分选板料机械手的PLC控制设计.doc

河北机电职业技术学院毕业设计论文 分选板料机械手的PLC控制设计 届 机 械 工 程 系 专 业：机电设备维修与管理 学 号： 学生姓名： 指导老师： 摘 要 绪 论 4 第1章 选题背景 6 1.1 机械手的概述 6 1.2机械手的结构 7 1.2.1 执行机构 7 1.2.2 驱动机构 7 1.2.3 控制机构 7 1.3 可编程序控制器（PLC）在机械手中的应用 8 1.3.1 可编程序控制器的（PLC）的现状 8 1.3.2 可编程控制器的发展趋势 9 1.3.3可编程序控制器的功能和特点 9 1.3.4 plc的分类 11 第2章 机械手分选板料设计 13 2.1 分选板料机械手控制要求 13 2.2 硬件图 15 2.3 I/O分配表 16 2.4 PLC状态转换图 18 2.4 梯形图 21 2.5机械手的基本操作指南 27 第3章 总结 28 致 谢 29 参考文献 30 绪 论 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化的生产设备，其是工业机器人的一个重要分支。他的特点是通过可编程序来完成和实现各种预期的作业任务，在结构和性能上兼有人和机器的个子优点，尤其体现了人的智能性和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各个领域有着广阔的发展前景。同时，随着工业化的进一步发展，许多现代企业中出现了无人车间、无人生产流水线等等。其技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。其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，可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。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。 我设计的机械手是最为简单的前后上下运动的，所以相对而言控制的自由度相对较少。机械手的设计构想是以人的手为基础，以机械拉来实现人的动作，它的动作由以下三部分来实现： 1、肩的前后动作 2、肘的上下动作 3、腕(手)的动作 控制系统采用西门子PLC控制。运动形式:动力上下、左右两个自由度运动，均由两个液压伺服系统控制两个系统均为具有位置及动压反馈的闭环系统。 本设计阐述了应用微型可编程控制器西门子系列PLC的自动分拣不同板料的控制系统。该系统充分利用了学习中讲述的可编程控制器（PLC）的多方面的设计知识和方法，再加上步进电机两者巧妙的配合精确的实现了机械手从原点的下降、判断、抓取、上升、右行、下降、释放、上升、左行、回原点等一系列的动作完成这一工序。这一控制系统的实现和应用，充分体现了PLC系统在工业现场的应用，以及根据设计和不同的需求改变数据和状况，还可以使其应用的范围更加广泛。 第1章 选题背景 1.1 机械手的概述 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如： (1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。 (2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。 (3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。 (4)可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。 (5)宇宙及海洋的开发。 (6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。 据了解目前机械手主要分为两大类用于制造环境下的工业机械手像焊接、装配、喷涂、搬运等机械手和用于非制造环境下的特种机械手像水下机械手、农业机械手、微文明人作机械手、医疗机械手、军用机械手、娱乐机械手等。 1.2机械手的结构）1. 按结构形式分类 2.按I/O点数和功能分类 3.按控制实现的功能分类 输入端子 功能说明 I0.0 启动SB1 I0.1 右限位SQ2 I0.2 下限位SQ5 I0.3 上限位SQ4 I0.4 右限位SQ3 I0.5 上限位SQ1 I0.6 左限位SQ6 I1.0 右限位SQ7 I0.5 停止按钮SB2 输入地址分配表 2.输出地址分配表 机械手的输出分配表，如图2.3.2所示。 输出地址分配表 功能说明 Q0.