基于PLC的机械手控制系统设计 【开题报告】
plc控制机械手开题报告
plc控制机械手开题报告PLC控制机械手开题报告一、引言在现代工业生产中，机械手作为一种自动化设备，广泛应用于各个领域。
机械手的运动控制是其核心技术之一，而PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常用的控制器，被广泛应用于机械手的运动控制中。
本报告旨在探讨PLC控制机械手的原理、应用和优势。
二、PLC控制机械手的原理PLC控制机械手的原理是通过PLC控制器对机械手的各个关节进行精确的运动控制。
PLC控制器通过读取传感器的信号，判断机械手当前的位置和状态，并根据预设的程序进行相应的控制操作。
PLC控制器通过输出信号控制机械手的电机、气缸等执行机构，实现机械手的运动。
三、PLC控制机械手的应用1. 工业生产线：在工业生产线上，机械手可以代替人工完成重复性、繁琐的工作，提高生产效率和质量。
PLC控制机械手可以根据不同的工作需求，实现不同的动作模式和路径规划，适应不同的生产任务。
2. 仓储物流：在仓储物流领域，机械手可以实现货物的装卸、搬运和堆放等操作。
PLC控制机械手可以通过与仓储管理系统的联动，实现自动化的物流操作，提高仓储效率和准确性。
3. 医疗领域：在医疗领域，机械手可以用于手术辅助、药品配送等工作。
PLC控制机械手可以实现高精度的运动控制，提高手术的安全性和准确性。
四、PLC控制机械手的优势1. 灵活性：PLC控制机械手的程序可以根据实际需求进行灵活的修改和调整，适应不同的工作任务和工作环境。
2. 精确性：PLC控制机械手可以实现高精度的运动控制，可以精确到毫米甚至更小的尺度，提高工作的准确性和稳定性。
3. 可靠性：PLC控制机械手采用模块化设计，具有较高的可靠性和稳定性。
同时，PLC控制器还可以实现故障诊断和报警功能，及时发现和解决问题。
五、结论PLC控制机械手作为一种自动化设备，具有灵活性、精确性和可靠性等优势，在工业生产、仓储物流、医疗领域等各个领域得到广泛应用。
通过PLC控制器对机械手的运动进行精确控制，可以提高生产效率、减少人力成本，并且可以应对不同的工作需求和环境变化。
《基于plc的工业机械手运动控制系统设计》开题报告
（5）根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况，设计PLC用户程序，此时可采用梯形图、助记符或流程图语言的用户程序。PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互相关，编程时可用编程器或者计算机直接编程、修改，同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。
由于劳力成本的逐步增加以及许多工厂和加工中心工作环境恶劣，采用机械手代替工人进行上下料必然会成为未来的一种发展趋势。欧美等发达国家早已采用机械手来代替人工上下料，从毛坯到加工成成品，整套生产线全部采用机械手来完成，己成为现代加工生产技术的主流发展方向。
三、研究内容、预计创新点和难点
在制造机械制造行业中机器人的更新换代，还有技术发展还是很快的。在本次设计中，设计了机械手控制系统，这样一个机器人的控制系统，该系统使用PLC可编程控制器，详细的介绍了通过PLC控制机械手运动的建模过程，通过这些编程还有设计能够达成的一些功能，实现机械手的运动。
（6）对所设计的PLC程序进行调试和修改，直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。
五、主要参考文献
[1] 崔屹嵘, 吕栋腾. 晶圆机械手PLC控制系统的设计与实现[J]. 自动化与仪器仪表, 2019(10):26-29.
[2] 温毅, 李哲宇, 康文凯,等. 一种基于PLC的机械手控制系统设计[J]. 科技视界, 2020(15):3.
（2）被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单循环机械手需完成八个顺序动作，确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（3）分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是送信号给PLC的，哪些外围设备是接受来自PLC的信号的，同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应，对I/O进行分配。在此基础上确定PLC的选型，本设计所选择的是西门子S7-200系列PLC
机械手PLC控制开题报告
五、王兆义主编《可编程控制器教程》
机械工业出版社2009年02月出版
六、王兆义编著《小型可编程器实用技术》
机械工业出版社1997年07月出版
七、张万忠主编《可编程控制器应用技术》
化学工业出版社2002年01月出版
八、程宪平主编《可编程控制原理与应用》
化学工业出版社2009年08月出版
九、朱绍祥等编译《可编程控制原理与应用》
上海交通大学出版社2004年02月出版
十、岳庆来、周锋、吴启红等编译《变频器、可编程控制器及触摸屏综合应用技术》
机械工业出版社2008年01月出版
指导教师意见
签名：
年月日
系或专业审核意见
1．通过；2．完善后通过； ３．不通过
负Байду номын сангаас人：
年月日
第六学期第1-4周：查阅文献、收集资料。确定设计方案；
第六学期第5-11周：进行系统的设计计算，撰写设计计算说明书；
第六学期第12-13周前：完成毕业设计的定稿并审查；
第六学期第14周：整理毕业设计的全部资料，修改不合格的部分，合格后全部资料装订成册；
第六学期第15周：审查毕业答辩的资格，准备毕业答辩；
（3）PLC硬件设计是PLC外部设备的设计。在硬件设计中要进行输入设备的选择，还有执行元件的选择以及控制台、柜的设计等。它包括PLC输入/输出通道的分配。课题设计的机械手要求运行准确度高，在机械手的检测系统中选用用在工业控自动控制上大量运用的具有检测精度高、寿命长、稳定性能好的光电传感器，运用感应器的开关量信号输入给PLC来实现对PLC对机械手的控制。由于本课题的具体要求在硬件系统的设计过程中主要考虑了机械手的经济适用、稳定的需要。
PLC机械手控制系统开题报告
PLC机械手控制系统开题报告XXX大学毕业论文(设计)开题报告课题名称:基于PLC的机械手控制系统设计学生姓名: XXX学号: 2007092158 学院: 机械电气工程学院专业、年级: 电气XXXX班指导教师: XXX 职称: XXX毕业论文(设计)起止时间:2011.3.10至2011.6.10一、本课题来源及研究的目的和意义:本课题来源:指导老师本课题的研究目的和意义:本课题目的主要是利用可编程控制器作为载体设计一套程序驱动机械手进行预订动作实现对笔的抓取并写出预设的文字，并可根据需求变化随时更改写出的文字。
理论上，机械手控制电路的设计是对于大入学里面学到的课程，例如电气控制系统与可编程控制器、机械基础、电路理论等课程的进一步巩固。
实践方面本课题将PLC应用于机械手的控制电路中，具有很强的PLC系统设计上意义。
机械手是模仿人的手部动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。
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，增加了工人门劳动强度，甚至危及生命。
机械手就是在这种条件下诞生的，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。
它特别是在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的操作中代替人作业。
机械手虽然目前还不如然手那样灵活，但它具有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，因此获得日益广泛的应用。
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。
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。
在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，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。
基于PLC的机械手控制系统设计
基于PLC的机械手控制系统设计摘要近年来，机械手在工业自动化领域的应用越来越广泛，为了提高机械手的控制精度和稳定性，基于PLC的机械手控制系统设计成为研究热点。
本文通过对PLC技术和机械手控制系统的分析，提出了一种基于PLC的机械手控制系统设计方案，并在实际应用中进行了验证。
实验结果表明，该方案能够有效地提高机械手的运动精度和稳定性，并且具有较高的可靠性和可扩展性。
1. 引言随着工业自动化技术的不断发展，机械手作为一种重要的自动化设备，在工业生产中扮演着重要角色。
传统上，通过编程方式实现对机械手运动轨迹和速度等参数进行控制。
然而，在复杂环境下对机械手进行精确控制是一项具有挑战性的任务。
因此，研究人员开始采用基于PLC（可编程逻辑控制器）技术来设计和实现更加稳定、精确、可靠的机械手控制系统。
2. PLC技术介绍PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。
它具有高可靠性、高稳定性、可编程性强等特点，广泛应用于工业自动化领域。
PLC系统由输入模块、输出模块、处理器和程序存储器等组成。
输入模块用于接收外部信号，输出模块用于控制外部设备，处理器负责执行用户编写的程序。
3. 机械手控制系统设计基于PLC的机械手控制系统设计是一种将PLC技术应用到机械手控制中的方法。
该方法通过编写PLC程序来实现对机械手运动轨迹和速度等参数的精确控制。
具体而言，该设计方案包括以下几个方面：3.1 传感器选择传感器是实现对机械手运动参数进行监测和反馈的关键设备。
在选择传感器时，需要考虑到传感器的测量精度、响应速度和稳定性等因素。
3.2 运动轨迹规划在基于PLC的机械手控制系统中，需要通过编写程序来规划机械手的运动轨迹。
运动轨迹规划的目标是使机械手能够按照预定的路径进行移动，并且能够实现高精度的定位。
3.3 运动控制算法为了实现对机械手运动参数的精确控制，需要设计合适的运动控制算法。
常用的运动控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和遗传算法等。
PLC机械手毕业设计（论文）开题报告
PLC机械手毕业设计（论文）开题报告洛阳理工学院毕业设计（论文）开题报告系（部）：电气工程及其自动化年月日（学生填表）课题名称PLC在机械手控制系统中的应用学生姓名专业班级课题类型指导教师职称课题来源1.综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。
目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。
国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。
使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。
如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。
目前已经取得一定成绩。
目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。
定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量新产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。
更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。
同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。
目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，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，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。
同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。
此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
2.研究的基本内容，拟解决的主要问题机械手也被称为自动手，auto hand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。
开题报告基于PLC控制的机械手设计
一、选题的理论意义与实际意义机械手在当今工业中有着举足轻重的作用,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。
机械手技术设计的学科相当广泛，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作的传送和装卸；其三，它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而的改善了工人的劳动条件，显著的提高了生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，我国近几年也有较快的发展，并且取得一定的效果。
但是归结起来是机械学和微电子技术的应用，特别是计算机技术的应用密切相关。
因此，机械手技术的发展必将带动其他技术的发展，机械手技术的发展和应用水平也可以从一个方面验证一个国家科学技术和工业技术的发展和水平，机械手由于其显著的优点而受到特别重视，机械手是工业机器人的一个重要分支，是提高生产率，对改善劳动条件，减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段。
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，其靠性高、抗干扰能力强：PLC由于采用现在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，出现故障是可以及时发出警报信息：PLC采用光电隔离和滤波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。
对现代工业的发展具有很重要的意义。
同时在理论方面对于PLC控制的机械手设计提供一定的理论上的借鉴的意义。
二、论文综述国内外有关的学者对于PLC控制的机械手设计进行了相关的研究，并且取得了一定的研究的成果，具体的研究的成果如下所示：（一）国内研究现状俞国亮（2005）认为：机械手虽然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，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控制的机械手系统控制毕业设计论文开题报告
资料收集
（1）机械手的结构
机械手主要由手部（手抓）、手腕、手臂、立柱和机座组成。手部是机械手与工件接触的部件。由于与物体接触的形式不同, 可分为夹持式和吸附式手部。本课题的工件是块状柱料, 采用夹持式。由手指和传力机构所构成, 手指与工件接触而传力机构则通过手指夹紧力来完成夹放工件的任务。
（2）液压传动系统
液压传动系统主要由油泵、液动机和调节装置组成。油泵供给液压系统压力油, 将电动机输出的机械能转换为油液的压力能, 用这压力油驱动整个液压系工作。液动机相当于手臂伸缩油缸做直线运动, 也有回转运动的液压机一般叫做油马达。调节装置指各种阀类, 如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀等, 各起一定作用, 使机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。
图1-1机械手组成整体框图
初步设计方法和措施如下:
（1）绘制机械手动作控制模型, 根据上述工艺要求, 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。机械手本身为主要执行机构, 驱动系统采用液压传动, 控制系统用PLC编程控制, 位置检测为光电开关。
（2）被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单循环机械手需完成八个顺序动作, 确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
（4）检测装置
检测装置主要负责四类信号的检测, 主要包括: 按钮的输入信号检测, 光电开关的信号检测, 限位信号的输入检测, 以及故障信号的检测。
按钮输入信号的检测为人工控制的输入检测, 主要有启动按钮、停止按钮和工作方式转换按钮。光电开关信号的检测指光电开关在规定时间段内检测不到物品时, 定时器动作使传送带停止工作, 避免传送带长时间空转。限位信号指机械手在运动过程中, 当到达
基于欧姆龙plc设计的机械手自动操作毕业设计开题报告
2、主要研究的问题：
主要难点：
(1)机械手的结构设计
(2)PLC程序的编程
解决办法：重点解决问题是PLC程序的编写以及程序合理性，对机械手运动过程的分析，工作方式的选择，主要是在程序调试运行过程和机械手的动作过程相一致，保证各种工作方式下程序均能按要求正常运行。
3、本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
1、课题目的和预期目标：
目的：本文主要针对生产线上的自动化设计了一个四自由度物料分拣机械手，实现生产的自动化。该机械手选用圆柱坐标型，能实现机械手的伸缩，升降，旋转，加紧和放松等动作；驱动系统采用气压驱动，实现了伸缩、升降、旋转、夹紧和放松等动作。控制系统采用PLC控制，机械手设手动和自动两种工作方式，可以通过转换开关进行工作方式转换。
毕业设计（论文）开题报告
学生
姓名
专业
Hale Waihona Puke 班级学号指导教师及职称
题目
基于欧姆龙plc设计的机械手自动操作
结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写500字左右的文献综述：
1、选题的背景和意义：
世界工业机械手的数目虽然每年在递增，但市场是波浪式向前发展的。在新世纪的曙光下人们追求更舒适的工作条件，恶劣危险的劳动环境都需要用机器人代替人工。随着机器人应用的深化和渗透，工业机械手在汽车行业中还在不断开辟着新用途。机械手的发展也已经由最初的液压，气压控制开始向人工智能化转变，并且随着电子技术的发展和科技的不断进步，这项技术将日益完善。我国的工业机械手是从80年代七五科技攻关开始起步在国家的支持下通过七五八五科技攻关,目前国内生产了部分机器人关键元器件，开发出喷漆，孤焊，点焊，装配，搬运等机器人，其中有130多台喷漆机器人在二十余家企业的近30条自动喷漆生产线（站）上获得规模应用，孤焊机器人已经应用在汽车制造厂的焊装线上。但总的看来，我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定距离。如：可靠性低于国外产品，机械手应用工程起步较晚，应用领域窄，生产线系统技术与国外比有差距。影响我国机械手发展的关键平台因素就是其软件，硬件和机械结构。
基于PLC控制机械手设计-开题报告
一、选题的意义及国内(外)的研究概况目前国内外的技术水平现状：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。
我国现有机器人研究开发和应用工程单位200多家 ,其中从事工业机器人研究和应用的有75家 ,共开发生产各类工业机器人约800台 ,90%以上用于生产中 ,引进工业机器人做应用工程的约500台。
计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。
在经济全球化的浪潮中，降低人力成本，提高生产率，缩短订单处理时间等已成为生产企业的不断追求。
为了达到这一目标，它们越来越依赖于新一代的硬件和软件系统。
近年来，由于个人计算机（简称PC）的高速率和对硬件与软件的几乎无限制的开放，使得PC的应用迅猛增长。
将PC机CPU的高速处理性能和良好的开放性引入到计算机控制领域，形成了基于PC的控制系统。
随着计算机控制技术在机械手应用中的不断深入，具有独立控制器、程序可变、动作灵活、定位精度高、适用于可变换品种中小批量自动化生产的通用机械手得到迅速发展。
各国大企业工业机械化生产过程不同程度实现了工业机械手的计算机控制。
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。
基于PLC四自由度机械手开题报告
二、研究目的和意义
3、国内外研究现状和进展趋势
4、本课题的要紧研究内容及拟采取的技术线路、实验方案
五、研究基础
六、预期达到的目标及进度安排
表1毕业设计时刻分派表
毕业设计（论文）各阶段名称
起 止 日 期
1
指导教师与学生见面，并下发毕业设计任务书。本阶段要求学生熟习设计课题、明确设计目标。
2010 前
查阅资料，分析整理资料，进行文献翻译工作
熟悉四自由度机械手电气结构及其电气控制过程，学习PLC中的面板控制技术。初步探讨总体设计思路，布置外文翻译任务
完成外文翻译，相关知识学习。布置毕业实习任务。
确定设计方案，编写技术开发路线，检查外文翻译。布置开题报告任务
选型，绘制I/O接线图，电气控制部分顺序功能图设计。完成开题报告
电气控制部分梯形图设计并进行程序调试，编写调试报告。检查毕业实习完成情况。
设计输入显示控制模板。
中期进展情况检查
系统联调与设计修改，指导撰写毕业设计论文。
撰写设计论文。相关表格填写，申请答辩。预留答辩准备时间一周
为初定答辩时间，答辩具体事项见毕业答辩安排表。
、阅读的要紧文献、资料
plc机械手控制开题报告
plc机械手控制开题报告PLC机械手控制开题报告一、引言PLC（Programmable Logic Controller）是一种特殊的计算机控制器，广泛应用于工业自动化领域。
机械手作为一种重要的自动化设备，其控制系统的稳定性和精确性对于生产效率和产品质量至关重要。
本文旨在探讨PLC机械手控制系统的设计与优化，以提高生产线的效率和可靠性。
二、PLC机械手控制系统的设计要求1. 系统稳定性：机械手控制系统对于运动的精确性和稳定性要求较高，需要能够准确控制机械手的位置、速度和力度。
2. 灵活性：机械手在工业生产中需要适应不同的工件和工艺要求，控制系统应具备一定的灵活性，能够快速适应不同的生产需求。
3. 安全性：机械手在工作过程中需要保证操作人员的安全，控制系统应具备相应的安全保护机制，如碰撞检测和急停功能。
4. 可扩展性：随着生产需求的变化，机械手控制系统可能需要进行升级或改造，因此控制系统应具备一定的可扩展性，能够方便地进行系统升级或扩展。
三、PLC机械手控制系统的硬件设计1. PLC选择：根据实际需求，选择适合的PLC型号和规格。
常见的PLC品牌有西门子、施耐德、三菱等，根据需求选择合适的品牌和型号。
2. 传感器选择：机械手控制系统需要使用传感器来获取机械手的位置、速度和力度等信息。
根据具体的应用场景选择合适的传感器，如光电传感器、压力传感器等。
3. 执行器选择：机械手的动作需要通过执行器来实现，如气缸、伺服电机等。
根据机械手的负载和运动要求选择合适的执行器。
四、PLC机械手控制系统的软件设计1. 编程语言选择：PLC的控制程序可以使用多种编程语言进行编写，如Ladder Diagram（梯形图）、Structured Text（结构化文本）等。
根据实际需求选择合适的编程语言。
2. 程序逻辑设计：根据机械手的工作流程和逻辑要求，设计相应的程序逻辑，包括机械手的运动控制、传感器数据的处理和安全保护机制等。
《基于PLC的工业机械手的设计》开题报告2000字
开题报告
题 目
基于PLC的工业机械手的设计
报告人
报告时间
一、文献综述
尽管PLC技术没有问世很长时间，但由于新一代数字微处理器的大量引入，大规模、超级和高规格的数字集成电路设计技术的快速进步发展和海量数据以及通信处理技术的不断进步，PLC也迅速发展得到了巨大发展，其技术产生和应用发展历程主要分为有三个历史阶段。
三、研究方案
（1）查阅有关资料，了解机械手控制系统的技术发展起源和其应用研究的起源及发展史和其研究的重要意义，了解机器人手臂搬运的工作模式及其对控制系统的要求；
（2）详细的理论分析了机械手控制系统的控制方案以及所选用的硬件设备，简单罗列了系统所需的硬件设备，并对其简单介绍；
（3）对PLC的软件结构与硬件结构简单介绍，并将PLC做主控芯片与其他控制器做主控芯片进行了比较，列出各自性能的优缺点，确定出适合本系统设计的中央控制器；
（1）早期原型PLC（20世纪60年代后期至70年代中期）都会被我们用来称之为一种完全且可以独立进行编程的高级逻辑式微控制器。此时的PLC多少也就是有点继电器的微控制器是设备的一种替换品之意，其主要的控制功能通常仅限于对单个继电过程的进行自动控制。它在控制硬件和控制输出的两种接口控制电路上也分别做了一定的技术革新，以此来满足工业控制过程的要求。设备安装中的电子部件的主要电路是分立的单独元件和中、小规模的软件集成电路，存储设备则一般是主要采用小型磁芯式的存储器。此外还对该软件系统主机采取了一些安全防护控制措施，以大大增强其主机对抗网络干扰的稳定性能。
基于plc的机械手控制系统设计开题报告
基于plc的机械手控制系统设计开题报告一、引言随着工业化发展的不断加快，机械手在生产过程中越来越多地受到重视，它能够实现效率高、成本低的自动化装配。
而机械手控制系统的设计一直是当今最具前景的研究课题之一。
现代机械手控制系统一般采用PLC作为控制器，因为PLC具有快速反应、可靠性高、灵活性强等优势，能够快速准确地实现机械手的控制。
本文将从以下几个方面对基于PLC的机械手控制系统设计进行研究： 1. 简要介绍机械手及其控制原理;2.PLC技术及其在机械手控制中的应用;3. 设计机械手控制系统的主要步骤;4.对机械手控制系统的有效性进行分析。
二、机械手及其控制原理机械手是一种具有多轴运动的装置，由传感器、传动机构和控制系统组成，能够根据信号或者程序实现多轴运动，完成特定的操作任务。
机械手的控制原理是根据转子位置信号控制传动机构，使机械手实现多轴运动，从而完成操作任务。
具体来说，机械手的控制系统一般由传感器、控制器、传动机构等组成，传感器负责采集转子位置信号，控制器根据信号计算出控制命令，传动机构接收并执行控制命令，从而实现机械手的多轴运动。
三、PLC技术及其在机械手控制中的应用PLC(Programmable Logic Controller)是一种可编程的逻辑控制器，它由微处理器、存储器、I/O模块和外围设备组成。
它具有快速反应、可靠性高、灵活性强等特点，能够快速准确地实现机械手的控制。
PLC在机械手控制中的主要应用有：1. PLC可以根据传感器输入的转子位置信号，快速准确地计算出控制命令，从而实现机械手的多轴运动;2.PLC可以根据程序自动执行多个机械手操作步骤，实现连续化生产;3. PLC可以根据实时输入的信号，实现机械手的自适应控制，使之能够在不同的环境中运行。
四、设计机械手控制系统的主要步骤1. 需求分析：根据实际工况，分析机械手控制系统的功能需求，确定系统的性能要求；2. 系统结构设计：确定机械手控制系统的结构，并设计控制器、传感器、传动机构等硬件的选型；3. 系统软件设计：根据系统的功能特点，设计PLC程序，使机械手能够根据信号或者程序实现多轴运动；4. 系统调试：调试机械手控制系统，完成系统的调试工作，使机械手能够正常运行；5. 系统实施：将机械手控制系统投入到实际工况中，实施系统，使机械手能够实现自动化装配。
《基于PLC的机械手臂控制系统设计》开题报告
指导小组意见
指导小组组长签名： 年 月 日
在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。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。
国内外现状：
随着社会的不断进步，各种技术也在不断的完善。机械手技术的性能也在不断的提高，目前，机械手发展的方向主要有以下几个方面：
1.在热加工行业的应用
热工业行业因其工作温度高，工作环境复杂。这使得工业的生产受到了一定的影响，机械手技术能够很好的解决这一现况，为锻造、焊接、热处理等加工行业提供很好的服务。随着工业生产的发展，机械手在这些热加工行业的使用也将逐步的扩大。
2.发展新型组合式机械手
从工业的长远发展来说，拓展和更新功能越强的机械手，其发展前景越好；但是这类机械手的生产成本过于高昂，使的这类机械手的推广受到了限制；而专用机械手虽然价格低廉，但是其适用性远不如功能全面的机械手。为了使机械手的应用领域拓宽和更好的发展，组合式机械手将会是一种具有发展前途的机械手[7]。组合式机械手可以根据工业的实际需求，将机械手的基本部件进行基本的组合，完成工业生产的目的。
[15] V.J.Vada. The evolution of PLC-based loop control. Control engineering, 1995
[16] REN Sheng le.Chinese Journal of Aeronautics 2007，20(3)
指
导
基于PLC的机械手臂控制系统设计的开题报告
第三步：根据 PLC 程序和触摸屏上的控制按键进行自动运行。
第四步：机械手臂的紧急制动操作及复位操作。
第五步：课题结束时，撰写毕业设计说明书。
第六步：毕业论文答辩 4. 研究方法、措施 方法： （1）绘制机械手动作控制模型，根据上述工艺要求，机械手主要由执行机构、驱动系统、控制 系统以及位置检测装置等所组成。机械手本身为主要执行机构，驱动系统采用液压传动，控制 系统用 PLC 编程控制，位置检测为光电开关。 （2）被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单 循环机械手需完成八个顺序动作，确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。 （3）分配输入、输出设备，即确定哪些外围设备是送信号给 PLC 的，哪些外围设备是接受来自
开题报告
学生姓名
毕业设计 （论文）题目
题目类型
张梦栋 学号
XXX
班级 XXX
所属院 系专业
基于 PLC 的机械手臂控制系统设计
工程设□
一、选题简介、意义 在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，在生产型企业中使用机械手改
变生产方式是减轻企业对用工的依赖性，降低生产成本，实现可持续发展的转变思路。PLC 控 制机械手可按使用要求选购相应的产品完成复杂的逻辑控制，其以逻辑控制为主，也可以组成 模拟量控制系统，软硬件开发工作量较少，输出带负载能力和抗干扰能力强，可靠性好，环境 适应能力强。机械手可以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，尤其在高温，低温，粉尘，易燃易爆，有毒气体及放射性等恶劣环境中替代人工进行正常 工作，对改善工人的劳动条件产生积极的意义，并且在国民经济生产各领域应用越来越广泛， 有着广阔的发展前景，值得研究。
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开题报告
电气工程及自动化
基于PLC的机械手控制系统设计
一、课题研究意义及现状
机器人技术的发展带来划时代的变革。
机器人学是近40年来发展起来的一门交叉性学科，它涉及电子学、计算机科学、控制理论、传感器技术、机械学、仿生学、人工智能等学科领域。
目前，工业机器人与其它设备组成的生产线极大地提高了企业的生产率、提高和稳定了产品质量、大大缩短了产品更新换代的周期，机器人的出现和发展已使传统工业生产的面貌发生了根本性变化，使人类的生产方式从手工作业、机械化、自动化、跨入智能化的新时代。
机器人不仅在工业上应用愈来愈广，而且正在社会服务、海洋开发、宇宙空间、地下矿藏、抢险救灾、军事等领域开拓新应用，以代替人在其无法适应的特殊环境下工作，这将极大地扩展人类生产和活动范围，大大提高人类创造性劳动的能力。
目前国内机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，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，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。
同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。
此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
自1954年美国G.C. Devol发表“通用重复型机器人”专利论文和美国Consolidated发表“数字控制机器人”论文，揭开机器人的序幕以来，机器人的发展大致经过三代演变。
第一代是顺序控制的、示教再现型机器人。
它是以1962年AMF公司和Unimation公司的Versatran与Unimate为起始产品，依靠人们给予程序、能重复进行多种操作的系统。
由于不具有传感器的反馈信息，因此不能在作业过程中从外界获取信息，故应用范围和精度受到限制;第二代是装有小型计算机和用简单的传感器反馈信息的机器人。
它有一些传感器，能对自身位置、方向、速度、力等进行测量，能通过视觉、触觉等传感器对外部环境检测，由这些反馈信息在事先编好的算法和程序的指导下对操作过程进行调整。
目前国内机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。
所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，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，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。
同时要提高速度，减少冲击，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。
此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。
二、课题研究的主要内容和预期目标
采用PLC控制技术，对运行控制电路研究和设计，实现模拟情况下，运行可靠。
了解当前国内外机械手臂的研究与其产品市场；熟悉PLC技术等，为将来从事机电设备控制研发、制造及经营等方面工作打下基础。
毕业设计的具体内容：
（1）设计机械手臂的工作流程；
（2）设计PLC的软件控制程序；
（3）设计完成PLC的硬件接线电路；
（4）设计完成以HMI为人机界面，完成操作
三、课题研究的方法及措施
由于取工件和堆放工件都有定位精度要求，所以在机械手控制中，Array除了要对垂直手臂、气爪等普通气缸进行控制外，考虑到机械手工作的
稳定性、可靠性以及各种控制元器件连接的灵活性和方便性，对这种混
合驱动机械手采用PLC作为核心控制器，上述各控制对象都必须在PLC
的统一控制下协同工作。
根据PLC具有运行可靠、抗干扰强、维护方便等优点，本课题选用实验室已有三菱FX2N-32MR作为系统控制器，FX0N-3A为数模转换模块，
实现设备手动、自动及闭环等控制。
对控制程序先在GX-Developer软
件通过仿真与测试。
利用台达DOP-A57BSTD的HMI为人机界面，完成操作简便显示清晰的友好界面。
四、课题研究进度计划
毕业设计期限：自2011年9月8日至2012年4月17日。
2011年9月8日至2011年11月10日:分析任务，收集资料，系统总体方案设计，完成文献综述、外文翻译、开题报告；
2011年11月11日至2012年2月12日：完成接线等设计，完成控制系统的软件设计，
同时通过实验模拟测试；
2011年2月13日至2012年2月25日：撰写设计报告与论文，完善设计作品，修改毕业论文；
2011年2月26日至2012年4月10日：做好论文答辩的PPT资料，准备答辩，并提交所有电子文档材料；
五、参考文献
[1] 蒋新松. 机器人与工业自动化[M]. 河北：教育出版社，2003，30
[2] 申忠如.电气工程师手册（第三版）[Z].北京:科学出版社，2003，6.
[3] 廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社，2005，4.
[4] 徐德鸿.电力电子技术[M].北京：科学出版社，2006，8.
[5] 江晓平. PLC可编程控制器系统开发实例导航[M]》. 北京. 人民邮电出版社，2011，25.
[6] 李彭. 电气控制与PLC [M]. 西北:工业大学出版社，2011，29.
[7] 廖常初.FX系列PLC编程及应用[M].北京:机械工业出版社，2005，4.
[8] 江晓平. PLC可编程控制器系统开发实例导航[M]. 北京. 人民邮电出版社，2011，25.
[9] 王建明.自动线与工业机械手技术[M]. 天津. 天津大学出版社，2009，15.
[10] 加藤一郎.机械手图册[M]. 上海. 上海科学技术出版社，1979，58.
[11] 熊放明. 机械工程识图[M]. 北京. 化学工业出版社，2009，60.
[12]M.R. Lucas • D.M. Tilbury.Methods of measuring the size and complexity of PLC
programs in different logic control design methodologies.3 August 2005 Springer-Verlag London Limited 2005。