基于PLC的机械手设计毕业论文
基于PLC的机械手模型控制系统的毕业设计论文
基于PLC的机械手模型控制系统的设计摘要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。
本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。
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。
关键词：机械手；PLC；变频器；伺服控制器；Design of Manipulator Model Control System based on PLCAbstractPLC is based on modern microprocessor technology as the core of the controller, as a general industrial controller, its large scale integrated circuit technology, the strict production craft manufacture, internal circuit take advanced anti-interference technology, addition, PLC with , failure can be to send out a warning message; PLC adopts photoelectric isolation and filtering techniques technology effectively restrain the interference sources to the influence of the external PLC, in addition PLC still can be in strong, the general good; Short development cycle, power consumption is small. This topic to the development of the modern industry is an important meaning.In the industrial production and other fields because of the need to work, people are often and poisonous gas of the factors such as endanger life. Since the advent since manipulator, the corresponding problems solved. In the space manipulator can catch, put, moving objects, flexible movement, and is suitable for the production of varieties of can transform and small batch automation production, widely used in flexible automatic line. Robots are usually made of of materials, in order to adapt to the site of the bad environment, and greatly reduce the labor intensity, and improve work efficiency. Manipulator is an important part of the industrial robot, and in many cases it can be called industrial robots. Industrial robot is a collection of machinery, electronics, control, computer, sensors, artificial intelligence science advanced technology in one of the modern manufacturing important automation equipment. Widely used industrial robots, not only can improve the quality of products and production, and to ensure safety and security, improve working environment, reduce labor intensity and improve labor productivity, save the materials consumption and reduce the production cost, the product development, gradually developed into with small device for processing the core automation technology, computer technology, communication technology integration of new industrial automatic control device.Key words: manipulator; PLC; Variable-frequency Drive；servo drives；目录摘要 (1)Abstract (1)第一章绪论 (3)1.1 国内外机械手研究概况 (3)1.2 课题研究的内容 (5)第二章系统硬件设计 (7)2.1 机械手控制方式的选择 (7)2.1.1 控制方式的分类 (7)2.1.2 机械手控制方式的选定 (7)2.2 总体方案设计 (8)2.2.1 方案设计 (8)2.2.2 参数 (10)2.3 系统架构及工作流程图 (10)第三章传动带传动及控制系统的设计 (12)3.1 传动带系统构件概述 (12)3.2 电动机的介绍及选用 (12)3.2.1 电动机选用及运行参数 (12)3.2.2 电力拖动系统及变频调速 (13)3.3 传感器 (14)3.3.1光电传感器的分类 (14)3.3.3常用参数 (17)3.3.4 光电传感器选用 (18)3.4 变频调速及变频器的选用 (18)第四章物件搬运系统的设计 (23)4.1 总体设计思路 (23)4.2 气缸的介绍及选用 (24)4.3 伺服电机和伺服控制器的选用 (25)第五章软件系统软件设计 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论1.1 国内外机械手研究概况在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。
《2024年基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》范文
《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，机械手运动控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
传统的机械手控制系统通常采用单片机或嵌入式系统进行控制，但由于其处理能力和稳定性的限制，已经无法满足现代工业生产的高效、精确和可靠的要求。
因此，本文提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的工业机械手运动控制系统设计。
该系统采用先进的PLC技术，能够有效地提高机械手的控制精度、稳定性和可靠性，满足现代工业生产的需求。
二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括PLC控制器、机械手本体、传感器、执行器等部分。
其中，PLC控制器是整个系统的核心，采用高性能的PLC模块，能够实现对机械手的精确控制。
机械手本体包括手臂、手腕、抓手等部分，通过执行器进行驱动和控制。
传感器则用于检测机械手的运动状态和位置信息，为控制系统的精确控制提供支持。
2. 软件设计软件部分是整个系统的关键，它决定了机械手的运动方式和控制精度。
本系统采用PLC编程软件进行程序设计，通过编写梯形图或指令代码来实现对机械手的控制。
程序包括主程序和控制程序两部分。
主程序负责控制整个系统的运行流程，而控制程序则负责实现对机械手的精确控制。
3. 控制策略本系统采用基于位置的控制策略，通过传感器实时检测机械手的位置信息，将位置信息与目标位置进行比较，计算出位置偏差，并通过执行器对机械手进行精确的控制。
同时，系统还具有速度控制和力控制等功能，能够根据实际需求进行灵活的调整和控制。
三、系统实现1. 硬件连接硬件连接是整个系统实现的基础。
首先需要将PLC控制器与机械手本体、传感器、执行器等部分进行连接，确保各部分之间的通信和信号传输畅通。
同时，还需要对硬件设备进行调试和测试，确保其正常工作。
2. 程序设计程序设计是整个系统的核心部分。
根据实际需求和机械手的运动特性，编写相应的梯形图或指令代码，实现对机械手的精确控制。
基于PLC控制的机械手设计(毕业论文)第二章 PLC机械运动控制手
第二章 PLC机械运动控制手2.1 机械手工作原理机械手主要由执行机构．驱动机构和控制系统组成，机械手的执行机构又包括手部、手臂和躯干。
手部安装在最前端，主要是用来准确的抓取搬移工件，手臂的作用是用来辅助手部准确的抓住工件并能够转移到所需要的位置，机械手的运动有两种：一个是上下直线运动，另一个是左右直线运动。
因此其必须安装有液压缸、电液脉冲马达、电磁阀等作为其执行机构的动力部分或辅助系统。
驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。
其主要以电气和气压驱动为主，只有少量的运用液压和机械驱动。
本课题采用的机械手全部动作由汽缸驱动，而汽缸又由相应的电磁阀控制。
而电磁式继电器广泛用于电力拖动控制系统中，其结构及工作原理与接触器类似，也是由电磁机构和触点系统组成。
继电器只能用于切换电流较小的控制电路或保护电路(各触点允许通过的电流多为5A)，继电器可对多种输入信号量的变化作出反映，起工作原理为上升/下降和左移/右移分别由双线圈二位电磁阀控制。
例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降，但保持现有动作状态。
只有在上身电磁阀通电时，机械手才上升；当上身电磁阀断电时，机械手停止上升。
同样，左移/右移分别由座椅电磁阀和右移电磁阀控制，机械手的放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀控制，该线圈通电时，机械手夹紧；该线圈断电时，机械手放松。
机械手的工作机构手部、手臂和躯干，手部主要采用电气传动，而抓取机构主要采用气压传动，机械手的是抓取工件要准确迅速的抓起是设计的最起码的要求。
当我们设计手爪时，首先要知道机械手的坐标形式、运动的速度和加速度的具体要求，还要考虑被夹紧的物体的重量、大小和惯性来计算。
同时还要考虑手爪的开口尺寸，以保证有足够的开口来抓取工件。
为了防止工件在被夹紧是有损坏，所以我们要在手爪的接触部分加上弹性棉垫。
为了防止电源临时出现故障。
所以我们应该对其工件加以保护。
基于PLC的机械手控制系统设计论文
文华学院毕业设计(论文)基于PLC的机械手控制系统设计目录摘要 (3)关键词3Abstract41. 可编程控制器PLC61.1 PLC简介61.2 PLC部结构61.2.1 中央处理器CPU71.2.2 存储器71.2.3 输入输出单元71.2.4 电源部分91.3 PLC的选型92. 机械手概况112.1 机械手的起源与发展112.2 机械手的工作原理113. 机械手控制系统123.1 基于PLC的机械手控制系统的研究意义123.2 基于PLC机械手设计的优点123.3 机械手实现的功能 (13)4. 基于PLC机械手控制系统设计 (14)4.1 I\O点分配144.1.1 电器元件的选择144.1.2 I\O分配144．2 .硬件接线图 (15)4.2.1 电气主接线154.2.2 PLC输入接线164.2.3 PLC输出接线174．3 控制流程图184．4 程序梯形图184．5 人机界面设计23结束语26参考文献27致 27基于PLC的机械手控制系统设计摘要随着社会的进步，工业自动化发展尤为瞩目，各种机械自动化设备的产生，逐步取代了传统手工制作。
自动化流水线的产生，不仅大大提高了工作效率，也让许多人工操作存在安全隐患的流程被机械设备替代，让现代工业变得更具人性化。
机械手在当代自动化流行中起着重要的作用，一方面其能够在高温、腐蚀性、有毒等恶劣环境下持续工作，另一方面其在完成抓取、转移、旋转、释放等动作时候精确度也较高。
机械手的动作是由精确的控制系统来控制完成的，从早期的继电器控制系统发展到如今的PLC控制系统，机械手技术的更新就是控制系统的发展和完善。
本次课题是选用三菱公司的FX系列PLC，完成对电动工具电机的抓取转移以与零件的压装动作。
电气设备有PLC、触摸屏、传感器、直流电源等。
通过可编程控制器的程序设计，完成相应的动作，实现控制功能。
关键词：机械手；PLC；控制；设计The design of control system of manipulator based onPLCAbstractAlong with social progress, industrial automation development is particularly attention, produce a variety of machinery automation equipment, and gradually replaced the traditional hand-made. Automated assembly line production, not only greatly improve the work efficiency, but also to many unsafe manual processes are replaced by machinery and equipment, so that modern industry to become more humane.Robotic automation plays in contemporary popular an important role, on the one hand it can continue to operate at high temperatures, corrosive, toxic and other harsh environments, on the other hand its complete capture, transfer, rotation, and other movements release time accuracy also higher. A robot is controlled by a precise system control is completed, from the early development of the relay control system to today's PLC control system, the development of robot technology update is the control system and perfect.The issue is the choice of Mitsubishi FX series PLC, the completion of the press-fit electric power tools and part of the transfer operation crawl. Electrical equipment PLC, touch screen, sensors, DC power supplies. By PLC programming, complete theappropriate actions to achieve the control function.Key Words：manipulator;PLC;control;design1 可编程控制器PLC1.1 PLC简介可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）由上世纪60年代提出，首先是为了取代继电器控制装置。
PLC控制机械手程序设计论文
PLC控制机械手程序设计论文PLC控制机械手程序设计论文摘要：本文主要讨论了PLC控制机械手程序设计的相关内容，介绍了机械手的基本结构及原理、PLC的基本概念以及程序设计过程。
通过实践案例，详细介绍了机械手的操作流程及PLC程序的设计思路，讨论了在设计过程中需要考虑的因素和优化策略。
最后，介绍了PLC控制机械手在工业生产中的应用及未来发展方向。
关键词：机械手，PLC，程序设计，操作流程，工业生产一、引言机械手作为一种重要的自动化设备，在工业生产中具有广泛的应用。
PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）作为一种重要的控制器，可以实现对机械手的精确控制。
因此，PLC控制机械手程序设计成为了工业自动化领域中研究的重要课题。
本文旨在探讨PLC控制机械手程序设计的相关内容，为自动化设备的设计与应用提供帮助。
二、机械手的基本结构及原理机械手主要由机械臂、控制系统、执行器等组成。
机械臂是机械手的核心部件，由多个关节组成，可以模拟人类手臂的运动。
控制系统包括PLC、电机驱动器、编码器、传感器等，是机械手运动控制的核心。
执行器是机械手的末端执行器，根据不同的应用需求可以设计不同的类型，如夹具、吸盘等。
机械手的原理是通过电机驱动器控制机械臂运动，并通过传感器获取机械臂的位置信息，将其送入PLC进行处理。
PLC 根据输入信号对机械手执行器进行控制，实现机械手的运动控制。
三、PLC的基本概念PLC是一种可编程的、数字式的工业控制设备，广泛应用于工业自动化领域。
其主要组成部分包括CPU、输入/输出模块、通信模块等。
通过编程软件对PLC进行程序设计，可以实现对各种设备的控制。
PLC的程序设计主要包括三个部分：输入和输出的定义、逻辑控制程序的编写以及调试与测试。
输入和输出的定义是PLC程序设计的第一步，需要根据实际控制需求对PLC进行配置；逻辑控制程序的编写是PLC程序设计的核心，需要根据实际的应用需求编写相应的程序，并进行逻辑控制；调试和测试是PLC程序设计的最后一步，需要对编写好的程序进行测试和优化。
《2024年基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》范文
《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业控制领域中最重要的技术之一。
工业机械手作为自动化生产线上重要的执行机构，其运动控制系统的设计直接关系到生产效率和产品质量。
本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统设计，包括系统架构、硬件配置、软件设计以及实际应用等方面。
二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统采用分层式结构设计，主要包括上位机监控系统、PLC控制器和机械手执行机构三个部分。
其中，上位机监控系统负责人机交互、数据监控和系统管理等功能；PLC控制器负责接收上位机指令，控制机械手的运动；机械手执行机构包括电机、传感器、气动元件等，负责完成具体的动作。
三、硬件配置1. PLC控制器：选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的运算能力和丰富的I/O接口，以满足机械手运动控制的需求。
2. 电机：根据机械手的具体需求，选用合适的电机类型和规格，如伺服电机、步进电机等。
3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器、力传感器等，用于检测机械手的运动状态和外部环境信息。
4. 气动元件：包括气缸、电磁阀等，用于实现机械手的抓取和释放等功能。
四、软件设计1. 编程语言：采用PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，进行程序编写和调试。
2. 控制算法：根据机械手的运动需求，设计合适的控制算法，如PID控制、轨迹规划等，以实现精确的运动控制。
3. 上位机监控系统：开发上位机监控软件，实现人机交互、数据监控和系统管理等功能。
监控软件应具备友好的界面、实时的数据显示和报警功能。
4. 通信协议：建立PLC控制器与上位机监控系统之间的通信协议，实现数据的实时传输和交互。
五、实际应用基于PLC的工业机械手运动控制系统在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。
通过上位机监控系统，操作人员可以方便地监控机械手的运动状态和生产数据。
PLC控制器根据上位机的指令，精确地控制机械手的运动，实现高精度的抓取、搬运、装配等任务。
毕业设计(论文)基于三菱FX系列PLC的机械手控制系统设计
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。
(完整版)PLC机械手毕业设计论文
摘要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。
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、变频器、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，分别驱动横轴、竖轴变频器，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 变频器交流电机AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving , micro-switches position signal transmission will closeto the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be upin space objects, movements flexible, diverse, canreplace the artificial conducted operations, Accordingto the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.Key Words: Manipulator PLC Inverter AC motor目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (4)第一章机械手机械结构 (5)1．1传动机构 (5)1．2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章可编程控制PLC (8)2．1 PLC简介 (8)2．2 PLC内部原理 (10)A. 系统程序存储区 (11)B. 系统RAM存储区 (11)C．用户程序存储区 (11)2．3 PLC的工作原理 (12)2．4 PLC机型的选择方法 (15)2．6 机械手PLC选择及参数 (17)第三章三相异步电动机的工作原理及结构 (19)3．1 三相异步电动机的结构 (19)3．2 三相交流电机工作原理 (23)3．3 三相电动机的转动原理 (25)3．3 机械手电机的选用 (29)第四章变频器 (29)4.1变频器的构成 (30)4.2 变频器的分类和控制方式 (34)4.3 FR-A540变频器 (37)第五章机械手PLC控制系统设计 (40)5．1 机械手的工艺过程 (40)5．2 PLC控制系统 (42)致答谢词 (48)参考文献 (49)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。
机械手plc控制设计毕业论文
机械手plc控制设计毕业论文机械手PLC控制设计毕业论文引言：机械手是一种能够模拟人手运动的机械装置，广泛应用于工业生产线、医疗手术等领域。
PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常见的自动化控制设备，被广泛应用于机械手的控制系统中。
本篇论文将探讨机械手PLC控制设计的相关内容，包括PLC选型、控制算法设计以及实验验证等。
一、PLC选型在机械手的PLC控制设计中，PLC选型是至关重要的一步。
首先，需要考虑机械手的运动范围、负载能力以及精度要求等因素，以确定所需的PLC输入输出点数和处理能力。
其次，还需考虑PLC的可靠性、稳定性以及扩展性等因素，以满足未来可能的升级需求。
最后，还需考虑PLC的成本，以确保在满足需求的前提下，控制系统的成本能够得到合理控制。
二、控制算法设计机械手的控制算法设计是机械手PLC控制设计中的核心环节。
根据机械手的运动特性和任务需求，可以采用不同的控制算法。
常见的控制算法包括位置控制、速度控制和力控制等。
位置控制是通过控制机械手的关节角度或末端执行器的位置来实现目标位置的控制。
速度控制则是通过控制机械手的关节角速度或末端执行器的速度来实现目标速度的控制。
力控制则是通过控制机械手的关节力矩或末端执行器的力来实现目标力的控制。
在实际应用中，常常需要综合考虑多种控制算法，以实现更加精确和灵活的控制。
三、实验验证为了验证机械手PLC控制设计的有效性和性能，需要进行实验验证。
首先，需要搭建机械手的实验平台，包括机械结构、传感器和执行器等。
其次，需要编写PLC程序，实现机械手的控制算法。
在实验过程中，需要采集和分析机械手的运动轨迹、力矩以及控制误差等数据，以评估控制系统的性能。
最后，可以通过与其他控制方法进行比较，验证机械手PLC控制设计的优势和局限性。
结论：机械手PLC控制设计是一项复杂而重要的任务，涉及到PLC选型、控制算法设计以及实验验证等多个方面。
合理的PLC选型能够满足机械手的控制需求，并确保系统的可靠性和稳定性。
毕业设计(论文)-PLC气动机械手设计
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。
本论文的控制对象是由三个搬运机械手组成的机械手群，每个机械手完成八个根本动作，三个机械手互相配合动作。
机械手由气缸驱动，气缸受电磁阀控制。
限位开关检测机械手是否到达固定位置。
可编程控制器(PLC)控制每个机械手的动作，实现机械手群的自动运行。
本论文可编程控制器(PLC)选用西门子〔SIEMENS〕公司S7–200系列的CPU224，并扩展了EM221数字量输入模块和EM222继电器输出模块。
机械手的开关量信号直接输入PLC，PLC通过中间继电器对电磁阀加以控制。
在软件上，设计了主程序和子程序。
主程序控制机械手群动作，子程序控制每个机械手动作。
本论文的重点放在PLC各硬件局部的设计和介绍、PLC梯形图的编写上。
在整体设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题〞的主导思想，对整个系统的设计工作做出了细致的阐述。
关键词：可编程控制器(PLC)；气动机械手；梯形图；CPU224；AbstractDevelops a technical performance fine control system for the industry manipulator, regarding enhances the industry manipulator's overall technical performance to have the extremely vital significance. The present paper is precisely in view of this topic, chose programmable logical controller (PLC) to take the industry manipulator's control system, this to promoted the industry manipulator's overall technical performance toplay the good role.The present paper controlled member is by three the manipulator group which transports the manipulator to be posed, each manipulator pletes eight elementary actions, three manipulators coordinate the movement mutually. The manipulator actuates by the air cylinder, air cylinder solenoid valve control. The limit switch examines the manipulator whether arrives the stationary position.The programmable logical controller (PLC) controls each manipulator's movement, realizes the manipulator group automatic movement. Present paper programmable logical controller (PLC) selects SIEMENS Corporation S7–200 series CPU224, and expanded the EM221 numeral quantity load module and the EM222 relay output module. Manipulator's switch quantity signal direct input PLC, PLC controls through the intermediate relay to the solenoid valve. On the software, has designed the master routine and the subroutine. The master routine controls the manipulator group movement, the subroutine controls each manipulator to act.The present paper key point places the PLC various hardware part the design and the introduction, in the PLC trapezoidal chart pilation. Defers to in the overall design process “asks the question, the analysis question, solves the problem〞 the guiding ideology, has made the careful elaboration to the overall system design workKey words：Programmable Logical Controller (PLC) ；Air Ooperated Mmanipulator；Trapezoidal Cchart；CPU224；目录第1章绪论11.1 机械手的概念11.2 气动机械手的简介11.2.1 气动技术11.2.2 气动机械手21.2.3 气动机械手的开展趋势3第2章方案论证42.1 机械手的设计42.1.1 气动搬运机械手的结构42.1.2 气动搬运机械手的工作原理42.2 气动搬运机械手群52.2.1 气动搬运机械手群结构52.2.2 气动搬运机械手群工作原理62.3 本论文的主要内容与达到的目标62.4 本系统的控制方案6第3章系统硬件电路的设计73.1 PLC的简介773.1.2 PLC的应用领域83.1.3 PLC的系统组成83.1.4 PLC的工作原理103.2 输入/输出信号123.3 PLC的选型143.4 I/O地址分配163.5 PLC外部接线183.6 电气控制原理21第4章软件设计224.1 机械手1控制程序224.2 机械手2控制程序254.3 机械手3控制程序284.4 机械手群主程序31第5章结论34参考文献35致谢35附录Ⅰ37附录Ⅱ53附录Ⅲ58第1章绪论机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动化生产设备。
基于PLC控制的机械手设计毕业论文绪论
基于P L C控制的机械手设计毕业论文绪论Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】第一章绪论PLC简介可编程控制器简称PLC(Progrsmmable Logic Controller,PLC),它是以微处理器为基础服务夫人通用工业控制装置。
国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输出和输入，控制各种类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
”可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。
它的程序是可以控制不同的对象。
具有更大的灵活性，再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，它可以方便地应用在各种场合，PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM）、输入输出接口（I/O）电路、通信接口及电源组成。
中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。
它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。
当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。
等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计1. 引言1.1 背景介绍随着工业自动化的不断发展和机械手在生产中的广泛应用，基于PLC的机械手控制系统已经成为一个研究热点。
传统的机械手控制系统通常使用传统的控制方法，如PID控制等，但这些方法在复杂的生产环境下往往难以满足需求。
引入PLC作为控制核心，可以提高机械手控制系统的精度、灵活性和可靠性。
本研究将探讨基于PLC的机械手控制设计，通过对PLC在机械手控制中的应用进行深入分析，设计并实现一个高性能的机械手控制系统。
通过PLC编程实现各个关节的控制和协调动作，实现对机械手的精准控制。
将进行系统性能测试和优化改进措施，以验证系统的稳定性和可靠性。
本文旨在研究基于PLC的机械手控制系统，在实际生产中的应用具有重要的意义。
通过本研究，可以为提高机械手控制系统的性能、提升生产效率和质量提供技术支持和借鉴。
【此处省略...】1.2 研究目的研究目的是为了探讨基于PLC的机械手控制设计在工业生产中的实际应用情况，分析其在自动化生产中的优势和不足之处，并提出相应的改进措施。
通过研究机械手控制系统在PLC控制下的工作原理和设计方法，进一步提高机械手的操作效率和精度，实现更加精准和高效的生产。
本研究旨在为工业生产领域提供一种可靠的控制系统设计方案，为企业实现智能化生产提供技术支持。
通过本文的研究，希望能够为相关领域的研究者和工程师提供有益的参考和借鉴，促进PLC 技术在机械手控制领域的应用和推广，推动工业生产的自动化发展，从而提高生产效率和产品质量。
1.3 研究意义机械手在工业生产中扮演着重要的角色，可以进行自动化操作，提高生产效率和质量。
基于PLC的机械手控制设计是实现机械手自动化控制的重要途径。
研究意义有以下几点：1. 提高生产效率：利用PLC控制机械手可以实现高速、精准的操作，提高生产效率，降低生产成本。
2. 提高产品质量：PLC控制可以使机械手动作稳定、精准，避免人为因素对产品质量的影响，提高产品质量和一致性。
基于PLC机械手设计本科机械专业毕业论文
毕业设计(论文)论文题目基于PLC机械手设计姓名学号专业机械设计制造及其自动化指导教师2014年3月10日摘要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。
由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。
关键字工业机械手，电磁阀，可编程控制器（PLC）AbstractIndustrial manipulator is a kind of high-tech automated production equipment,which is developed in recent decades.Industrial manipulator is an important branch of industrial robots.Its characteristics is that it can do theexpected task by programming , and it has the respective advantage of both manand machine on the structure and performance, particularly in the person's intelligence and adaptability.The accuracy of the manipulator operation and theability to work in the environment has a broad space for development in the fieldof national economy.Manipulator is a kind of multifunctional machine which can be automatically controlled and can be changed by new programming, it has multiple degrees of freedomand can complete the work carry objects in different environments.At first,thestructure of manipulator is relatively simple,but in has a strong specificity.Withthe development of industrial technology, Industrial manipulator is produced withthe process control to independently achieve repetitive operation, which is called "universal manipulator for program control" in wide scope of application, whichis called shortly as general manipulator.Because of general manipulator canquickly change the working procedure with strong adaptability, it was widely quotedby changing in the medium and small batch production of products .Key wordsIndustrial manipulator,Solenoid valve,Programmable Logic Controller(PLC)摘要 (1)Abstract (2)目录 (3)前言 (4)第一章机械手简介 (5)1.1 机械手的发展史 (5)1.2 机械手的分类 (5)1.3 功能与构成 (6)1.3.1 执行机构 (7)1.3.2 驱动机构 (7)1.3.3 控制系统 (8)1.4 课题的提出 (8)1.4.1 应用前景 (8)1.4.2 市场需求 (8)1.4.3 应用领域 (9)第二章机械手整体设计方案 (9)2.1 机械手总体设计 (9)2.1.1机械手整体结构的类型 (9)2.2 机械手工作过程 (10)第三章机械手控制系统设计 (12)3.1 可编程序控制器简介 (12)3.1.1 PLC的结构 (12)3.1.2 PLC的特点 (13)3.1.3 PLC的主要功能 (14)3.2 控制系统硬件设计 (14)3.2.1 PLC选型 (14)3.2.2地址分配 (15)3.3 控制系统软件设计 (16)3.4 PLC程序的调试 (21)3.4.1 PLC控制的安装与布线 (21)第四章结论 (22)参考文献 (23)用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
《2024年基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》范文
《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，机械手运动控制系统在生产制造过程中发挥着越来越重要的作用。
其中，基于PLC（可编程逻辑控制器）的工业机械手运动控制系统已经成为当前的主流选择。
该系统凭借其强大的逻辑处理能力和可靠的运行稳定性，被广泛应用于各类工业制造场景中。
本文将探讨基于PLC的工业机械手运动控制系统的设计思路、关键技术和应用实践。
二、系统设计目标在设计基于PLC的工业机械手运动控制系统时，主要目标是实现高精度、高效率、高稳定性的运动控制。
具体而言，该系统应具备以下特点：1. 精确控制：确保机械手在执行各种动作时，能够精确地达到预定位置和姿态。
2. 高效运行：通过优化控制算法和程序，提高机械手的运行效率，降低能耗。
3. 稳定可靠：系统应具备较高的抗干扰能力和故障自恢复能力，确保长时间稳定运行。
三、系统设计原理基于PLC的工业机械手运动控制系统主要由PLC控制器、传感器、执行器等部分组成。
其中，PLC控制器是整个系统的核心，负责接收上位机的指令，并根据指令控制机械手的运动。
传感器用于检测机械手的当前状态和位置，以便PLC控制器进行实时调整。
执行器则负责驱动机械手完成各种动作。
四、关键技术1. PLC控制器选型与设计：选择合适的PLC控制器是整个系统设计的关键。
应考虑控制器的处理速度、内存容量、I/O接口数量等因素。
同时，根据机械手的运动需求，设计合理的控制程序，确保系统能够准确、快速地响应各种指令。
2. 传感器技术应用：传感器在机械手运动控制系统中起着至关重要的作用。
常用的传感器包括位置传感器、力传感器、速度传感器等。
这些传感器能够实时检测机械手的当前状态和位置，为PLC控制器提供准确的反馈信息。
3. 执行器选型与驱动：执行器是驱动机械手完成各种动作的关键部件。
应根据机械手的运动需求，选择合适的执行器，并设计合理的驱动电路和驱动策略，确保执行器能够准确、快速地响应PLC控制器的指令。
基于PLC机械手臂的设计毕业论文
基于PLC机械手臂的设计毕业论文一、《基于PLC机械手臂的设计毕业论文》随着工业自动化水平的不断提高，机械手臂作为重要的自动化设备之一，在工业领域的应用越来越广泛。
PLC（可编程逻辑控制器）作为机械手臂控制的核心部件，其性能和控制精度直接影响着机械手臂的工作效率和稳定性。
因此基于PLC的机械手臂设计研究具有重要的实际意义和应用价值。
本文旨在探讨基于PLC的机械手臂设计的相关问题，为相关领域的研究提供参考。
近年来工业自动化进程不断加快，工业生产效率的要求也日益提高。
机械手臂作为自动化设备的重要组成部分，已经广泛应用于焊接、装配、搬运等工业生产领域。
而PLC作为机械手臂的控制核心，其性能和控制精度直接影响到机械手臂的工作效率和稳定性。
因此开展基于PLC的机械手臂设计研究，不仅可以提高机械手臂的性能和稳定性，还可以推动工业自动化水平的提高，对于提高工业生产效率和质量具有重要的意义。
本文研究的主要内容包括基于PLC的机械手臂控制系统设计、运动控制算法研究以及实验验证等方面。
通过对PLC控制技术的深入研究，结合机械手臂的运动特点，设计出一套高效稳定的机械手臂控制系统。
同时研究机械手臂的运动控制算法，提高机械手臂的运动精度和速度。
最后通过实验验证，评估系统的性能。
研究目标为开发出一套具有自主知识产权的基于PLC的机械手臂控制系统，为工业自动化领域提供技术支持。
目前国内外对于基于PLC的机械手臂设计研究已经取得了一定的成果。
国外在PLC技术和机械手臂技术方面处于领先地位，已经有很多成熟的机械手臂产品问世。
而国内在PLC技术和机械手臂技术方面还存在一定的差距，但是国内的研究机构和企业在不断努力，已经取得了一些重要的进展。
因此本文旨在通过对基于PLC的机械手臂设计研究，了解国内外现状，提高国内在该领域的技术水平。
同时通过对PLC控制技术的深入研究，为相关领域的研究提供参考。
研究方法和技术路线本文将采用理论分析和实验研究相结合的方法进行研究，首先进行理论分析，包括对PLC控制技术的研究和对机械手臂运动特点的分析。
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。
基于PLC的机械手系统设计——毕业设计论文
毕业设计正文题目：基于PLC的机械手系统设计姓名：专业：机电班级：学号：校内指导老师：校外指导老师：填表日期：湘潭医卫职业技术学院教务处制摘要：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。
本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。
关键词：意义，应用，前景，编程语言，设计目录第一章绪论 (2)本课题的意义 (2)本文的主要工作 (2)第二章PLC 的概述 (3)PLC的基本知识 (3)PLC的应用与前景 (3)第三章PLC 的编程语言 (6)梯形图编语 (6)功能块图编程语 (6)第四章PLC控制机械手的设计 (6)机械手在工业生产中的应用 (7)各电器设备的制方式及控制要求 (9)电器元件设备的选择 (11)控制系统的软、硬件设计 (12)功能表图设计 (24)结论 (31)谢辞 (32)第一章绪论本课题的意义机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。
汽车业的快速发展，车外型愈求美观流线，并由于汽车外板件要求完美无尘的冲压生产线也向高速化、高品质、自动化、柔性化方向发展。
传统冲压生产过程中的手工操作、人工送料的生产方式已无法满足该行业的需要。
机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
基于PLC控制的机械手设计(毕业论文)
第四章程序设计4.1 编程软件简介STEP 7-Micro/WIN是西门子公司为S7-200系列PLC的开发而设计的，是基于Windows操作系统的应用软件，其功能非常强大，操作方便，使用简单，容易学习。
软件支持中文界面。
其基本功能是创建、编辑和修改用户程序以及编译、调试、运行和实时监控用户程序。
运行STEP 7-Micro/WIN软件，看到的是英文界面。
如果想切换为中文环境，执行菜单命令Tools”→“Options”，点击出现的对话框左边的“General”图标，在“General”选项卡中，选择语言为“Chinese”，单击“OK”按钮后，软件将退出。
退出后，再次启动该软件，界面和帮助文件均变为中文，在开始程序设计前必须对PLC进行通信连接，的那个PLC通信连接后在开始运行或者修改程序，在PLC程序梯形图中，程序被分成称为“网络”的一些段。
一个网络是触点、线圈和功能框的有序排列。
能流只能从左向右流动，网络中不能有断路、开路和反方向的能流。
书写Plc程序的方法为在LAD编辑器中，它有4种输入程序指令的方法：鼠标拖放、鼠标单击、工具栏按钮、特殊功能键（如F4、F6、F9等）LAD程序使用线段连接各个元件，可以使用工具栏上的“向下线”、“向上线”、“向左线”、“向右线”等连线按钮，或者用键盘上的Ctrl+上、下、左、右箭头键进行编辑。
STEP 7-Micro/WIN 软件支持常用编辑软件所具备的插入和删除功能。
通过键盘或者菜单命令可以方便地插入和删除一行、一列、一个网络、一个子程序或者中断程序，在编辑区右键单击要进行操作的位置，弹出快捷菜单，选择“插入”或“删除”选项，在弹出的子菜单中单击要插入或删除的项。
子菜单中的“竖直”用来插入和删除垂直的并联线段。
可以用“编辑”菜单中的命令进行以上相同的操作。
按键盘上的Delete键可以删除光标所在位置的元件。
在编写程序完成后，必须对程序进行编译，当程序编译无误后才能下载至PLC运行，4.2 程序总体设计由于设计中机械手运动方式有5种模式，分别是手动、自动回原点、连续、单周期、单步5种工作方式，且必须保证在每种模式工作下相互之间互不干扰，为了减少PLC 的输入点，使程序简单明了，采用主程序OBI加子程序模块的编写方式，由于每种程序运行前都有一些必要的前期准备工作，例如在单步、单周期、连续工作时必须保证机械手处于原点位置，而在每种模式下工作机械手都有运送工件的操作，所以可将每种模式下工作的程序中都应具备的条件作为公用程序，为各种工作模式做前期准备工作，而公用程序是无条件执行的，即当下载并运行程序后PLC程序后自动扫描并运行公用程序，为子程序的运行做准备，设计中机械手有5种工作方式，而其中的单周期和连续工作方式所用的顺序功能图是同一个，其去呗仅仅是单周期只是允许机械手运行一次，而连续模式则是要求机械手连续不断的运行，所以可以将单周期和连续工作作为一个单独的子程序编写；手动工作方式是为便于对机械手的检修而设计的，其操作并不存在必然的逻辑连续，即步与步之间的操作互不影响，所以用一个单独的子程序表达即可，而自动回原点程序是为其他各种工作方式做准备的，为了保证程序的运行稳定，在该模式下工作时，机械手无论处于任何位置都将自动返回原点，其步与步之间存在一定的逻辑关系，可以用一个单独的子程序编写；单步工作方式是主要是为了调试机械手运动是否稳定可靠而设计的，虽然其运动过程和单周期、连续工作的过程一样，但在操作上存在一定的区别，单周期和连续式要求系统在按下启动按钮后程序将自动进行步与步之间的转换，而单步工作方式是按下一次启动按钮系统将向前进行一步并停止，若要继续下一步的操作，必须在按一次启动按钮，为了不和连续单周期的程序发生冲突，所以将单独为单步程序编写一个子程序，且其位存储器也区别单周期和连续工作方式，目的是为了保证程序能稳定运行。
基于plc机械手控制系统毕业设计论文
理工类大学本科毕业设计论文電氣工程系畢業論文基於PLC的氣動機械手設計畢業生姓名：指導教師、職稱：學號：專業名稱：摘要伴隨著機電一體化在各個領域的應用，機械設備的自動控制成分顯得越來越重要，由於工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至於危機生命。
因此機械手就在這樣誕生了,機械手是工業機器人系統中傳統的任務執行機構，是機器人的關鍵部件之一。
其中的工業機械手是近代自動控制領域中出現的一項新技術，它的發展是由於其積極作用正日益為人們所認識：它能部分地代替人工操作；能按照生產工藝的要求，遵循一定的程式、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能製作必要的機具進行焊接和裝配從而大大改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產率，加快實現工業生產機械化和自動化的步伐。
本設計採用三菱Q系列PLC作為控制機對工業機械手進行控制及監控。
關鍵字：可編程控制器PLC，機械手，氣動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.目录第一章绪论 (6)1.1 气动机械手概述 (6)1.2 机械手的组成和分类 (6)1.2.1机械手的组成 (6)1.2.2机械手的分类 (9)1.3 国内外发展状况 (10)1.4课题的提出及主要任务 (12)1.4.1课题的提出 (12)1.4.2课题的主要任务 (13)第二章机械手的设计方案 (13)2.1机械手的坐标型式与自由度 (14)2.2 机械手的手部结构方案设计 (15)2.3 机械手的手腕结构方案设计 (15)2.4 机械手的手臂结构方案设计 (15)2.5 机械手的驱动方案设计 (16)2.6 机械手的控制方案设计 (16)2.7 机械手的主要参数 (16)2.8 机械手的技术参数列表 (16)2.9 前法兰式气缸的简介 (18)第三章手臂伸缩、回转气缸的尺寸设计与校核 (18)3.1手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 (18)3.1.2 平衡装置 (20)3.2手腕回转气缸的尺寸设计与校核 (21)3.2.1 尺寸设计 (21)3.2.2 尺寸校核 (21)第四章气动系统设计 (22)4．1 气压传动系统工作原理图 (22)第五章机械手的PLC控制设计 (24)5.1可编程序控器的简介 (24)5.2 PLC的结构，种类和分类 (25)5.3 FX2n系列三菱PLC特点 (27)5.4 接近开关传感器 (28)5.5 I/O接口简介 (29)5.6 行程开关的介绍 (30)5.6.1 行程开关的概念 (30)5.6.2 行程开关的作用及原理 (30)5.7电路的总体设计 (30)5.7.1 回路的设计 (30)5.7.2 系统输入/输出分布表 (31)5.7．3机械手的程序设计 (32)5.7.4 步进电机的运行控制 (33)5.7.5 各模块的程序设计 (34)第六章结论 (43)结束语 (44)参考文献 (45)第一章緒論1.1 氣動機械手概述氣動機械手由操作機(機械本體)、控制器、伺服驅動系統和檢測傳感裝置構成，是一種仿人操作，自動控制、可重複編程、能在三維空間完成各種作業的機電一體化自動化設備。
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基于PLC的机械手设计毕业论文第一章可编程控制PLC1．1 PLC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。
作为离散控的制的首选产品，PLC在二十世纪八十年代至九十年代得到了迅速发展，世界围的PLC年增长率保持为20%～30%。
随着工厂自动化程度的不断提高和PLC市场容量基数的不断扩大，近年来PLC在工业发达国家的增长速度放缓。
但是，在中国等发展中国家PLC的增长十分迅速。
综合相关资料，2004年全球PLC的销售收入为100亿美元左右，在自动化领域占据着十分重要的位置。
PLC是由摸仿原继电器控制原理发展起来的，二十世纪七十年代的PLC 只有开关量逻辑控制，首先应用的是汽车制造行业。
它以存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和运算等操作的指令；并通过数字输入和输出操作，来控制各类机械或生产过程。
用户编制的控制程序表达了生产过程的工艺要求，并事先存入PLC的用户程序存储器中。
运行时按存储程序的容逐条执行，以完成工艺流程要求的操作。
PLC的CPU有指示程序步存储地址的程序计数器，在程序运行过程中，每执行一步该计数器自动加1，程序从起始步（步序号为零）起依次执行到最终步（通常为END指令），然后再返回起始步循环运算。
PLC每完成一次循环操作所需的时间称为一个扫描周期。
不同型号的PLC，循环扫描周期在1微秒到几十微秒之间。
PLC用梯形图编程，在解算逻辑方面，表现出快速的优点，在微秒量级，解算1K逻辑程序不到1毫秒。
它把所有的输入都当成开关量来处理，16位（也有32位的）为一个模拟量。
大型PLC使用另外一个CPU来完成模拟量的运算。
把计算结果送给PLC的控制器。
相同I/O点数的系统，用PLC比用DCS，其成本要低一些（大约能省40%左右）。
PLC没有专用操作站，它用的软件和硬件都是通用的，所以维护成本比DCS要低很多。
一个PLC的控制器，可以接收几千个I/O点（最多可达8000多个I/O）。
如果被控对象主要是设备连锁、回路很少，采用PLC较为合适。
PLC 由于采用通用监控软件，在设计企业的管理信息系统方面，要容易一些。
近10年来，随着PLC价格的不断降低和用户需求的不断扩大，越来越多的中小设备开始采用PLC进行控制，PLC在我国的应用增长十分迅速。
随着中国经济的高速发展和基础自动化水平的不断提高，今后一段时期PLC在我国仍将保持高速增长势头。
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 PLC部原理PLC实质上是一种被专用于工业控制的计算机，其硬件结构和微机是基本一的。
图 PLC硬件的基本结构图（1）中央处理单元（CPU）中央处理单元（CPU）是PLC 的控制中枢。
它按照PLC系统程序赋予的功能，接受并存储从编程器键入的用户程序和数据，检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能检查用户程序的语法错误。
当PLC投入运行时，首先它以扫描的方式接受现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区, 然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算术运算等任务。
并将逻辑或算术运算等结果送入I/O映象区或数据寄存器。
等所有的用户程序执行完毕以后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行为止。
（2）存储器与微型计算机一样，除了硬件以外，还必须有软件。
才能构成一台完整的PLC。
PLC的软件分为两部分: 系统软件和应用软件。
存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。
PLC存储空间的分配：虽然大、中、小型 PLC的CPU的最大可寻址存储空间各不相同，但是根据PLC的工作原理，其存储空间一般包括以下三个区域：系统程序存储区，系统RAM存储区（包括I/O映象区和系统软设备等）和用户程序存储区。
A. 系统程序存储区在系统程序存储区中存放着相当于计算机操作系统的系统程序。
它包括监控程序、管理程序、命令解释程序、功能子程序、系统诊断程序等。
由制造厂商将其固化在EPROM中，用户不能够直接存取。
它和硬件一起决定了该PLC的各项功能。
B. 系统RAM存储区系统RAM存储区包括I/O映象区以及各类软设备（例如：逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）存储区。
（A）I/O映象区由于PLC投入运行后，只是在输入采样阶段才依次读入各输入状态和数据，在输出刷新阶段才将输出的状态和数据送至相应的外设。
因此，它需要有一定数量的存储单元（RAM）以供存放I/O的状态和数据，这些存储单元称作I/O映象区。
一个开关量I/O占用存储单元中的一个位（bit）, 一个模拟量I/O占用存储单元中的一个字（16个bit)。
因此，整个I/O映象区可看作由开关量的I/O 映象区和模拟量的I/O映象区两部分组成。
（B）系统软设备存储区除了I/O映象区以外，系统 RAM存储区还包括PLC部各类软设备（逻辑线圈、数据寄存器、计时器、计数器、变址寄存器、累加器等）的存储区。
该存储区又分为具有失电保持的存储区域和无失电保持的存储区域，前者在PLC断电时，由部的锂电子供电。
使这部分存储单元的数据得以保留；后者当PLC停止运行时，将这部分存储单元的数据全部置“零”。
C．用户程序存储区用户程序存储区存放用户编制的用户程序。
不同类型的PLC其存储容量各不相同，一般来说，随着PLC机型增大其存储容量也相应增大。
不过对于新型的PLC，其存储容量可根据用户的需要而改变。
D．常用的I/O分类常用的I/O分类如下：开关量：按电压水平分，有220VAC、110VAC、24VDC，按隔离方式分，有继电器隔离和晶体管隔离。
模拟量：按信号类型分，有电流型（4-20mA,0-20mA）、电压型（0-10V,0-5V,-10-10V）等，按精度分，有12bit,14bit,16bit等。
除了上述通用I/O外，还有特殊I/O模块，如热电阻、热电偶、脉冲等模块。
按I/O点数确定模块规格及数量，I/O模块可多可少，但其最大数受CPU 所能管理的基本配置的能力，即受最大的底板或机架槽数限制。
（3）PLC电源PLC电源在整个系统中起着十分重要的作用。
无论是小型的PLC，还是中、大型的PLC，其电源的性能都是一样的，均能对PLC部的所有器件提供一个稳定可靠的直流电源。
一般交流电压波动在正负10%（15%）之间，因此可以直接将PLC接入到交流电网上去。
可编程序控制器一般使用220V交流电源。
可编程序控制器部的直流稳压电源为各模块的元件提供直流电压。
某些可编程序控制器可以为输入电路和少量的外部电子检测装置（如接近开关）提供24V直流电源。
驱动现场执行机构的电源一般由用户提供。
可编程序控制器是从继电器控制系统发展而来的，它的梯形图程序与继电器系统电路图相似，梯形图中的某些编程元件也沿用了继电器这一名称，如输入、输出继电器等。
这种计算机程序实现的“软继电器”，与继电器系统中的物理结构在功能上某些相似之处。
1．3 PLC的工作原理可编程序控制器有两种基本的工作状态，即运行（RUN）状态与停止（STOP）状态。
在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。
为了使可编程序控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户程序不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程序控制器停机或切换到STOP工作状态。
除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可如上图编程序控制器还要完成，部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段。
可编程序控制器的这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。
由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入-输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。
在部处理联合阶段。
可编程序控制器检查CPU模块部的硬件是否正常，将监控定时器复位，以及完成一些别的部工作。
在通信服务阶段，可编程序控制器与别的带微处理器的智能装置通信，响应编程器键入的命令，更新编程器的显示容。
当可编程序控制器处于停止（STOP）状态时，只执行以上的操作。
可编程序控制起处于（RUN）状态时，还要完成另外3个阶段的操作。
在可编程序控制器的存储器中，设置了一片区域用来存放输入信号和输出信号的状态，它们分别称为输入映像寄存器和输出映像寄存器。
可编程序控制器梯形图中别的编程元件也有对应的映像存储区，它们统称为元件映像寄存器。
在输入处理阶段，可编程序控制器把所有外部输入电路的接通/断开（ON/OFF）状态读入输入寄存器。
外接的输入触点电路接通时，对应的输入映像寄存器为“1”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点接通，常闭触点断开。
外接的输入触点电路断开，对应的输入映像寄存器为“0”状态，梯形图中对应的输入继电器的常开触点断开，常闭触点接通。
在程序执行阶段，即使外部输入信号的状态发生了变化，输入映像寄存器的状态也不会随之而变，输入信号变化了的状态只能在下一个扫描周期的输入处理阶段被读入。
可编程序控制器的用户程序由若干条指令组成，指令在存储器中按步序号顺序排列。
在没有跳转指令时，CPU从第一条指令开始，逐条顺序的执行用户程序，直到用户程序结束之处。
在执行指令时，从输入映像寄存器或别的元件映像寄存器中将有关编程元件的0/1状态读出来，并根据指令的要求执行相应的逻辑运算，运算结果写入到对应的元件映像寄存器中，因此，各编程元件的映像寄存器（输入映像寄存器除外）的容随着程序的执行而变化。
在输出处理阶段，CPU 将输出映像寄存器的0/1状态传送到输出锁存器。
体型图某一输出继电器的线圈“通电”时，对应的输出映像寄存器为“1”状态。
信号经输出模块隔离和功率放大后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈通电，其常开触点闭合，使外部负载通电工作。
若梯形图中输出继电器线圈断电对应的输出映像寄存器为“0”状态，在输出处理阶段后，继电器型输出模块中对应的硬件继电器的线圈断电，其常开触点断开，外部负载断电，停止工作。
某一编程元件对应的映像寄存器为“1”状态时，称该编程元件为ON，映像寄存器为“0”状态时，称该编程元件为OFF。
扫描周期可编程序控制器在RUN工作状态时，执行一次扫描操作所需的时间称为扫描周期，其典型值为1~100ms。