气动机械手plc控制系统的本科学位论文.doc

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1、本科毕业设计（200*届）************************************************************************************************************************************************摘要机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，在生产过程中起着非常重要的作用。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，

2、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。机械手能代替人类完成危险、重复、枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力，因此机械手得到了越来越广泛的应用。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，它有多个自由度，可在各个不同环境中用来搬运物体。本课题要完成的主要内容。设计工业通用机械手模型，是一个水平/垂直运动的机械设备，用来将工件从左工作台搬到右工作台。机械手能完成左右移动、上下升降和手部的放松夹紧，可在空间按固定动作夹放单个物体。关键词：可编程控制器;机械手;自动化目录1问题的提出11.1课题背景及研究意义11.2国内外现状11.3

3、课题设计的目的21.4课题的主要内容22机械手32.1机械手介绍32.1.1机械手的分类32.1.2机械手的构成32.2机械手控制方式的选择42.2.1控制方式的分类42.2.2PLC与工业控制计算机和集散控制系统的比较及选型53可编程序控制器73.1PLC简介73.1.1PLC的基本结构73.1.2PLC的工作原理103.1.3PLC机型的选择134机械手控制系统硬件结构154.1气动机械手的控制要求154.2硬件结构164.3气动机械手的工作方式164.4根据设计要求、分析I/O情况、画出分配表174.5CPU选择175.1主程序机构图195.2设计程序205.2.1公

4、用程序205.2.2手动程序205.2.3自动程序205.2.4自动回原点程序246软件仿真调试情况256.1环境要求256.2调试情况25致谢28参考文献29附录AI/O分配表30附录B梯形图31附录C程序指令表39毕业设计1问题的提出1.1课题背景及研究意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展机械手逐渐成为一门新兴学科，并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中，机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之，机械手是

5、提高劳动生产率，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。国内外都十分重视它的应用和发展。可编程序控制器(PLC)是专为在工业环境下应用而设计的实时工业控制装置。随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展，PLC在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步，已经成为工厂自动化的标准配置之一。由于自动化可以节省大量的人力、物力等，而PLC也具有其他控制方式所不具有的特殊优越性，如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学，因此工业领域中广泛应用PLC。机械手在美国、加拿大等国家应用较多，如用果实采摘机械手

6、来摘果实、装配生产线上应用智能机器人等。我国自动化水平本身比较低，因此用PLC来控制的机械手还比较少。本次课题设计的机械手就是通过PLC来实现自动化控制的。通过此次设计可以更进一步学习PLC的相关知识，了解世界先进水平，尽可能多的应用于实践。1.2国内外现状43毕业设计机械手自二十世纪六十年代初问世以来，经过40多年的发展，现在已经成为制造业生产自动化中重要的机电设备。目前，正式投入使用的绝大部分机械手属于第一代机械手，即程序控制机械手。这代机械手基本上采用点位控制系统，没有感觉外界环境信息的感觉器官，主要用于焊接、喷漆和上下料。第二代机械手具有感觉器官，仍然以程序控制为基

7、础，但可以根据外界环境信息对控制程序进行校正。这代机械手通常采用接触传感器一类的简单传感装置和相应的适应性算法。现在，第三代机械手正在第一、第二代机械手的基础上蓬勃发展起来，它是能感知外界环境与对象物，并具有对复杂信息进行准确处理，对自己行为做出自主决策能力的智能化机械手。它能识别景物，具有触觉、视觉、力觉、听觉、味觉等多种感觉，能实现搜索、追踪、辨色识图等多种仿生动作，具有专家知识、语音功能和自学能力等人工智能。目前机械手技术有了新的发展：出现了仿人型机械手、微型机械手和微操作系统（如细小工业管道机械手移动探测系