摘要
随着经济不断发展，人们的生活水平不断提高，将PLC应用到分离机的电气控制系统，可实现分离机的自动化控制，降低系统的运行费用。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。
目录
摘要 0
第一章PLC应用系统设计基础知识 (2)
1.1 可编程控制器的产生与发展 (2)
1.2 可编程控制器的用途及特点 (4)
1.3 可编程控制器基本工作原理 (5)
1.4 PLC控制系统设计的原则和内容 (6)
1.5 PLC的选型 (7)
第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计 (9)
2.1 大、小球分栋传送机械示意图 (9)
2.2 分拣系统的控制要求 (10)
2.3 大小球分拣的设计思想 (11)
2.4 I/O编址 (12)
2.5 机械手分拣球控制系统的接线图 (13)
第三章软件设计 (14)
3.1 顺序功能图概述 (14)
3.2 机械手分拣大小球控制程序流程图 (15)
3.3 机械手分拣大小球控制程序的梯形图 (17)
3.4 机械手分拣大小球控制程序的指令表 (23)
第四章总结 (27)
参考文献 (28)
第一章PLC应用系统设计基础知识
1.1 可编程控制器的产生与发展
可编程控制器（Programmable Controller，PC），是近几年迅速发展并得到广泛应用的新一代工业自动化控制装置。早期主要用于计数、定时以及开关量的逻辑控制，为了和个人计算机相区别，把可编程控制器缩写为PLC（Programmable Logic Controller ）。
国际电工委员会（IEC）于1985年发布的可编程器标准草案中，对可编程控制器的定义如下。“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算数操作的指令，并通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械和生产过程。可编程控制器及其有关外围设备，都应按易于与工业系统联成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。”
早期的可编程控制器主要有分立元件和中小规模集成电路组成。随着微电子计数和集成电路的发展，特别是微处理器和微计算机的迅速发展，在20世纪70年代中期，美、日、德等国的一些厂家在可编程控制器中开始引入微处理器及其他大规模集成电路芯片，是可编程控制器具有了自诊断功能，可靠性有了大幅提高，性能价格比产生了新的突破。到20世纪80年代可编程控制器都采用了微处理器、只读
存储器、随机存储器或是单片机作为其核心，处理速度大大提高。20世纪90年代末，PLC几乎完全计算机化，速度更快，功能更强，各种智能模块不断被开发出来，不断地扩展着它在各类工业控制过程中的作用。
现在，PLC，不仅能进行逻辑控制，在模拟闭环控制、数字量智能控制。数据采集、监控、通信联网及集散控制系统等各发面都得到了广泛用用。展望未来，可编程控制器在规模和功能上将向两大方向发展：一是大型可编程控制器向高速、大容量和高功能方向发展。二是发展简易经济的超小型可编程控制器，以适应单机控制及小型设备自动化的需要。
1.2 可编程控制器的用途及特点
简要概括PLC的用途如下：
(1)数字量逻辑控制这是PLC应用最广泛的领域，用以取代传统的继电器逻辑控制。含触点的串、并联及组合逻辑控制、定时。计数控制等。可用于单机控制。多机控制、生产自动线控制。
(2)运动控制 PLC使用专用运动控制模块，对直线运动或圆周运动的位置、速度和加速度进行控制，可以实现单轴、双轴、三轴和多轴位置控制。
(3)过程控制通过模拟量I/O模块PLC能控制大量的物理参数，如温度、压力、速度和流量等。
(4)数据处理现代可编程控制器具有数学运算、数据传送、转换、查表、排序、微操作等功能。可以完成数据的采集处理。
(5)通信联网可编程控制器通信包括主机与远程I/O之间的通信、多台可编程器之间的通信、可编程控制器与其他智能控制设备，极大地提高了控制的可靠性。
简要概括PLC的特点如下：
(1)可靠性高，抗干扰能力强
(2)配套齐全，适应性强，应用灵活
(3)编程方便，易于使用
(4)功能强，拓展能力强，性价比高
(5)PLC控制系统设计、安装、调试方便
(6)维修方便，维修工作量小
1.3 可编程控制器基本工作原理
可编程控制器有二种基本的工作状态，即运行（RUN）状态和停止（STOP）状态，其中运行状态是执行应用程序的状态，停止状态一般用于程序的编制与修改。在运行状态，可编程控制器通过执行反映控制要求的用户程序来实现控制功能。为了使可编程控制器的输出及时地响应随时可能变化的输入信号，用户不是只执行一次，而是反复不断地重复执行，直至可编程控制器停机或切换到停止工作状态。除了执行用户程序之外，在每次循环过程中，可编程控制器还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环和分为（内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理）5个阶段,可编程控制器这种周而复始的循环工作方式称为扫描工作方式。由于计算机执行指令的速度极高，从外部输入/输出关系来看，处理过程似乎是同时完成的。
1.4 PLC控制系统设计的原则和内容
PLC的选择除了应满足技术指标的要求外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。最大限度地满足被控对象或产生过程的控制要求。对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，使用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，力求使控制简单、经济、操作和维护方便。对一些过去较为繁琐的控制可利用PLC的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式，保证控制系统的安全、可靠，同时采取“软件兼施”的办法。
考虑到生产的发展和工艺的改进，选择PLC容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完成后，往往会发现一些原来没有考虑到的问题，或者新提出的问题，如果事先留有裕量。则PLC系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，要求的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，如果以提高产品和安全为目标，则应将系统可靠性放在设计的重点，设置考虑采取冗余控制系统；如果要求系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；如果系统工艺经常变更，则事先充分考虑。
1.5 PLC的选型
在满足控制要求的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体考虑以下几点。
（1）性能与任务相适应
对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A 型PLC）就能满足要求。
对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。
对于比较复杂的中大型控制系统，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。
（2） PLC的处理速度应满足时实控制的要求
PLC工作时，从输入信号控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在1～2个扫描周期之后才能反映到输出端，这对于一般工业控制是允许的。但有些设备的实时性要求教高，不允许有教大的滞后时间。
（3）PLC应用系统结构合理、机型系列应统一
S7-200系列PLC是西门子公司20世纪90年代推出的整体式小型可编程控制器，其结构紧凑、系列完整、功能完善，具有很高的性能价格比，可用于代替继电器的简单控制场合，也可以用于复杂的自动控制系统，在中小规模控制系统中应用广泛。
结合以上几点，在设计PLC机械手在大小球分选系统中用的PLC 的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器。S7-200系列PLC提供5种不同的基本单元（CPU），型号为CPU221、CPU222、CPU24、CPU226、CPU224XP,不同型号的CPU内部芯片基本相同，实际安装的输入输出及通信接口数量不同。
第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计
2.1 大、小球分栋传送机械示意图
机械手分拣大小球的工作示意图如图2.1所示。
图2.1 机械手分拣大小球的工作示意图
2.2 分拣系统的控制要求
大小球分拣的控制功能要求：
1）机械臂起始位置在机械原点，为左限、上限并有显示。
2）有启动按钮和停止按钮控制运行，停止时机械臂必须已回到原点。3）启动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→右行返回（至原点）。4）机械臂右行时有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分：下降时，当电磁铁压着打球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球时，下限开关LS2接通（=“1”）。
2.3 大小球分拣的设计思想
1）当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关断开。
2）启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。此时，若碰到的是小球，则下限开关为断开状态；若碰到的是大球，则下限开关为闭合状态。
3）吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；碰到小球的右限位开关后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。
4）如果吸起的是大球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到大球箱里，然后返回到原位。
2.4 I/O编址
2.5 机械手分拣球控制系统的接线图
图2.2 机械手分拣大小球的I/O接线图
第三章软件设计
3.1 顺序功能图概述
顺序控制就是按照生产工艺预先规定的顺序，在各个输入信号的作用下，根据内部状态和时间的顺序，使生产过程中各个执行机构自动而有序的进行工作。本设计由于整个动作过程都是按照一定的顺序进行的，故使用顺序控制法比较容易。
顺序控制设计法是一种先进的设计方法，很容易被接受，也很适合广大学者的学习，因为在现在很多工厂所使用的机械，其大多都是按照一定的先后动作进行运作的。其程序的调试、修改和阅读也很容易，并且大大缩短了设计周期，提高了设计效率。
绘制顺序功能图的注意事项：
（1）两个步绝对不能直接相连，必须用一个转换将它们隔开。（2）两个转换绝对不能直接相连，必须用一个步将它们隔开。（3）顺序功能图中的初始步一般对应于系统等待启动的初始状态，初始步可能没有输出处于ON 状态，但初始步是必不可少的。
（4）自动控制系统应能多次重复执行同一工艺过程，因此在顺序功能图中一般应有由步和有向连线组成的闭环。
（5）在顺序功能图中，只有当某一步的前级步是活动步时，该步才有可能变成活动步。
3.2 机械手分拣大小球控制程序流程图
根据要求，该控制流程根据吸住的是（大球、小球）有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据接近开关（I0.3）的通断，分别将球吸住、上升、右行到大、小球右限开关，此处应为汇合点。然后再下降、释放、上升、左移到原点。
图3.1 分拣大小球程序控制流程
当PLC在RUN方式下第一个扫描周期SM0.1置1，使S0.0得电，按下启动按钮I0.1机械臂下降，当下降碰到下限开关I0.3时停止下降，选择小球（当吸的是大球时I0.3不动作，且M11.2得电），M11.1得电，捡球装置给平板处的电磁线圈通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，开始上升，碰到上限开关I0.4后开始右行，I0.5为小球右限位开关，I0.6为大球右限位开关，在右行的过程中，如果吸住的是大球，M12.2得电，则要到碰到I0.6才停止右行，S1.0得电，下降一段时间后,碰到下限开关I0.3，S1.1得电，释放大球，放球完毕后S1.2得电上升到上限开关I0.4位置停止上升，S1.3得电，开始左行，碰到左极限I0.2停止左行；而如果是吸住的小球，则在右行的时候碰到I0.5就停止右行，S1.0得电，下降一段时间后,碰到下限开关I0.3，S1.1得电，释放小球，放球完毕后S1.2得电上升到上限开关I0.4位置停止上升，S1.3得电，开始左行，碰到左极限I0.2停止左行。如此循环不断的进行捡球和放球的过程，直到按下停止按钮，系统才停止工作并回到原点位置。
3.3 机械手分拣大小球控制程序的梯形图
梯形图的设计绘制梯形图时要注意很多细节性的知识，设计中选用的是FX系列的可编程控制器，其设计必须遵循FX系列可编程控制器梯形图的设计方法。
FX系列可编程控制器梯形图的设计具有以下几个原则：
（1）水平不垂直，即梯形图的接点应画在水平线上,不能画在垂直分支上。
（2）线圈右边无接点，即不能将接点画在线圈右边,只能在接点的右边接线圈。
（3）有串联电路并联时,应将接点最多的那个串联回路放在梯形图最上面。有并联电路相串联时,应将接点最多的并联回路放在梯形图的最左边。
（4）双线圈输出不可用。
机械臂大小球分拣传送机械控制系统设计程序的梯形图见下图3.2，共有55个网络。
河南工业职业技术学院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文） 题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 前言 系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。 机械臂自动分拣机构的积极作用正日益为人们所认识，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的筛选与传送。因为它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 关键词：大小球分拣控制系统；PLC；行程开关 目录 第1章设计内容 (3) 1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 (3) 1.2大小球分拣传送机械控制系统功能分析 (4)
第2章大小球分拣传送系统的硬件电路 (5) 2.1按控制要求进行功能分析 (5) 2.2确定I/O信号数量，选择P LC的类型 (6) 2.3分拣大小球控制的I/O接线图 (6) 2.4分拣大小球控制的电器元件配置表 (7) 第3章大小球分拣传送系统的软件设计 (8) 3.1分拣大小球控制的运行框图 (8) 3.2分拣大小球控制程序的梯形图 (9) 3.3分拣大小球控制程序的指令表 (11) 第4章软件硬件调试 (14) 心得体会 (14) 参考文献 (15) 第1章设计内容 1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 学院此次安排我们进行了电气自动化的毕业设计，对我们系统总结学习知识是很有益处的。大学三年我们学到了很多电气的知识和技术，此次毕业设计是对大学学习的知识进行总结和运用，比如继电器--接触器控制和可编程控制器控制等重要章节更是练习紧密。让我们把课本知识很好的应用于实践中去，有助于总体实力的提高。 本次我的课程设计的主要内容：大小球分拣传送机械控制系统设计，如图1-1。
上下料机械手课程设计说明书
专业课程设计 任务书 一、目的与要求 《专业课程设计》是机械设计及自动化专业方向学生的重要实践性教育环节，也是该专业学生毕业设计前的最后一次课程设计。拟通过《专业课程设计》这一教学环节来着重提高学生的机构分析与综合的能力、机械结构功能设计能力、机械系统设计的能力和综合运用现代设计方法的能力，培养学生的创新与实践能力。在《专业课程设计》中，应始终注重学生能力的培养与提高。《专业课程设计》的题目为工业机械手设计，要求学生在教师的指导下，独立完成整个设计过程。学生通过《专业课程设计》，应该在下述几个方面得到锻炼： 1．综合运用已学过的“机械设计学”、“液压传动”、“机械系统设计”、“计算机辅助设计”等课程和其他已学过的有关先修课程的理论和实际知识，解决某一个具体设计问题，是所学知识得到进一步巩固、深化和发展。 2．通过比较完整地设计某一机电产品，培养正确的设计思想和分析问题、解决问题的能力，掌握机电产品设计的一般方法和步骤。 3．培养机械设计工作者必备的基本技能，及熟练
地应用有关参考资料，如设计图表、手册、图册、标 准和规范等。 4． 进一步培养学生的自学能力、创新能力和综合 素质。 二．主要内容 表1精锻机上料机械手主要技术参数 手臂运动形式 （ 圆柱坐标式 抓取重量 60kgf 自由度 4个 手 手臂运动行程和速度 水平伸缩 500mm 设定点2 升降 600mm 设定点2 左右旋转 200度 设定点3 手腕回转和速度180度 设定点2 手指夹持范围 四种规格 90-120 定位方式和定位精度 机械挡块 +-1mm 控制方式 点位程控，开关板预选 驱动方式 液压 kgf/cm2
贵州大学本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 论文（设计） 来源生产实际 论文（设计） 类型 B 指导教师 学生姓名学号班级 一、研究或设计的目的和意义： 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。 二、研究或设计的国内外现状和发展趋势： 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
物料分拣机械手自动化控制系统设计 摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
滁州职业技术学院机电系毕业设计 课题：分捡控制系统 设计时间：2011.11～2011.12 班级：机电（1）班 学号：20081401148 姓名：* * * 指导教师：冯巧红
摘要 大、小球分拣传送以其对人们生活的积极影响特别是在工业上的普遍应用不断被人们所认识，作为可操控机械，它能够部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循事先设定的步骤来完成工件的分拣传送，大大地节省了人类的劳动时间，更因其能适应复杂的环境，从而改善了人们的工作环境。随着科技的不断发展，在工业领域其应用范围不断增加，并取得了一定的成果。本课题设计了大、小球的分类选择传送系统，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC，对机械臂的上下、左右移动以及对球的抓取和释放的运动过程进行控制。我们利用可编程控制技术，并结合相应的硬件装置，来控制机械臂完成各种动作，实现大小球的分类选择传送。 关键词：PLC , 大小球, 机械臂, 原点显示
目录 摘要 (1) 第1章概述 (4) 1.1选题背景 (4) 1.2可编程控制器介绍 (4) 1.3控制要求 (5) 第2章硬件设计 (6) 2.1 主电路设计 (6) 2.2 I/O地址分配及接线图 (7) 2.3 元件的选择 (8) 第3章软件设计 (10) 3.1系统流程图 (10) 3.2顺序功能图 (11) 3.3梯形图和指令表 (12) 3.4程序分析 (16) 第4章软硬调试 (17) 4.1系统调试 (17) 4.2 使用说明 (17) 设计感想 (18) 参考文献 (19)
第1章概述 1.1选题背景 大、小球选择分类传送作为工业中器件选择传送的一个写照，在工业控制中它的应用领域不断拓宽。它能够通过编程来完成各种预期的作业任务，并能在各种复杂环境中工作，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其在人工智能方面大大地增加其效率，同时也改善了人类的工作环境与工作强度。 中国在科技发展方面发展水平较低，在工业中分拣传送劳动密集型还占有相当大的份额。由于人的劳动能力有限，并且人不能持续长时间的高强度工作，因此在劳动效率上往往是制约企业发展的关键性因素，为了提高劳动效率，抢占市场份额，各个企业也不断的引进和更新自动化设备来提高效率，同时降低人的工作强度。因而这种自动化控制在工业控制中有很大优势。 1.2可编程控制器介绍 可编程控制器起源于20世纪60年代末期，70年代随着微处理器的出现，使其真正成为具有计算机特征的工业控制装置。随着科技的不断进步，可编程控制器也更加适用于现代工业的需要。可编程控制器未来主要朝着以下方向发展：进一步加快CPU处理速度；变革操作控制方式，以增加对输入输出快速反应能力；由整体结构
河南机电高等专科学校《机器人应用技术》课程作品 设计说明书 作品名称：多功能机械手 专业：机电一体化技术 班级：机电124班 扣号： 姓名：流星 2014 年 10 月 1 日
目录 一课题概述 (2) 1、选题背景 (2) 2、发展现状和趋势 (3) 3、研究调研 (4) 二机械手组成及工作过程 (6) 1、整体结构分析 (6) 2、所需器材 (6) 3、底座部分 (8) 4、躯干部分 (9) 5、上臂部分 (10) 6、手爪部分 (11) 7、机械手系统的总调试 (12) 三软件部分 (13) 1、机械手软件编制流程图 (13) 2、机械手运行控制程序图 (14) 四设计体会 (15) 一课题概述 1、选题背景 随着我国经济的高速发展，各种电子产品和各种创新机械结构的出现，工业机器人的作用在装配制造业产业中的地位更加重要了。另一方面随着人们生活水平的提高传统制造产业劳动力生产成本进一
步提高，这也使企业意识到用高速准确的机械自动化生产代替传统人工操作的重要性。其中机械手是其发展过程中的重要产物之一，它不仅提高了劳动生产的效率，还能代替人类完成高强度、危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，可以说是一举两得。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。但目前我国的工业机械手技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国机械行业自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计具有重要意义。 在这样一个大的背景下结合自己的专业机电一体化，我们选择多功能机械手来作为我们的设计题目。结合专业特点使用德国慧鱼机器人教学模型作为我们实现这一课题的元件。利用慧鱼模型的各种机械结构组装出机械手的机械部分，用pc编程实现对机械手的自动控制，利用限位开关来保护电机和控制机械手位置的准停。 这个课题可以充分的体现机电一体化的由程序自动控制机械结构的运动，对自己以前的所学的课程也是一种巩固。另一方面这个机械手可以实现一定的搬运功能具有很强的实用性能。 2、发展现状和趋势
韶关学院 毕业设计 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 学生姓名：陈浩 学号： 系（院）：物理与机电工程学院自动化系 专业：自动化专业 班级：2012级2班 指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师 起止时间：2015年10 月—2016年 5 月
基于PLC的机械手分拣控制系统设计 摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动，可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。的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动，作业的准确性和环境中完成作业的能力。因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进行互补和优化。在气动驱动和PLC控制设计方案中，其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警，分拣等功能。我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。 关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣
Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy. In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is https://www.doczj.com/doc/5d14681531.html,ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed. Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value. Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials 目录
（2）水平面内转30度，手臂自转90度，前进50mm。
机械手的夹持器还有夹紧和放松动作； 机械手工作频率：20/min； 升降 0.3kw，摆动 0.1kw，伸缩 0.1kw，夹持 0.2kw。2执行机构的选择与比较 §2-1 转角机构（实现平面转角0 30功能） 方案一 实现平面转角0 30的过程：电机带动不完全 齿轮运动，不完全齿轮带动全齿轮运动，与全 齿轮固结的四杆机构，使滚子在预先设计好形 状的槽内运动，左右运动的极限位置恰好是30 度。 机构评价： 优点：因为槽的形状固定，所以能保证在一个 行程内，机构的平面转角就是30度。 不完全齿轮的使用，为机械手在抓放物 体时留下了工作时间。 缺点：由于四杆机构的运动被槽限制住，最短杆 无法做周转运动，导致机构的回程要求齿 轮的翻转，必须在前面加入变速箱改变速 度方向。 方案二 实现平面转角0 30的过程：皮带轮传动给蜗 轮蜗杆从而使不完全齿轮，有间歇地带动完全齿 轮转动，齿轮通过杆拉动齿条，由齿轮来回往复 地带动固接杆转动0 30 机构评价： 优点：同样具有结构简单，传力较小运 动灵活，造价低准确地实现转角0 30的 要求，可以控制间歇实现循环功能。 缺点：磨损较严重，效率较低，齿轮尺 寸过大加工难。 方案三 30的过程：使用槽 实现平面转角0 轮实现平面转角30度，只要计算好槽轮 的槽数，就能在主动圆盘转360度时， 使从动轮转30度。机构评价： 优点：结构简单，外形尺寸小，机械效
率高，并能平稳的间歇地进行转位。 缺点：传动存在柔性冲击，且是单向的间歇运动，同样要求变速箱改变运动方向。 方案的选择与比较： 只有第二个方案能较好的实现对传动系统的功能要求在平面转动上能准确地控制在30度，制造简单方便。 §2-2 上升机构（实现上升100功能要求） 方案一 实现上升的过程：皮带轮传动，使蜗杆带动蜗轮，蜗轮和齿条配合。通过控 制蜗杆的半径，使转动一周后，使齿条上升100. 机构评价： 优点：蜗杆的轮齿是连续的螺旋尺，故传动平 稳，啮合冲击小。 缺点:啮合齿轮间的相对滑动速度较大，摩擦 磨损较大，传动效率较低，易出现发热 现象，常用耐磨材料制作，成本高。 方案二 实现上升的过程：皮带轮传动给蜗轮蜗杆 从而使凸轮转动，凸轮通过顶杆推动滑块滑 动，从而使工作杆上升100mm。 机构评价： 优点：结构简单，传力较小，凸轮不用太大就 可以达到所需要的高度。 缺点：效率过低，滑块容易磨损且一旦磨断严重影响上升高度，寿命不高。
毕业设计说明书 题目基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统仿真专业机电一体化技术 班级 姓名 学号 指导教师 二○一○年十二月
2011届毕业设计（论文）任务书 设计题目: 基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统仿真 设计条件：要求利用组态软件MCGS仿真满足控制要求的机械手自动分拣监控系统的运行过程。 设计任务： 机械手分拣系统主要由三个机械手和一条传送带组成，三个机械手的功能分别是上料，正品捡拾和次品捡拾，在每个机械手旁边都有料盒，上料机械手按照一定要求将待分拣产品放在传送带上，分拣机械手是按照检测结果将产品分类，分别放入各自身旁的料盒中，传送带按一定速度运转，其上安装三个间隔相同的位置传感器，第一个位置传感器旁装有产品质量传感器，用来判断到来的产品是否合格，第二个和第三个位置传感器分别放置在两个分拣机械手附近，当传感器感应到产品到时可发出信号驱动相应的机械手动作。控制要求如下： 1．传送带按间歇方式工作，除在上料和产品捡拾时处于停滞状态，其他时间连续运转。 2.初始时，传送带停止，上料机械手实现上料操作，完成后启动传送带；当产品运行到位置传感器1时，传送带停止，进行产品质量检测，判断是否合格，同时上料机械手再上料，完成后启动传送带。 3.两个产品同时分别到达位置传感器1和位置传感器2，传送带停止，系统判断位置传感器2处的产品是否合格，如合格驱动正品机械手动作，如不合格，正品机械手不动作，等该产品到达位置传感器3时次品机械手动作，位置传感器1处的产品接受质量检测，记录该产品的质量信息，同时上料机械手再进行上料，完成后启动传送带。毕业设计（论文）内容包括： 1）组态监控画面的设计及实时数据库的构建。 2）脚本程序的设计思路及流程图。 3）脚本软件的编程及设计要求的实现。 起止日期：2010年月日－ 2010年月日（共周） 指导教师：赵建伟 审核（教研室主任）：批准（系主任）：
目录 1、前言 (2) 2、课题内容简介 (3) 3、实训器材 (3) 4、整机工作原理 (4) 5、整机工作流程 (5) 6、课题要求 (5) 4.1、初始状态 (6) 4.2、启动 (6) 4.3、送料 (6) 4.4、机械手搬送工件………………………………………………..6. 4.5、工件分拣 (6) 4.6、设备停止………………………………………………………..6.. 5、工件分拣的意外情况处理……………………………………………7. 6、进行工件传送分拣的皮带输送机 (7) 6.1、物料分拣传送带 (7) 6.2、机械手搬运机构 (8) 6.3、变频器参数 (9) 7、三菱变频器参数设置方法 (10) 8、I/O分配表……………………………………………………………11. 9、I/O分配图 (12) 10、端子接线图 (13) 11、状态转移图 (14) 12、梯形图 (15) 13、结束语 (22) 14、参考文献 (23)
前言 作为自动化专业的学生，PLC是我们最基础的专业课。众所周知，PLC 自从问世以来就在自动控制各个行业发挥着难以取代的核心控制作用。PLC运行可靠，适用于各种恶劣的工业环境，PLC和工控机（IPC）相比，其运行可靠、可扩展性好、便于电气连接、控制更专业，但是工控机良好的人机界面，方便高级语言都是PLC所不能比拟的。 组态软件在很多场合应用于控制，可整个控制的中心往往还是PLC，组态软件（上位机）所起的控制作用很小。人机界面一般用于简单的动作控制，工艺参数的编制，配方的设定等等，虽然在概念上属于控制范畴，但它并未真正起到核心控制作用，因为真正长期的自动运行控制是由PLC完成。我们不经常使用工控机作为核心控制部分的原因有两点：第一，工控机不适于在很恶略的环境下运行；第二，工控机经常采用的Windows系统并不能够让人放心，其长期运行效果并不好。 尽管PLC、IPC在自动化控制中扮演不同角色，在许多运行连续时间较短，环境相对比较好的地方，人们还是希望使用IPC进行核心控制。使用IPC进行核心控制有很多种实现方式，当然其中最为简单的办法就是使用组态软件。在工厂和企业里面PLC一直是实现自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得PLC 的人才太少，希望针对本次实训对我们自动化的人大有裨益！
学院 Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文） 题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ 指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
前言 系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。 机械臂自动分拣机构的积极作用正日益为人们所认识，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的筛选与传送。因为它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 关键词：大小球分拣控制系统；PLC；行程开关
目录 第1章设计内容 (3) 1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 (3) 1.2 大小球分拣传送机械控制系统功能分析 (4) 第2章大小球分拣传送系统的硬件电路 (5) 2.1按控制要求进行功能分析 (5) 2.2确定I/O信号数量，选择P LC的类型 (6) 2.3分拣大小球控制的I/O接线图 (6) 2.4分拣大小球控制的电器元件配置表 (7) 第3章大小球分拣传送系统的软件设计 (8) 3.1分拣大小球控制的运行框图 (8) 3.2分拣大小球控制程序的梯形图 (9) 3.3分拣大小球控制程序的指令表 (11) 第4章软件硬件调试 (14) 心得体会 (14) 参考文献 (15)
机电工程学院 《专业综合课程设计》 说明书 课题名称：简易机械手机械机构设计 学生姓名：沈柳根学号：20110611119 专业：机械电子工程班级：11机电 成绩：指导教师签字： 2015年1月5日
摘要 简易机械手是工业机械手的简化，功能相似，而工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。工业机械手设计是机械制造、机械设计和机械电子工程等专业的一个重要教学环节，是学完技术基础课及有关专业课以后的一次专业课程内容得综合设计。通过设计提高学生的机械分析与综合能力、机械结构设计的能力、机电液一体化系统设计的能力，掌握实现生产过程自动化的设计方法。 通过对于气动机械手的设计，展现了各个相关学科知识在这里的整合，有利于理解专业知识。 关键词：简易机械手；结构设计；气动
目录 摘要....................................................... 错误！未定义书签。 1 设计任务介绍及意义 (1) 1.1设计任务意义： (1) 1.2设计任务要求介绍： (1) 2 总体方案设计 (3) 2.1 结构分析 (3) 2.3 设计简介 (3) 3 机械传动结构设计 (5) 3.1传动结构总体设计 (5) 3.2手指气缸的设计 (6) 3.3纵向气缸的设计 (12) 3.4横向气缸的设计 (13) 4最终图纸 (15) 4.1装配图 (15) 5 总结 (16) 参考文献 (17)
重庆工业职业技术学院 毕业设计（论文） 课题名称：自动生产线分拣系统设计 专业班级：10 电气301 学生姓名：廖国强 指导教师：王俊洲 二O一三年月 摘要 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受
恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 关键词:可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器 ABSTRACT PLC control is the most commonly used industrial automation control method, because of its convenient control to withstand an adverse environment, it is better than MCU control in the industrial. PLC traditional relay control technology, computer and communication technologies are integrated specifically for industrial control and design, have strong function, common flexible, high reliability and environmental adaptability, and programming simple, easy to use and small size, light weight, a series of low-power advantages in industrial applications become more extensive. This paper focuses on the PLC in the canned beverage production, The design of an automatic sorting device with low cost and high efficiency is presented in the paper, which regards programmable logic controller ( PLC) as the master controller and combines pneumatic device, sensing technology, position control and other technology to implement automatic selecting of the products live. The device is characteristic of high automation, steady running, high precision and easy control, which can fulfill the requirement according to different situations with little modifications. Key words：programmable logic controller，sorting device，control system，sensors
健雄职业技术学院毕业设计（论文） 题目：自动分拣机械手的设计 摘要 机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。 目前来讲，工业机械手可以代替人工的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作，更显其优越性，有着广阔的发展前途。虽然市场上机械手很多，但成本较高，一些小的行业或企业无力承担。正是基于此种考虑，本论文主要是研究设计了一种小型、廉价的自动分拣机械手。该机械手通过单片机控制使机械手具有智能化从而对件进行智能分拣，避免重复劳动，提高工作效率，尤其是成本较低。因此，非常适合小型企业单位的应用，具有良好的市场价值和应用前景。 关键词：分拣；机械手；自动化； I
陆喜蕾:自动分拣机械手的设计 目录 前言 (1) 1课题来源与现实意义 (2) 1.1机械手的概述 (2) 1.2自动分拣机械手的设计目的与意义 (2) 1.3主要研究内容 (3) 1.4机械手的发展趋势 (3) 2控制方案比较 (4) 2.1采用PLC控制 (4) 2.2采用单片机控制 (4) 3机械手的组成 (6) 3.1执行机构 (6) 3.1.1 执行机构各部分介绍 (6) 3.1.2 设计机械手的要求 (8) 3.1.3 机械手驱动力的计算 (8) 3.2驱动机构 (9) 3.3控制机构 (9) 4机械手的基本结构 (11) 4.1STM32单片机 (11) 4.2舵机 (12) II
第1章引言 1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 学院此次安排我们进行了为其两周的机电传动课程设计实习，对我们即将进行毕业设计是很有益处的。这学期我们学习了机电传动控制课程，此次实习主要是对课本中的知识进行实践，比如继电器--接触器控制和可编程控制器控制等重要章节更是练习紧密。让我们把课本知识很好的使用于实践中去，有助于总体实力的提高。 本次我的课程设计的主要内容：大小球分拣传送机械控制系统设计，如图1-1。 图1-1大小球分拣传送机械示意图
本次设计的控制要求如下： 1.机械臂起始位置在机械原点（见图1-1），为左限、上限的交点位置。 2.有启动按钮和停止按钮控制运行，按下设备停止按钮后机械臂必须回到原点。 3.启动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。 4.机械臂有形式有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球是，下限开关LS2接通（=“1”） 1.2 大小球分拣传送机械控制系统功能分析 分拣大小球的控制功能要求为： 1.原位：机械臂原始状态为左上角原位处，即上限开关LS3及左限开关LS1压合，同时机械臂处于有磁状态状态和球槽内有球（接近开关PS吸合），这时原位显示亮，表示准备就绪。 2.按下启动按钮SB1后，机械臂的电磁铁断磁，机械臂下降，接近开关SQ闭合后后机械臂会碰到球，接着电磁铁加磁。如果同时碰到下限开关LS2，则一定是小球；如果此时未碰到下限开关LS2，则一定是大球。 3.机械臂吸住球后就提升，碰到上限开关LS3后就右行。 4.如果是小球，则右行到LS4处；如果是大球，则右行到LS5处。
课程设计说明书 2015 年 6 月9 日
目录 摘要 (2) 第1章概述 (3) 1.1设计目的 (3) 1.2课题的内容和要求 (4) 1.3进度安排 (4) 1.4设计进度安排 (4) 1.5基本要求 (5) 第2章课程设计的总体方案 (6) 2.1总体方案的确定 (6) 2.2 机械结构的设计 (6) 2.3 软件设计 (6) 第3章机械部分设计 (7) 3.1 元器件选型 (7) 3.2 机械结构构件及说明 (7) 3.3 工作台外形尺寸及重量初步估算 (8) 3.4 滚珠选择 (8) 3.5滑块导轨的选择与校核 (8) 3.6 弯曲应力σm的计算 (9) 3.7选择联轴器的考虑因素 (10) 3.8 轴承的选用与校核 (11) 第4章控制系统的设计 (14) 4.1 控制系统硬件电路的设计 (14) 4.2控制系统软件编程设计 (16) 参考资料 (18) 附录一：cad图纸 (19) 附录二：proe图 (20) 附录三：程序 (22)
摘要 机械手技术涉及到电子、机械学、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。随着工业自动化发展的需要，机械手在工业应用中越来越重要。文章主要叙述了机械手的设计过程，文章中介绍了机械手的设计理论与方法。 本课题以52单片机为核心设计，通过AutoCAD，proe技术对机械手进行结构设计，实现所需要的功能。 关键词：机械手、52单片机、AutoCAD、Proe
第1章概述 机械化、自动化已成在现代工业中突出的主题。化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的，机器人的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。 机械手，多数是指程序可变（编）的独立的自动抓取、搬运工件、操作工具的装置（国内称作工业机械手或通用机械手）。 机械手是一种具有人体上肢的部分功能，工作程序固定的自动化装置。机械手具有结构简单、成本低廉、维修容易的优势，但功能较少，适应性较差。目前我国常把具有上述特点的机械手称为专用机械手，而把工业机械手称为通用机械手。 简而言之，机械手就是用机器代替人手，把工件由某个地方移向指定的工作位置，或按照工作要求以操纵工件进行加工。 机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，也即本文所研究的对象。它是一种独立的、不附属于某一主机的装置，可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定操作。它是除具备普通机械的物理性能之外，还具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专业机械手，主要附属于自动机床或自动生产线上，用以解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外通常被称之为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用的。 机械手按照结构形式的不同又可分为多种类型，其中关节型机械手以其结构紧凑，所占空间体积小，相对工作空间最大，甚至能绕过基座周围的一些障碍物等这样一些特点，成为机械手中使用最多的一种结构形式。 要机械手像人一样拿取东西，最简单的基本条件是要有一套类似于指、腕、臂、关节等部分组成的抓取和移动机构——执行机构；像肌肉那样使手臂运动的驱动－传动系统；像大脑那样指挥手动作的控制系统。这些系统的性能就决定了机械手的性能。一般而言，机械手通常就是由执行机构、驱动－传动系统和控制系统这三部分组成 1.1设计目的 《单片机原理及接口技术课程设计》是机械电子工程专业的学生在完成《单片机原理及接口技术》等专业课程的学习之后，进行综合性设计训练的实践性教学环节。目的是在老师的指导下，使学生通过课程设计，对所学课程理论知识进行一次系统的回顾检查、复习和提
南京工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制 系统的设计 专业：自动化（数控技术） 班级：学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年3月
学生姓名学号专业 指导教师职称所在院系 课题来源自拟课题课题性质 课题名称基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 毕业设计的内容和意 义（1）据控制要求完成PLC的选型 （2）实现物料分拣机械手的自动化控制要求 （3）绘制功能要求的工艺流程图、工作梯形图 （4）编写程序清单 （5）完成设计说明书 （6）毕业设计论文符合学院规定的论文格式和有关要求 本课题对虚拟制造技术的应用进行研究，其研究意义如下： （1）本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制，使其能够对不同的物料按预先设定的程序进行分拣，动作灵活多样，广泛应用于柔性生产线。 （2）采用PLC控制，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。 （3）可以允许方便的改动或重新设计其新部件，并能很快地投产，降低安装和转换工作的费用。
文献综述1.PLC介绍 它是一种即时系统有别於个人电脑。传统式以继电器为主的电机控制系统中, 每当变更设计时,整个系统几乎都要重新制作, 不但费时又费力；同时由於继电器还有接点接触不良、磨损、体积大之缺点, 因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。为了改善这些缺点,美国DEC在1969年首度发表：可程式控制器(Programmable Controller)。 程式控制器在发表初期被称为(Programmable Logic -Controller)简称PLC, 最先的目的是取代继电器，从而执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主, 所以也称顺序控制器,其结构也像一部微电脑,所以也可称为微电脑可程式控制器(MCPC),直到1976年,美国电机制造协会正式给予命名为Programmable Controller, 即可程式控制器,简称PC,由于目前个人电脑(Personal Computer)极为普遍, 加上常与可程式控制器配合使用,为了区分两者, 所以一般都称可程式控制器为PLC 以加以分别。 目前市面上之PLC种类繁多，依照制造厂商及适用场所的不同而有所差异, 但是每种厂牌可依机组复杂度分为大、中、小型；而一般工厂及学校通常使用小型PLC, 其中以日系F系列及我国A系列PLC较受国人爱用。而本CAI将以三菱FX2 PLC 为主加以介绍,望使用者能对PLC有更深的瞭解, 在使用PLC时能更得心应手。可程式控制器内部基本结构可用下图来表示, 其内部处单元包括CPU、输入模组、输出模组三大部门, PLC的CPU 会经由输入模组取得输入元件所产生的讯号, 再从记忆体中逐一取出原先以程式书写器中输入的控制指令, 经由运算部门逻辑演算後,再将结果通过输出模组加以驱动外在的输出元件。 2.应用领域 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1）开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2）模拟量控 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液