基于plc的机械手系统控制-电气自动化毕设论文.doc

xxxx职业技术学院 毕业设计（论文） 题目：基于PLC的机械手控制系统的设计 姓 名 xx 学 院 信息工程分院 专 业 电气自动化 班 级 xx电气自动化班 指导 老师 xx 提交 时间 年 月 日 - 论文题目：基于PLC的机械手系统控制 姓 名：xx 班 级：xx电气自动化班 指导教师：xx 摘要：机械手?能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部和运动机构组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度?。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机?械手设计的关?键参数。自由?度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。??机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手 录 摘要 2 引言 4 1 PLC的发展历程和构成 5 1.1 PLC的发展史 5 1.2 PLC的构成 6 1.3 CPU的构成 7 1.4 I.O模块 7 1.5 电源模块 8 1.6 底版和机架 8 1.7 PLC系统的其他设备 8 2 机械手的组成 9 2.1 机械手的发展 9 2.2 动力臂的机械构造 10 2.3 控制和动力臂的机械构造 10 2.4 位置控制系统 10 2.5 负载反传系统 10 3 机械手PLC控制的设计 11 3.1 根据工艺过程分析控制要求 11 3.2 确定所需的用户输入/输出设备及I/O点数 14 3.3 PLC的选择 17 3.4 分配PLCI/O点的编号(定义号) 17 3.5 PLC程序设计 17 个人小结 29 参考文献 30 引言 机械手是一种能模拟人的手臂的部分动作，按预定的程序、轨迹及其它要求，实现抓取、搬运工件或操纵工具的自动化装置；而可编程控制器（ＰＬＣ）由于其具有的高可靠性、编程方便、易于使用和修改，易于扩展和维护，环境要求低、体积小巧，安装调试方便，在工业控制中有着广泛的应用。根据我们所设计的机械手的驱动部件为步进电机的特点，应用ＰＬＣ移位寄存ＳＦＴ指令可以很方便、灵活地对机械手进行控制。可编程序控制器的英文为Programmable ControllerPC。由于到90年代，个人计算机发展起来，也简称为PC；加之可编程序的概念所涵盖的范围太大，所以美国AB公司首次将可编程序控制器定名为可编程序逻辑控制器（PLC，Programmable Logic Controller），为了方便，仍简称PLC为可编程序控制器。有人把可编程序控制器组成的系统称为PCS可编程序控制系统，强调可编程序控制器生产厂商向人们提供的已是完整的系统了。 1968年美国GM（通用汽车）公司提出取代继电器控制装置的要求，第二年美国数字公司研制出了第一土改可编程序控制器，满足了GM公司装配线的要求。随着集成电路技术和计算机技术的发展，现在已有第五代PLC产品了。 在八十年代至九十年代中期，是PLC30~40%。由于PLC人机联系处理模拟能力和网络方面功能的进步，挤占了一部分DCS的市场（过程控制）并逐渐垄断了污水处理等行业，但是由于工业PC（IPC）的出现，特别是近年来现场总线技术的发展，IPC和FCS也挤占了一部分PLC市场，所以近年来PLC增长速度总的说是渐缓。目前全世界有200多厂家生产300多品种PLC产品，主要应用在汽车（23%）、粮食加工（16.4%）、化学/制药（14.6%）、金属/矿山（11.5%）、纸浆/造纸（11.3%）等行业。 国内PLCPLC在我国未形成制造产业。作为原理、技术和工艺均无尖端技术难度的产品，只要努力，是能形成制造产业的。 PLC的市场的潜力是巨大的，不仅在我国，即使在工业发达的日本也有调查表明，PLC配套的