基于PLC的搬运机器人控制系统设计.ppt

* 导师：陈宏圣 答辩人:杜康 二零一零级机制班 2010170196 基于PLC搬运机器人控制系统的设计 （三） 1 2 （二） 本课题研究内容及其在国内外的研究现状综述 1 2 本课题研究内容 国内外研究现状 （一） 对搬运机器人的介绍 立题依据 研究的意义 研究的可行性 袋类包装 石化、粮食、建材、化肥、饲料 箱类包装 啤酒、饮料、乳业 箱类包装 医药、食品、家电 搬运机器人应用范围 本课题研究内容： （一）本课题研究内容及其在国内外的研究现状综述 从对现实情况出发，基于某型五自由度搬运机器人，通过对机器人结构及动作要求的分析，在现有条件的基础上设计一套控制系统，该控制系统以PLC为控制核心，控制机器人完成具体工作。 通过编写控制程序，实现的功能包括机械手归零、手动操作、外部控制、程序验证以及全自动运行。其中手动操作功能包括单步控制、自动定位以及开关动作。除此之外，还结合安全操作的要求，在程序中设置故障检测及故障处理功能、停电保护功能、过载保护功能，以保证机器人安全可靠的运行。 除此之外，还应根据具体的控制要求，选定满足要求的PLC；根据机器人外形结构，选定合适的位置检测方法和检测元件；确定来料检测及送料完成动作中的检测方法和检测元件；根据各电动机性能指标，选定合适的辅助继电器；根据机器人传动方式，确定PLC输出信号的执行方法；根据外部控制要求，选定显示屏和相关软件；研究PLC、显示屏及软件之间的通信方法；对码垛机器人在工作空间内进行轨迹规划，避免打垛现象；在启停过程中进行加减速控制； （一）本课题研究内容及其在国内外的研究现状综述 国内研究状况 我国工业机器人起步于20世纪70年代，与发达国家相比起步稍晚。其发展过程大致可分为三个阶段：70年代的萌芽期；80年代的开发期；90年代的实用化期。而今经过几十年的研制、生产和应用，中国机器人产业从无到有，由弱变强，实现了跨越式发展。 　 虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。中国的工业机器人应用数量仍然偏少，且主要依赖从日本、瑞典、德国、意大利、美国进口。其中，日本约占64%，欧洲约占36%。工业机器人很多核心技术，当前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。 随着中国劳动力成本上升、安全生产意识增强，特别是中国工业转型升级的需要，中国的工业机器人在未来的5-10年还将会有大的发展。在“十二五”期间，国家863项目、国家支撑计划重大项目、国际合作重大项目等多个项目都有涉及机器人项目。国内各个地区、省市也在大力投资机器人的产业建设。 （一）本课题研究内容及其在国内外的研究现状综述 国外研究状况 机器人操作机：通过有限元分析、模态分析及仿真设计等现代设计方法的运用，机器人操作机已实现了优化设计。 控制系统：控制系统的性能进一步提高，已由过去控制标准的6轴机器人发展到现在能够控制21轴甚至27轴，并实现了软件伺服和全数字控制。 传感系统：激光传感器、视觉传感器和李传感器在机器人系统已得到成功应用，大大提高了机器人的作业性能和对环境的适应性。 网络通信功能：日本YASKAWA和德国KUKA公司的必威体育精装版机器人控制其已实现了与Canbus、Profibus总线及一些网络的连接使机器人由过去的独立应用相网络化迈进了一大步。 可靠性：由于微电子技术的快速发展和大规模集成电路的应用，使机器人系统的可靠性有了很大的提高。现在已达到5万小时，几乎可以满足任何场合的需求。 （二）立题依据 我国现在已是全球最大制造业国家，有世界工厂的称号，但是很大程度都是国内制造业当中大量的劳动密集型产业供献出来的。对于我们而言，如今要想保持制造业主要国家地位，就必须开启产业升级模式，推动自动化发展。 现阶段，日常的生产线工作中的装卸工作主要由人工完成,对于生产企业来说,这种人工方式消耗的劳动强度较大,而且生产效率比较低,安全隐患大。所以应从实际的生产工艺出发,设计并且研究自动化控制装卸机械手,以机械化代替人工化。近年来，随着自动化技术呈现加速发展的趋势，国内自动化立体仓库和搬运机器人进入发展与普及阶段。 搬运机器人对各种纸箱、袋装、罐装、啤酒