物料分拣机械手的控制系统设计(附件)【字数：15025】
摘 要经过多年的改革，我国在机械手研发方面已经具有一定的硬实力。机械手对未来的发展有导向作用，这不但对我国机械手技术的发展提出了迫切要求，而且对未来企业的发展有着良好的导向作用。未来工业的发展方向必然是降低劳动力的成本，因为社会的不断进步，提倡以人为本的理念，需要给人创造良好的工作环境，着同样需要机械手的参与，由此可见，研发机械手的意义很大。针对近年来工厂对科技的要求，本文对基于PLC的物料分拣机械手分拣系统进行了总体分析与设计，包括整个工作流程的规划，各个子系统的设计、相关部件的选型和梯形图程序的编写来是实现机械手自由高效的动作。在一定程度上可以对物体进行自由移动，解放了劳动力，提高了工作效率，从而可以从产品中获得更大的效益。采用PLC作为控制器，确定输入、输出的端子，从实际出发解决机械手的应用问题。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的目的及意义 1
1.2机械手在国内外发展趋势 1
1.3主要研究的内容和解决的关键问题 2
1.3.1主要的研究内容 2
1.3.2解决的关键问题 3
1.4机械手系统的工作原理及组成 3
第二章 执行系统设计 5
2.1选择不同类型的执行机构及其组成 5
2.1.1执行机构的分类 5
2.1.2执行机构的组成 6
2.2?执行机构各部分的分析与选择???????????????? 6
2.2.1手部的选择 6
2.2.2手臂结构的选择 7
2.3执行机构的工作原理及其简图 9
第三章 驱动系统设计 11
3.1驱动系统的分析与选择 11
3.2机械手驱动系统的控制设计 12
3.3气动元件选取及工作原理 13
3.3.1气动元件的分类 13
3.3.2执行元件 13
3.3.3气源装置 14
3.3.4 辅助元件 14
3.3.5真空发生器 15
3.3.6控制元件 15
3.3.7吸盘 15
3.4驱动系统工作回路 16
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
第四章 控制系统设计 17
4.1控制系统的组成结构和传感器的选择 17
4.2控制系统PLC选型及控制原理 17
4.2.1 PLC 控制系统设计的基本原则 18
4.2.2 I/0点数分配 18
4.3气动机械手的流程图和外围接线图 19
4.4机械手控制原理 20
4.5 PLC程序框架 22
4.5.1总控制程序规划 22
4.5.2手动控制程序 24
4.5.3自动控制程序 25
参考文献： 30
附录A 31
第一章 绪论
1.1研究的目的及意义?
机械手是前端产品，顺应自动化设备更迭的内在要求，可大批量运用于循环往复或精度要求相对较高的工作，在当今的生产领域中起着无法替代的作用。可以分拣不同种类的物料以及各种形状、重量不同和材质各异的工件，在炎热、高压及有腐蚀性等操作环境下，可以广泛应用于公安、核工业、军事、化工等危险、恶劣、有害环境。机械手在当今的工业体系中的地位举足轻重，牵一发而动全身，可以说是在生产的过程中，不但可以代替人类工作，节省了劳动力的成本，而且使得生产更加安全，在当今追求高质量生活的进程中，优化工作环境是不可缺失的一环。
在当今的工控领域内，工业机械手作为一项新技术，它引领着发展新方向，对工业创新起着积极的推动作用:可以模仿人类动作完成特定的工序，通过运行相关程序，可在人类无法工作的情况下，代替人完成任务。根据位置检测装置来判断工件所处的位置，实施对工件的装卸，不仅加快工作速度，提高了工作效率；在机械手广泛使用下，可以逐步优化工作环境，减少劳动成本，提高产量，同时可以加速产品更新，提高了产品的质量，减少循环往复的单调工作中的枯燥，创造更加和谐的新工作环境，减少工人的工作压力，消除工作上的危险，提高原来系统的稳定性从而减少停产的概率，及时清理库存，显然可以大幅度提升生产效率，提高在整个行业中的竞争力，进一步使得生产趋于自动化。本设计在传统的机械手的基础上进行改良，使其适用性更强，工作范围广，可在严酷的工作环境下工作，并抓取一定重量的工件。采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件
所以研究机械手不但顺应了时代发展的潮流，而且还具有长远的战略规划，对一个国家的工业体系的改革以及未来的发展制定了新的蓝图，我们必须着手现在放眼未来，加快对机器人的研发，也加快机械手的改革，使之更加高效，便捷。
1.2机械手在国内外发展趋势
随着工业机械手研究制造和应用的扩大，国际上各类科研项目频繁，欧美等国的在此的投入尤为突出。当前欧美的机械手的市场占有率最高，其次是日产机械手。机械手在我国的发展相对较晚起步于20世纪70年代初，30多年的发展历程大致可以划分为3个阶段：70年代的初生期，80年代的研发期和90年代的使用期。正如前面所描述的国内机械手我国的市场份额占有率很低。
和欧美等发达国家的较量中，我国机械手的发展蒸蒸日上，逐渐在国际市场上占有一席之地。历来我国都是一个制造大国，正向创造强国的最终目标大迈步前进。国际接轨、国际分工的任务使中国制造业遭遇着前所未有的挑战，迫使我国提高工业自动化的要求。
政府的参与和鼓励会给机械手带来崭新的发展机遇，随着机器人的智能化程度的程度越来越高，在诸多领域的使用效果显著。机械手未来的发展方向有着强劲的推动力，先进的理念将被合理应用其中，使得机械手的工作更加可靠和稳定。未来的发展方向是实用性更强。激光，控制，传感等先进技术的使用保证了机械手的性能好，生产的成本低。
目 录
第一章 绪论 1
1.1研究的目的及意义 1
1.2机械手在国内外发展趋势 1
1.3主要研究的内容和解决的关键问题 2
1.3.1主要的研究内容 2
1.3.2解决的关键问题 3
1.4机械手系统的工作原理及组成 3
第二章 执行系统设计 5
2.1选择不同类型的执行机构及其组成 5
2.1.1执行机构的分类 5
2.1.2执行机构的组成 6
2.2?执行机构各部分的分析与选择???????????????? 6
2.2.1手部的选择 6
2.2.2手臂结构的选择 7
2.3执行机构的工作原理及其简图 9
第三章 驱动系统设计 11
3.1驱动系统的分析与选择 11
3.2机械手驱动系统的控制设计 12
3.3气动元件选取及工作原理 13
3.3.1气动元件的分类 13
3.3.2执行元件 13
3.3.3气源装置 14
3.3.4 辅助元件 14
3.3.5真空发生器 15
3.3.6控制元件 15
3.3.7吸盘 15
3.4驱动系统工作回路 16
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第四章 控制系统设计 17
4.1控制系统的组成结构和传感器的选择 17
4.2控制系统PLC选型及控制原理 17
4.2.1 PLC 控制系统设计的基本原则 18
4.2.2 I/0点数分配 18
4.3气动机械手的流程图和外围接线图 19
4.4机械手控制原理 20
4.5 PLC程序框架 22
4.5.1总控制程序规划 22
4.5.2手动控制程序 24
4.5.3自动控制程序 25
参考文献： 30
附录A 31
第一章 绪论
1.1研究的目的及意义?
机械手是前端产品，顺应自动化设备更迭的内在要求，可大批量运用于循环往复或精度要求相对较高的工作，在当今的生产领域中起着无法替代的作用。可以分拣不同种类的物料以及各种形状、重量不同和材质各异的工件，在炎热、高压及有腐蚀性等操作环境下，可以广泛应用于公安、核工业、军事、化工等危险、恶劣、有害环境。机械手在当今的工业体系中的地位举足轻重，牵一发而动全身，可以说是在生产的过程中，不但可以代替人类工作，节省了劳动力的成本，而且使得生产更加安全，在当今追求高质量生活的进程中，优化工作环境是不可缺失的一环。
在当今的工控领域内，工业机械手作为一项新技术，它引领着发展新方向，对工业创新起着积极的推动作用:可以模仿人类动作完成特定的工序，通过运行相关程序，可在人类无法工作的情况下，代替人完成任务。根据位置检测装置来判断工件所处的位置，实施对工件的装卸，不仅加快工作速度，提高了工作效率；在机械手广泛使用下，可以逐步优化工作环境，减少劳动成本，提高产量，同时可以加速产品更新，提高了产品的质量，减少循环往复的单调工作中的枯燥，创造更加和谐的新工作环境，减少工人的工作压力，消除工作上的危险，提高原来系统的稳定性从而减少停产的概率，及时清理库存，显然可以大幅度提升生产效率，提高在整个行业中的竞争力，进一步使得生产趋于自动化。本设计在传统的机械手的基础上进行改良，使其适用性更强，工作范围广，可在严酷的工作环境下工作，并抓取一定重量的工件。采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件
所以研究机械手不但顺应了时代发展的潮流，而且还具有长远的战略规划，对一个国家的工业体系的改革以及未来的发展制定了新的蓝图，我们必须着手现在放眼未来，加快对机器人的研发，也加快机械手的改革，使之更加高效，便捷。
1.2机械手在国内外发展趋势
随着工业机械手研究制造和应用的扩大，国际上各类科研项目频繁，欧美等国的在此的投入尤为突出。当前欧美的机械手的市场占有率最高，其次是日产机械手。机械手在我国的发展相对较晚起步于20世纪70年代初，30多年的发展历程大致可以划分为3个阶段：70年代的初生期，80年代的研发期和90年代的使用期。正如前面所描述的国内机械手我国的市场份额占有率很低。
和欧美等发达国家的较量中，我国机械手的发展蒸蒸日上，逐渐在国际市场上占有一席之地。历来我国都是一个制造大国，正向创造强国的最终目标大迈步前进。国际接轨、国际分工的任务使中国制造业遭遇着前所未有的挑战，迫使我国提高工业自动化的要求。
政府的参与和鼓励会给机械手带来崭新的发展机遇，随着机器人的智能化程度的程度越来越高，在诸多领域的使用效果显著。机械手未来的发展方向有着强劲的推动力，先进的理念将被合理应用其中，使得机械手的工作更加可靠和稳定。未来的发展方向是实用性更强。激光，控制，传感等先进技术的使用保证了机械手的性能好，生产的成本低。
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