毕业设计（论文）-机械手的plc设计

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1、安庆职业技术学院2011届毕业生毕业论文（设计）目录摘要3引言41机械手简介51.1概述51.2机械手的组成51.3机械手的分类51.4机械手的应用52机械手的控制方案与选择62.1控制要求62.2机械手的控制系统设计方案的比较73PLC的简介73.1PLC的产生73.2PLC的定义和特点73.2.1PLC的定义73.2.2PLC的特点83.3可编程控制器的主要性能指标83.4可编程控制器的分类83.5PLC系统的组成93.5.1PLC的硬件结构93.5.2PLC的软件93.6可编程控制器的工作

2、方式103.7PLC的编程语言103.8FX2N系列PLC113.8.1FX2N系列PLC的内部资源113.8.2FX2N系列PLC的基本顺控指令113．9PLC的应用领域124PLC对机械手的控制134.1PLC的选型134.4.1I/O总点数的确定134.4.2I/O点信号性质分析134.4.3用户存储器容量的估算144.2PLC的梯形图144.2.1程序的总体结构设计144.2.2初始化程序144.2.3手动程序154.2.4回原位程序154.2.5自动程序164.3指令程序174.4I/

3、O接线图184.5相关电气设备选择和校验204.5.1系统调试204.5.2程序的运行与调试2124安庆职业技术学院2011届毕业生毕业论文（设计）4.6材料清单214.7不足和改进225毕业设计总结236致谢24参考文献2524安庆职业技术学院2011届毕业生毕业论文（设计）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

4、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24安庆职业技术学院2011届毕

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

6、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。本课题拟开发物料搬运机械手，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等；电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。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。由于时间仓促和个人水平限制

7、，我的设计存在着许多还没来得及解决的问题，希望广大老师、同学能够给予批评指正并予以解决。24安庆职业技术学院2011届毕业生毕业论文（设计）1机械手简介1.1概述机械手首先是由美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出了第一台机械手。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。1.2机械手的组成机械手主要由手

8、部、运动机构和控制系统三大部分组成。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。