓式或类似的机械式顺序控制器。
”以后国际电工委员会(IEC)又先后颁布了PLC标准的草案第一稿，第二稿,并在1987年2月通过了对它的定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。
它采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备，都按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
”总之，可编程控制器是一台计算机，它是专为工业环境应用而设计制造的计算机。
它具有丰富的输入/输出接口，并且具有较强的驱动能力。
但可编程控制器产品并不针对某一具体工业应用，在实际应用时，其硬件需根据实际需要进行选用配置，其软件需根据控制要求进行设计编制。
PLC的主要特点：1、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。