-机械手电气控制系统设计

合集下载

机械手的PLC控制-PLC课程设计

一、要求机械手的PLC控制1．设备基本动作：机械手的动作过程分为顺序的8个工步：既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环（周期）回到原位。

并且只有当右工作台上无工件时，机械手才能从右上位下降，否则，在右上位等待。

2．控制程序可实现手动、自动两种操作方式；自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。

3．设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。

4. 在实验室实验台上运行该程序。

二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。

3．“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。

其中工作方式时手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。

注解：“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动（连续）两种操作模式，使用顺序控制法编程。

PLC 机型选用CPM2A-40型，其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。

“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。

本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。

有手动、自动（单工步、单周期、连续）操作方式。

手动方式与自动方式分开编程。

参考其编程思想。

“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。

其中工作方式有手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。

用CPM1A编程。

这里“误操作禁止”是指当自动（单工步、单周期、连续）工作方式时，按一次操作按钮自动运行方式开始，此后再按操作按钮属于错误操作，程序对错误操作不予响应。

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。

搬运机械手电气控制系统设计

目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。

同时，PLC的功能也不断完善。

随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。

今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。

通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。

实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。

1.2机械手概述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。

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。

搬运机械手PLC控制系统设计

搬运机械手PLC控制系统设计摘要：本搬运机械手(以下都称机械手)的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压缸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。

关键词：搬运机械手；可编程控制器（PLC）；液压缸；电磁阀；目录摘要. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1目录. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2一、机械手的概述(一)机械手的应用简况. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3(二)机械手的特点. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3(三)PLC机型的选择方法 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4 二、搬运机械手总体设计方案(一)搬运机械手结构及其动作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6(二)机械手的控制过程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6(三)机械手的控制要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .7三、机械手硬件系统设计(一)机械手的结构及其作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8(二)电气控制设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8(三)操作面板及动作说明. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8(四)I/O分配. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9四、机械手的软件系统设计(一)梯形图的总体设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11(二)各部分梯形图的设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .12致谢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .19 结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .20参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .21附：语句表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .22一、机械手概述（一）机械手的应用简况搬运机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。

机械手的PLC控制系统设计

《工业控制计算机》2010年第23卷第6期机械手的PLC 控制系统设计赵华军（广州铁路职业技术学院，广东广州510430）机械手，也被称为自动手，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运工件或操作工具的自动操作装置。

本文利用步进电机、直流电动机、气动装置、PLC 共同实现从一个地方将被搬运物旋转换位后搬运到另一个地方堆叠。

1控制要求本设计控制要求如图1所示：要求机械手U 轴前伸一定长度后（根据工件摆放位置确定L1），L 轴下降一定高度(根据工件摆放位置确定高度L2)，然后利用机械手B 轴夹紧，抓取工件，然后L 轴回升L2高度，T 轴旋转180°工件翻转，U 轴反转使机械手后缩L1长度，利用S 轴旋转一定角度θ，U 轴前伸一定长度后（根据工件需摆放位置L3确定），L 轴下降新的摆放位置(L4)，然后释放机械手B 轴，松开工件，然后L 轴上升L4高度，T 轴反转180°，然后U 轴反转，机械手后缩，利用S轴反转一定角度回到原始位置。

2控制思路1）系统在U 轴和L 轴的移动位置用步进电机进行控制；2）旋转手臂T 轴及旋转底盘S 轴采用直流电机进行控制；3）机械夹手B 轴采用气动电磁阀来进行控制；4）机械手U 轴和L 轴在动作过程的原点判断及限位保护都是采用微动开关来进行设计；原点初始化可以采用U 轴到最左边，L 轴到最上面的微动开关进行位置确定；5）机械手B 轴原点位置判断及限位保护采用接近开关进行检测；6）机械手的地盘原点位置采用接近开关确定，旋转底盘S 轴的旋转角度θ可以用接近开关确定或者用旋转码盘来记录其旋转位置。

3控制设备选择和设备接线3．1传感器的接线在该系统中，涉及到的传感器从功能上分为：光电传感器、光电开关、行程开关等。

从接线方式上分为两种，一种是三线式，另一种是二线式。

光电传感器采用三线式接线方式，光电开关、行程开关是二线式。

三线式传感器分为电源线和信号线，其中电源线为两根，分别接24V 直流电源的正端和负端(或COM 口)子，信号线根据I ／O 分配表与PLC 的输入端进行连接。

电气控制课程设计--机械手设计

电气控制课程设计题目：机械手动作的PLC控制设计班级：姓名：学号：指导老师：史建平日期：2011年1月常州工学院电子信息与电气工程学院电气控制课程设计任务书二级学院：电子信息与电气工程学院专业：电气工程及其自动化班级：目录一、课题介绍 (4)二、控制要求 (5)三、控制指标 (6)1、PLC接线图 (6)2、PLC梯形图 (6)3、联机调试 (6)四、控制方案及硬件选择 (6)1、PLC控制流程框图 (6)2、PLC的I/O地址表 (9)3、PLC外部接线图 (10)4、硬件的选择及计算 (11)五、PLC程序设计 (12)1、设计思想 (12)2、重点环节的PLC程序说明 (13)六、联机调试及出现的问题 (16)七、设计心得 (18)八、附录 (19)附录1：电气原理图（控制电路） (19)附录2：PLC程序 (20)附录3：参考文献 (22)一、课题介绍机械手在自动化车间中用来运送物料，从事焊接、喷漆、装配等工艺操作，可以使操作工人从繁重、单调、重复的体力劳动中解放出来。

特别是可在高温、危险、有害的作业环境（放射性、有毒气体、粉尘、易燃、易爆、强噪声等）中代替人的部分操作。

目前，机械手已应用于铸造、锻造、冲压、切削加工、喷漆、装配等各种工艺过程中。

本次设计介绍的是将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。

当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。

另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电时执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。

设备装有上、下限位和左、右限位开关，限位开关用钮子开关来模拟，应为点动。

电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。

工件传送机构输入、输出控制如图1-1所示：图1-1 工件传送机构输入、输出控制起始状态为原位。

-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

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。

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。

毕业设计(论文)基于三菱FX系列PLC的机械手控制系统设计

摘要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。

机械手主要由手部和运动机构组成。

手部是用来抓持工件（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。

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。

有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手关键词:点控制机械手连续控制机械手可编程控制技术AbstractThe manipulator can imitate the manpower and the arm certain movement functions, with by presses the fixed routine to capture, the transporting thing 'or' operation tool automatic operation installment. It may replace human's strenuous labor by to realize the production mechanization and the automation, can operate under the harmful environment by protects the personal safety ,Thus widely applies in department and so on machine manufacture, metallurgy, electron, light industry and atomic energy.The manipulator mainly is composed by the hand and the motion. The hand is uses for to grasp holds the work piece (or tool) a part, according to is grasped holds the thing the shape, the size, the weight, the material and the work request but has the many kinds of structural style , Like supporting on both sides, request holding and adsorption and so on. motion , causes the hand to complete each kind of rotation (to swing), the migration or the compound motion realizes the stipulation movement , the change is grasped holds the thing the position and the posture. The motion fluctuation, the expansion and contraction, revolves and so on the independence movement way , is called manipulator's degree of freedom. In order to capture in the space the free position and the position object , must have 6 degrees of freedom. The degree of freedom is the essential parameter which the manipulator designs. The freedom goes past much , manipulator's flexibility is bigger ,the versatility is broader , Its structure is also more complex. The common special-purpose manipulator has a 2~3 degree of freedom..The manipulator usually serves as the engine bed or other machines add-on components , like on automatic engine bed or automatic production line loading and unloading and transmission work piece, Replaces the cutting tool in the processingcenter and so on, does not have the independent control device generally. Somewhat operates the equipment to need by the human direct control, like uses in the hostwhich the atomic energy department manages the dangerous goods from the type operator also often being called the manipulator.Keywords: position control manipulator continual trajectory control manipulatorPLC目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)目录 (Ⅲ)1 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (2)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (4)1.5 总体设计要求 (4)2 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (6)2.3 三菱FX系列的结构功能 (8)3 各功能实现形式与控制方式 (9)3.1 本机械手模型的机能和特性 (9)3.2 夹紧机构 (10)3.3 躯干 (10)3.4 旋转编码盘 (11)3.5 电源与传动整体 (12)3.5.1 控制电源 (12)3.5.2 传动整体 (13)4 控制系统设计 (13)4.1 控制系统硬件设计 (13)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (14)4.1.2 PLC的I/O分配 (14)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (16)4.2 控制系统软件设计 (17)4.2.1 公用程序 (17)4.2.2 自动操作程序 (18)4.2.3手动单步操作程序 (24)4.2.4 回原位程序 (27)参考文献 (31)致谢 (32)1 绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。

PLC课程设计机械手电气控制系统.

河南机电高等专科学校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:自动控制系专业班级:计控102班姓名:刘宾学号:1014132312012年06月20日目录目录 (11、引言 (42、系统总体设计要求 (63、系统方案设计 (64、上位监控系统设计 (125、程序调试 (145.1 调试设备 (145.2 遇到的问题与解决方法 (146、心得体会 (15附录1 参考文献 (16附录2 程序清单 (161、引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

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。

机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术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。

,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。

机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;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。

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。

有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。

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。

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。

机械手电气控制系统设计分析

机械手电气控制系统设计分析摘要：机械手电气控制系统是自动化生产线中重要的组成部分，它实现了机械手的精确操作和运动控制。

本文从机械手电气控制系统的设计和分析方面入手，探讨了机械手电气控制系统中的主要设计要素、设计方法、运动控制和传感器等相关问题，并进行了详细阐述。

关键词：机械手，电气控制系统，设计要素，设计方法，传感器1.引言机械手电气控制系统是机械手的核心控制部分，它负责机械手的运动控制、力控制、位置控制等功能。

机械手电气控制系统设计的好坏直接影响机械手的性能和工作效率。

因此，对机械手电气控制系统进行设计和分析具有重要意义。

2.设计要素2.1控制器选择控制器是机械手电气控制系统的核心组成部分，负责控制机械手的运动和动作。

常用的控制器主要包括PLC控制器、PC控制器和单片机控制器等。

在选择控制器时，需考虑机械手的动作要求、控制精度和成本等因素。

2.2电机选择电机是机械手运动的驱动力源，常用的电机包括步进电机、直流无刷电机和直流有刷电机等。

在选择电机时，需要考虑机械手的负载要求、运动速度和精度等因素。

2.3传感器选择传感器是机械手电气控制系统中的关键设备，用于检测机械手的位置、力量、速度等参数。

常用的传感器包括位置传感器、力传感器和速度传感器等。

在选择传感器时，需考虑机械手的控制要求、传感器的精度和可靠性等因素。

3.设计方法3.1机械手建模机械手建模是机械手电气控制系统设计的基础工作，通过对机械手的结构和动力学性质进行建模，可以确定机械手的控制要求和所需设备参数。

3.2控制器设计控制器设计是机械手电气控制系统设计的核心内容，通过采用适当的控制算法和控制策略，可以实现机械手的精确运动和灵活控制。

3.3传感器配置传感器配置是机械手电气控制系统设计的重要环节，通过合理配置传感器，可以实现对机械手的力控制、位置控制和速度控制等功能。

4.运动控制5.传感器应用传感器在机械手电气控制系统中起到了关键作用，它能够实时监测机械手的运动状态，并将相关信息反馈给控制器。