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基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计开题报告

()基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计

生产实际B

一、

目的：本文主要针对生产线上的自动化设计了一个四自由度物料分拣机械手，

实现生产的自动化。该机械手选用圆柱坐标型，能实现机械手的伸缩，升降，旋

转，加紧和放松等动

作；驱动系统采用气压驱动，实现了伸缩、升降、旋转、夹紧和放松等动作。

控制系统采用PLC控制，机械手设手动和自动两种工作方式，可以通过转换开关进

行工作方式转换。系统

设有报警功能，当机械手出现故障时，能及时报警。同时采用了RGB颜色传感

器检测物料的颜色，可以对不同颜色的物料进行分拣。

意义：伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越

来越重要，

由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了

工人的劳动强

度，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是机械手系统中传

统的任务执行

机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出

现的一项新技

术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操

作；能按照生

产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；广泛

的应用机械手，可以逐步改善劳动条件，更强与可控的生产能力，加快产品更新换

代，提高生产效率和保证

产品质量，消除枯燥无味的工作，节约劳动力，提供更安全的工作环境，降低

工人的劳动强

度，减少劳动风险，提高机床，减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库

存，显著地提高劳动生产率，提高企业竞争力，加快实现工业生产机械化和自动化

的步伐。本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人

工在高温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件，采用PLC控制，和传

统继电器控制相比较，具有稳定性高，接

线简单，抗干扰能力强，维修方便等优点。可以简化控制线路，节省成本，进

一步提高劳动生产率。

1、国内外PLC发展现状和发展趋势：

PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重

要的产

业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产

值大幅度上升

而价格则不断下降。目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美

国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德

国：西门子公司；法国：

TE

施耐德公司；韩国：三星、LG公司等。

我国的PLC产品的研制和生产经历了三个阶段：1、顺序控制器（1973～

1979）2、以微处理器为主的工业控制器（1979～1985）3、以微处理器为主的可编

程序控制器（1985以后）。在对外开放政策的推动下，国外PLC产品大量进入我

国市场，一部分随成套设备进口。随

着不断的学习与不断开拓的精神，现在，我国自主生产的PLC在国内的各行各

业也有了极

大的应用，技术含量也越来越高。

PLC的发展趋势：

（1）产品规模向大、小两个方向发展

大：I/O点数达14336点、32位为微处理器、多CPU并行工作、大容量存储

器、扫描速度

高速化。

小：由整体结构向小型模块化结构发展，增加了配置的灵活性，降低了成本。

（2）PLC在闭环过程控制中应用日益广泛

（3）不断加强通讯功能

（4）新器件和模块不断推出高档的PLC除了主要采用CPU以提高处理速度

外，还有带处

理器的EPROM或RAM的智能I/O模块、高速计数模块、远程I/O模块等专用化

模块。（5）编程工具丰富多样，功能不断提高，编程语言趋向标准化有各种简单

或复杂的编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语句表等编程语言，亦有高档

的PLC指令系统。（6）发展容错技术采用热备用或并行工作、多数表决的工作方

式。（7）追求软硬件的标准化。

2、国内外机械手的发展现状和发展趋势：

目前，国际上的机械手公司主要分为日系和欧系。日系中主要有安川、oTC、

松下、FANLUC、不二越、川崎等公司的产品。欧系中主要有德国的KUKA、CLOOS、

瑞典的ABB、意大利的C0毗U及奥地利的工GM公司。

我国机械手起步于20世纪70年代初期，经过3