优秀毕业论文（设计）：机械手的PLC控制系统设计

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1、济源职业技术学院毕业设计题目机械手的PLC控制系统设计系别机电工程系专业机电一体化技术班级机班姓名学0432指导教师日期29月设计题目设计任务书图1机械手搬物动作示意图机械手的PLC控制系统设计设计要求:机械手在工业中应用非常广泛，如图1所示，是应用于自动生产线的搬物转位机械手，系统启动运行后，可将传送带A上的物体逐个搬送到传送带B上。下而讨论起控制系统的设计过程。传送带A设计进度要求：第一周：定设计题目，查找资料第二周：确定设计方案第三周：整理设计思路第四一--六周：正式设计阶段第七周：论文修改，核对，验收，装订第八周：毕业答辩指

2、导教师（签名）:可编程控制器是近年来发展迅速应用广泛的控制装置，是一种工业环境应用而设计的数字电子控制系统，它不仅可以取代传统的继电器-接触器控制系统述可以完成逻辑运算,顺序控制，定时、计数、数值计算和特定的功能，其应用于从单机口动化控制到整条生产线的自动化及至整个工厂的生产自动化控制，使电器控制技术进入了一个崭新的阶段，§前PLC控制几乎在工业生产的所有领域都得到了广泛的应用.机械手就是通过PLC对系统的控制来实现生产自动化。可编程序控制器简介*PLC组成：中央处理单元（CPU）、存储器、输入/输出单元（I/O单元）、电源、编程器

3、等；*PLC分类：按照结构形成分为整体式和模块式；按照输入/输出（I/O）点数分为小、中和大型；*PLC特点：可靠性高，通用性强，编程简单（常用编程语言冇梯形图、语句表、逻辑符号图、顺序功能图和高级语言等），体积小，安装维护简便等；*PLC工作方式：PLC是采用循环扫描的工作方式，即每一次状态变化需一个扫描周期。PLC循环扫描时间-•般为几毫秒至几

4、•毫秒。整个过程分为内部处理、通信、输入处理、执行程序、输出处理儿部分；*PLC发展趋势：向高速度、大容量、多种类发展；丰富编程语言，开发用户友好界面；开发智能模块；加强联网通讯能力；预

5、留现场总线接I丨（现已有产品应用，女口：SIEMENSSTMATTCS7-400）；拥有智能诊断等功能；保护功能加强，冇效保护用户信息，防止非法复制、修改；对现场环境的适应能力更强。通过设计，实现机械手口动停止下降，机械手的初始位置停在原点，按下启动按扭后,机械手将依次完成上升一左旋传…下降…抓物…上升…右旋转…下降…放松,完成了一个周期。关键词：机械手，西门子，梯形图目录摘要II1机械手的机械结构21.1机械手的简单介绍22机械手的工作过程44驱动元件和控制装置的选择75机械手PLC控制系统设计85.1机械手PLC输入/输出设备的

6、确定85.2选择PLC机型95.3CPU226的简单介绍106机械手梯形图的设计126.2通用部分梯形图设计126.4机械手整体程序结构146.5“自动”状态梯形图156.6绘制机械手PLC控制梯形176.7程序227系统调试248结论25参考资料271机械手的机械结构1.1机械手的简单介绍1.1能模仿人手臂的某些动作功能，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口动化，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

7、动机构组成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而冇多种结构形式，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，需冇6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。门由度越多，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。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机

8、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，如在口动机床或口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。1.2机械手的控制机械手电气控制系统，除了冇多工步特点Z外，还要求冇连续控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出來。当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命，如图（1.1）是一

9、台工件传送机械手的结构示意图。其上升、下降和左旋转、右旋转的执行，分别有双线圈二位电磁阀控制气缸的运动完成。如果某电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，直到相对的线圈通电为止。当机械手右移到位并准备下降时，为确保安全，必须在右工作