机械手装配搬运流水线控制系统设计(附件)【字数：10803】
摘 要机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，由于流水线装配搬运机械手能够遵循一定的动作顺序来完成工件的装配和传送，改善了工人的劳动强度，提高了产品装配质量和劳动生产效率，因此在工业生产中得到了日益广泛的应用。此次设计的控制系统是以西门子S7-200系列CPU226可编程控制器为核心，针对课题对装配和搬运机械手的控制要求，进行了硬件与软件的综合设计。在硬件设计中，结合系统所需的相关设施，构建了PLC硬件控制系统及接线原理图；在软件设计中，运用PLC控制技术，方案论证，制订了装配和搬运机械手动作的控制流程图, 通过软件设计和调试，实现了控制电磁阀驱动装配和搬运机械手完成上下左右运动以及抓取的规定动作。
目录
第一章绪论 1
1.1课题研究意义 1
1.2机械手在国内外的发展及应用 1
1.3本论文主要研究内容 2
第二章机械手系统的总体设计 3
2.1机械手的组成及分类 3
2.2机械手控制要求 4
2.3系统控制装置方案 4
2.3.1方案比较 5
2.3.2方案选择 5
第三章系统PLC程序设计 7
3.1.西门子PLC型号选择 7
3.2可编程控制器I/O配置 8
3.3系统的控制流程图设计及说明 9
第四章系统程序介绍说明 12
4.1 起保停电路 12
4.2 电机M1的控制电路 12
4.3 SQ1检测开关与停止按钮的控制电路 13
4.4 SQ1检测到有工件 13
4.5 装配机械手下降/上升控制程序 14
4.6 装配机械手夹紧/放松控制程序 15
4.7装配机械手与搬运机械手工作状态的切换程序 15
4.8搬运机械手的控制程序 16
4.9复位程序 18
第五章系统程序调试 19
5.1程序调试注意事项 19
5.2系统故障与诊断 19
总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
第一章绪论
机械手是一种能够模仿人手的部分动作，并且按给定轨迹和要求实现对物件的自动抓取以及搬运的重复运动装置。近几十年来，随着高科技的快速发展，机械手也逐渐发展成一种高科技自动生产设备，成为工业机器人的一个重要组成部分。机械手能够在控制系统的控制下完成各种预期的作业，在构造和性能方面，综合了人和机器各自的优点，对于人手动作的模仿，具有一定的智能性和适应性。
随着科技水平的不断进步，机械手的性能越来越完善，越来越多的人们认识到机械手的积极作用，机械手在工业生产中的应用也日益变得广泛。
1.1课题研究意义
设计装配、搬运机械手流水线控制系统，是为了提高生产效率，降低工业成本，提高产品的装配质量，同时保持装配过程平稳进行，尽量避免由于人为因素的干扰而带来的质量缺陷等问题。在恶劣的生产条件下，机械手的应用能够减轻或取代人工劳动，从而降低了劳动强度、保证了操作的安全。
在企业生产中，多数事故发生在材料的搬运、机床上下料和整机的装配等环节，而且这些工作损耗的费用多于企业全部加工费用的三分之一，所费的时间占全部加工时间的三分之二以上。为了克服这些问题，研究装配、搬运机械手流水线控制系统的开发，在工业上具有十分重要的现实意义。
在生产率高、生产节拍快的大批量生产条件下，由于要求上下料的动作迅速和频繁，操作工人的劳动强度很大，所以实现上下料自动化对于减轻工人的劳动强度、提高生产率、实现多机床管理和保证安全生产也具有非常重要的意义。
1.2机械手在国内外的发展及应用
1958年美国联合控制公司研制出第一台示教型机械手，标志着第一代机械手的诞生[1]。1978年，美国万能自动公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种用于装配作业的新型工业机械手，该机械手由小型电子计算机进行控制，误差精度小于±1毫米。
第二代机械手控制系统为微型电子计算机，具有视觉、触觉能力，甚至具有听、想的能力。由各种传感器收集和反馈信息，使机械手具有感觉机能。
第三代机械手由电子计算机和电视设备综合控制，能够独立地完成工作过程中的任务，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元中重要一环。
机械手可以完成搬运、装配、切割、喷染等许多工作，在现代化工业加工车间应用十分广泛。机械手的使用替代完成工人难以完成的或者危险的工作，提高了生产效率。各种多功能、智能化机械手的出现，满足了各行各业对机械手的需求。机械手作业的高准确性以及在恶劣环境中作业的强适应力使它得到了很多国家的重视。
据资料介绍，在西方工业零件的生产中，由于零件搬运、装卸等工序需要占用大量的时间和保持高强度的重复劳动，而西方的劳动力十分紧缺，工业机械手被广泛地应用[3]。
1970年，德国机器制造业中起重运输、焊接和设备的上下料等作业开始应用机械手。瑞典的安莎公司曾经就把机械手应用在铸铝齿轮箱毛刺的清理工作上。要论工业机械手在哪国发展最快，当属日本。1969年日本从美国引进了二种典型机械手，自此之后，便开始大力研究机械手。据资料记载，在1979年，研究机械手工作的日企就达到50多家。
我国工业目前应用机械手，主要用于注塑、零件加工和浇铸等行业。注塑即将模具中的制品快速抓取出来，及时传递到下一个生产工序中；零件加工行业中装配和搬运工件；浇铸操作中将高温熔液注入模具等等[4]。各类半自动车床，有类似于机械手的自动夹紧、进刀、切削、退刀和松开的机械装置，装上类似于机械手的装置的车床可实现自动化生产，一人可以操作管理多台机床。
1.3本论文主要研究内容
工业生产一般都采用机械手在流水线之间装配和搬运零件。本文以能够实现这类工作的装配、搬运机械手为研究对象，通过PLC设计实现机械手的上移、下移、左移、右移、装配、搬运等操作。力求在工件的搬运过程，机械手能够平稳可靠、快速的工作，即使发生突发状况，如断电，也不会脱落工件。本课题研究内容包括：
目录
第一章绪论 1
1.1课题研究意义 1
1.2机械手在国内外的发展及应用 1
1.3本论文主要研究内容 2
第二章机械手系统的总体设计 3
2.1机械手的组成及分类 3
2.2机械手控制要求 4
2.3系统控制装置方案 4
2.3.1方案比较 5
2.3.2方案选择 5
第三章系统PLC程序设计 7
3.1.西门子PLC型号选择 7
3.2可编程控制器I/O配置 8
3.3系统的控制流程图设计及说明 9
第四章系统程序介绍说明 12
4.1 起保停电路 12
4.2 电机M1的控制电路 12
4.3 SQ1检测开关与停止按钮的控制电路 13
4.4 SQ1检测到有工件 13
4.5 装配机械手下降/上升控制程序 14
4.6 装配机械手夹紧/放松控制程序 15
4.7装配机械手与搬运机械手工作状态的切换程序 15
4.8搬运机械手的控制程序 16
4.9复位程序 18
第五章系统程序调试 19
5.1程序调试注意事项 19
5.2系统故障与诊断 19
总结 20
致谢 21
参考文献 22
附录 23
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
第一章绪论
机械手是一种能够模仿人手的部分动作，并且按给定轨迹和要求实现对物件的自动抓取以及搬运的重复运动装置。近几十年来，随着高科技的快速发展，机械手也逐渐发展成一种高科技自动生产设备，成为工业机器人的一个重要组成部分。机械手能够在控制系统的控制下完成各种预期的作业，在构造和性能方面，综合了人和机器各自的优点，对于人手动作的模仿，具有一定的智能性和适应性。
随着科技水平的不断进步，机械手的性能越来越完善，越来越多的人们认识到机械手的积极作用，机械手在工业生产中的应用也日益变得广泛。
1.1课题研究意义
设计装配、搬运机械手流水线控制系统，是为了提高生产效率，降低工业成本，提高产品的装配质量，同时保持装配过程平稳进行，尽量避免由于人为因素的干扰而带来的质量缺陷等问题。在恶劣的生产条件下，机械手的应用能够减轻或取代人工劳动，从而降低了劳动强度、保证了操作的安全。
在企业生产中，多数事故发生在材料的搬运、机床上下料和整机的装配等环节，而且这些工作损耗的费用多于企业全部加工费用的三分之一，所费的时间占全部加工时间的三分之二以上。为了克服这些问题，研究装配、搬运机械手流水线控制系统的开发，在工业上具有十分重要的现实意义。
在生产率高、生产节拍快的大批量生产条件下，由于要求上下料的动作迅速和频繁，操作工人的劳动强度很大，所以实现上下料自动化对于减轻工人的劳动强度、提高生产率、实现多机床管理和保证安全生产也具有非常重要的意义。
1.2机械手在国内外的发展及应用
1958年美国联合控制公司研制出第一台示教型机械手，标志着第一代机械手的诞生[1]。1978年，美国万能自动公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种用于装配作业的新型工业机械手，该机械手由小型电子计算机进行控制，误差精度小于±1毫米。
第二代机械手控制系统为微型电子计算机，具有视觉、触觉能力，甚至具有听、想的能力。由各种传感器收集和反馈信息，使机械手具有感觉机能。
第三代机械手由电子计算机和电视设备综合控制，能够独立地完成工作过程中的任务，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元中重要一环。
机械手可以完成搬运、装配、切割、喷染等许多工作，在现代化工业加工车间应用十分广泛。机械手的使用替代完成工人难以完成的或者危险的工作，提高了生产效率。各种多功能、智能化机械手的出现，满足了各行各业对机械手的需求。机械手作业的高准确性以及在恶劣环境中作业的强适应力使它得到了很多国家的重视。
据资料介绍，在西方工业零件的生产中，由于零件搬运、装卸等工序需要占用大量的时间和保持高强度的重复劳动，而西方的劳动力十分紧缺，工业机械手被广泛地应用[3]。
1970年，德国机器制造业中起重运输、焊接和设备的上下料等作业开始应用机械手。瑞典的安莎公司曾经就把机械手应用在铸铝齿轮箱毛刺的清理工作上。要论工业机械手在哪国发展最快，当属日本。1969年日本从美国引进了二种典型机械手，自此之后，便开始大力研究机械手。据资料记载，在1979年，研究机械手工作的日企就达到50多家。
我国工业目前应用机械手，主要用于注塑、零件加工和浇铸等行业。注塑即将模具中的制品快速抓取出来，及时传递到下一个生产工序中；零件加工行业中装配和搬运工件；浇铸操作中将高温熔液注入模具等等[4]。各类半自动车床，有类似于机械手的自动夹紧、进刀、切削、退刀和松开的机械装置，装上类似于机械手的装置的车床可实现自动化生产，一人可以操作管理多台机床。
1.3本论文主要研究内容
工业生产一般都采用机械手在流水线之间装配和搬运零件。本文以能够实现这类工作的装配、搬运机械手为研究对象，通过PLC设计实现机械手的上移、下移、左移、右移、装配、搬运等操作。力求在工件的搬运过程，机械手能够平稳可靠、快速的工作，即使发生突发状况，如断电，也不会脱落工件。本课题研究内容包括：
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