基于机械手的全气动或电气动控制设计

气动机械手控制系统设计机电控制综合设计气动机械手是一种机电一体化的设备，它主要使用气压来实现机械手的运动控制。

相对于传统的液压、电磁控制，气动机械手具有结构简单、体积小、控制精度高、快速响应等优点，因此被广泛应用于自动化生产线与加工制造现场。

本文将从以下几个方面阐述气动机械手控制系统设计问题。

一、气动机械手的基本结构气动机械手一般由气缸、气源、气路及控制系统等组成，其中气缸是机械手的主要执行机构，气源则提供气压能量，气路则通过调节阀门实现气体的流程控制。

在控制器方面，气动机械手控制系统一般由PLC、传感器以及执行机构组成，传感器用于对机械手运动的状态进行反馈，执行机构通过气控阀对气缸进行控制，而PLC则通过程序控制执行机构实现机械手的精确运动。

二、气动机械手控制系统的设计分析2.1 控制系统的工作原理气动机械手控制系统的设计中，主要需要考虑的是气路控制和电路控制，其中气路控制主要包括气源和气路的设计，而电路控制则主要包括PLC控制程序及传感器的选择及布置。

气路方面，可以根据气动机械手的运动需求，设计相应的气路分配方案，通过不同的气路阀门控制气缸的运动。

而控制电路方面，需要根据机械手的运行所需，选用合适的传感器进行布置，如接近开关、压力传感器等反馈信号，同时编写PLC控制程序，实现机械手的运动动作。

2.2 气路系统设计气路系统是气动机械手的核心，其设计应考虑到工作环境、机械手的运动需求和气压来源等因素。

在设计气路时，需要选择合适的气缸、气路输配件和气控阀门等，同时根据实际仿真测试，匹配合适压力、流量和噪音水平等参数，以保证机械手对负载物件的运动符合要求。

2.3 传感器的选用及布置传感器是气动机械手控制系统的另一重要组成部分，它能够实时监测气缸的运动状态，向PLC控制系统反馈运动状态信号。

常见的气动机械手传感器一般有接近开关、压力传感器、位移传感器等，在选择传感器时应考虑信号响应速度、精度、灵敏度、可靠性等因素，并根据需要放置位置和连接方式。

《基于PLC的气动机械手控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化程度的不断提高，气动机械手在工业生产线上扮演着越来越重要的角色。

为了提高机械手的控制精度、稳定性和可靠性，基于PLC的气动机械手控制系统设计成为了当前研究的热点。

本文将详细介绍基于PLC的气动机械手控制系统的设计原理、方法及实施过程。

二、系统设计目标本系统设计的主要目标是实现气动机械手的自动化控制，提高生产效率，降低人工操作成本。

具体包括以下几个方面：1. 提高机械手的控制精度和稳定性；2. 实现机械手的自动化操作，减少人工干预；3. 具备较高的可靠性和抗干扰能力；4. 具备灵活的扩展性和可维护性。

三、系统设计原理基于PLC的气动机械手控制系统主要由PLC控制器、气动执行机构、传感器及辅助设备等组成。

其中，PLC控制器作为核心部件，负责接收上位机的指令，控制气动执行机构的动作，同时监测传感器的状态，实现机械手的自动化控制。

四、硬件设计1. PLC控制器：选用高性能的PLC控制器，具备较高的处理速度和稳定性。

根据机械手的动作需求，配置相应的输入/输出端口。

2. 气动执行机构：包括气缸、气阀等，负责实现机械手的抓取、移动等动作。

3. 传感器：包括位置传感器、压力传感器等，用于监测机械手的状态，为PLC控制器提供反馈信号。

4. 辅助设备：包括电源、通信接口等，为系统提供必要的支持和保障。

五、软件设计1. 编程语言：采用结构化文本、梯形图、功能块图等编程语言，实现PLC控制器的逻辑控制功能。

2. 程序设计：根据机械手的动作需求，编写相应的程序，实现抓取、移动、停止等动作的控制。

同时，通过传感器反馈的状态信息，实现机械手的闭环控制。

3. 通信协议：与上位机通信，实现数据的传输和指令的下达。

六、系统实施1. 安装与调试：按照硬件设计图，将各部件安装到指定位置，并进行调试，确保各部件正常工作。

2. 编程与测试：根据程序设计要求，编写相应的程序，并进行测试，确保程序正确无误。

气动机械手控制系统设计气动机械手是一种应用气动技术的机械手执行器，通过气动元件驱动来实现抓取、搬运、装配等动作。

气动机械手控制系统设计是指设计控制气动机械手运动的电气、电子、液压等各种控制设备和控制方式。

本文将从气动机械手的工作原理、控制系统的设计要点和实现方法三方面进行详细介绍。

一、气动机械手的工作原理具体来说，气源通常会提供一定的压力，一般使用压缩空气。

气控元件包括气缸、气阀等，用于对压缩空气进行控制，如控制气缸的进气和排气，实现气缸的伸缩和运动方向的改变。

而工作执行器则是机械手的关键组成部分，它是气缸和机械手夹具的组合，通过气缸的控制，实现机械手的抓取、搬运等动作。

二、气动机械手控制系统设计要点1.选择合适的气源和气控元件：在设计气动机械手控制系统时，需要根据机械手的负载要求选择合适的气源和气控元件。

气源的压力和流量要满足机械手的工作需求，而气控元件的类型和数量要根据机械手的动作来确定。

2.设计合理的控制回路：气动机械手的控制回路包括气源控制回路和气缸控制回路。

气源控制回路主要控制气源的启动和停止，而气缸控制回路则控制气缸的进气和排气，实现机械手的运动。

控制回路的设计要合理布置元件，使其在工作过程中能够有序工作，减少能量损失。

3.合理安排气缸的布局：气缸的布局对机械手的工作效果有很大影响。

在布置气缸时，需要考虑机械手的工作空间、抓取点的位置和安全性等因素，尽量将气缸设在合适的位置，以提高机械手的工作效率和稳定性。

三、气动机械手控制系统的实现方法1.纯气动控制：纯气动控制是指完全依靠气源和气控元件来控制机械手的运动。

这种控制方式结构简单，控制精度较低，主要适用于对动作精度要求不高的场合。

2.气动与电气联合控制：在气动机械手的控制系统中，可以结合电气元件和电气控制方式，与气动元件共同控制机械手的运动。

在这种控制方式下，电气元件可用于控制气控元件的工作，提高气动机械手的控制精度。

3.PLC控制：PLC控制是指使用可编程序控制器(PLC)对气动机械手进行控制。

气动机械手毕业设计气动机械手是一种基于气动元件和气动控制系统的自动化设备，主要用于工厂生产线上的物料搬运、装配和处理等工作。

气动机械手具有结构简单、运动灵活、成本低廉、维护方便等优点，在工业领域得到了广泛应用。

本文将从气动机械手的结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面进行讨论。

首先是气动机械手的结构设计。

气动机械手的结构设计要考虑到工作范围、负载能力、精度要求等因素。

首先需要确定机械手的工作范围，即能够覆盖的空间范围，这决定了机械手的臂长和关节点的位置。

然后需要根据工作负载的大小和要求确定机械手的负载能力，从而确定气缸和驱动装置的规格。

最后还需要考虑机械手的运动精度，这需要合理选择传动装置和关节点的位置，以确保机械手能够准确地完成任务。

其次是气动系统设计。

气动机械手的气动系统主要由气源、气压调节装置、气缸和气动阀组成。

在气源方面，可以选择压缩空气作为动力源，需要考虑气源的稳定性和供应能力。

气压调节装置用于调整气缸的工作压力，以满足不同的工作需求。

气缸是气动机械手的执行机构，一般选择双作用气缸，通过气源的压力差来实现前后运动。

气动阀则用于控制气缸的开闭和运动方向。

最后是控制系统设计。

气动机械手的控制系统一般采用PLC或者单片机控制。

在控制系统设计中，首先需要确定机械手的工作方式，可以是自动化连续工作，也可以是手动操作。

然后需要确定机械手的控制模式，可以是位置控制、力控制或者速度控制，根据不同的工作需求选择合适的控制模式。

同时还需要设计机械手的控制程序和界面，以实现对机械手的控制和监控。

综上所述，气动机械手的毕业设计主要包括结构设计、气动系统设计和控制系统设计三个方面。

在设计过程中，需要综合考虑机械手的工作范围、负载能力、精度要求等因素，选择合适的气缸和传动装置，并设计相应的气动系统和控制系统，以实现机械手的自动化操作。

基于PLC的气动机械手控制系统设计一、本文概述随着工业自动化技术的飞速发展，气动机械手作为实现生产自动化、提高生产效率的重要工具，在各个领域得到了广泛应用。

基于可编程逻辑控制器（PLC）的气动机械手控制系统，以其稳定可靠、易于编程和维护的特性，成为当前研究的热点之一。

本文旨在探讨基于PLC 的气动机械手控制系统的设计方法，包括系统构成、硬件选择、软件编程以及调试与优化等方面，以期为我国工业自动化领域的发展提供参考和借鉴。

本文将简要介绍气动机械手及其控制系统的基本原理和特点，为后续的设计工作奠定理论基础。

将详细阐述PLC在气动机械手控制系统中的应用优势，包括其可靠性、灵活性以及扩展性等方面的优势。

在此基础上，本文将深入探讨基于PLC的气动机械手控制系统的设计方法，包括系统架构的设计、硬件设备的选择、软件编程的实现以及系统调试与优化等方面。

本文将总结基于PLC的气动机械手控制系统的设计要点和注意事项，为相关工程实践提供指导和借鉴。

通过本文的研究，旨在为我国工业自动化领域的发展提供新的思路和方法，推动气动机械手控制系统的技术进步和应用推广。

也期望本文的研究成果能对相关领域的学者和工程师产生一定的启示和借鉴作用，共同推动工业自动化技术的发展和创新。

二、气动机械手控制系统概述气动机械手控制系统是以可编程逻辑控制器（PLC）为核心，结合气动执行元件、传感器以及相应的控制逻辑，实现对机械手的精确控制。

该系统结合了气动技术的快速响应和PLC的灵活编程特性，使得机械手的动作更加准确、迅速且易于调整。

PLC控制器：作为整个控制系统的核心，PLC负责接收和处理来自传感器的信号，根据预设的程序逻辑，控制气动执行元件的动作。

PLC 具有高度的可靠性和稳定性，能够适应各种复杂的工作环境。

气动执行元件：包括气缸、气阀和气压调节器等。

气缸是实现机械手抓取、移动等动作的主要执行机构；气阀用于控制气缸的运动方向和速度；气压调节器则用于调节气缸的工作压力，以保证机械手的稳定性和精确性。

气动机械手控制系统设计分析气动机械手是一种用气压作为动力源的机械手臂，主要应用于工业自动化制造中的装配、夹取等工作。

气动机械手控制系统是机械手操作的重要组成部分，本文将从气动机械手控制系统设计分析的角度，对气动机械手控制系统相关问题进行分析。

一、气动机械手控制原理气动机械手的控制原理是通过空气压力驱动气缸活塞，改变气缸活塞的位置从而实现机械手臂的运动。

气动机械手控制系统一般由执行机构、感应元件、控制器、传感器等组成，其中最重要的部分就是控制器。

在气动机械手控制系统中，控制器是独立的微型计算机，其主要功能是根据操作者的设定来计算控制信号并形成控制指令，同时控制器还负责接收传感器的信号，控制气缸的开闭以及控制气压的大小等。

控制器一般使用PLC（可编程逻辑控制器）或PC（个人计算机）等。

二、气动机械手控制系统设计1、控制器选型气动机械手控制系统设计的一个重要因素是选择控制器类型。

可编程逻辑控制器（PLC）是主要的控制器类型之一，它是一种基于电子技术的智能控制器，具有可编程性和可扩展性特点。

PLC的应用是非常广泛的，它可以用于机器人、制造业、自动化系统等领域。

另外，个人计算机（PC）也可以作为气动机械手控制器。

相比PLC，PC的可编程性更强，其控制功能也更加灵活。

不过，PC在可靠性和实时性方面相对较弱，其控制系统需要通过编写控制软件或使用现有的控制程序来实现。

因此，在实际应用中需要根据具体的控制要求和性能要求来选择控制器类型。

2、传感器选型在气动机械手控制系统中，传感器是非常重要的部分，它能够实现机械手运动的持续监测和位置检测。

传感器的选型应该根据需求进行，有以下几种常用传感器：（1）接触式传感器：可以感知物体的接触情况，通常用于检测机械手夹持物体的情况。

（2）光电传感器：可以感知物体的存在和位置，通常用于检测工件的位置和方向。

（3）压力传感器：可以感知气压变化，通常用于检测气缸的工作状态。

（4）编码器：可以检测机械手的位置和方向，通常用于机械手的导航。

机电控制课程课程设计说明书课程名称：机电控制PLC设计设计题目：气动机械手控制系统设计专业：机械设计制造及其自动化班级：姓名：学号：指导教师：设计时间：2010 12 10内容摘要机械手是工业自动控制领域中经常用到的一种能够自动抓取、操作的装置，多用于自动生产线、自动机的上下料、数控设备的自动换刀装置中。

由于气动技术是以压缩空气为介质，以气源为动力的能源传递技术，其工作可靠性高、使用寿命长、对环境没有污染，所以在机械手的驱动系统中常采用气动技术。

气动机械手作为机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境等优点而被广泛应用。

因此，对气动机械手的研究具有重要的实际价值。

关键词：机械手PLC 自动控制气动技术目录第一章引言 (3)第二章PLC的发展2.1 PLC的由来和发展 (3)2.2 可编程控制器的概念 (4)2.3 PLC基本结构和工作原理 (5)第三章气动机械手控制系统设计3.1 I/o地址分配表 (7)3.2 PLC系统选择 (7)3.3 PLC的输入输出设备接线图 (7)3.4系统控制方案流程图 (9)3.5程序设计和梯形图 (10)第四章总结总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)第一章引言引言PLC技术代表了当今电气程序控制的世界先进水平。

它与数控技术，工业机器人技术已成为机械工业自动化和CIM的三大支柱。

据预测，在90年代，美、日、德等发达国家的控制屏将完全由PLC所占据。

由于PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果，发展十分迅速，使它已远远超出单纯取代继电器的应用领域，远远超出逻辑控制的范畴，在从单机自动化到整条生产线自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从FMS、工业机器人到大型分散型控制系统中都担当着重要角色。

第二章PLC的发展2.1 PLC的由来和发展1968年美国最大的汽车制造商通用汽车公司（GM），为了适应汽车型号不断更新的要求，以在激烈的竞争的汽车工业中占有优势，提出要研制一种新型的工业控制装置来取代继电器控制装置，为此，特拟定了十项公开招标的技术要求，即：1）编程简单方便，可在现场修改程序；2）硬件维护方便，最好是插件式结构；3）可靠性要高于继电器控制装置；4）体积小于继电器控制装置；5）可将数据直接送入管理计算机；6）成本上可与继电器柜竞争；7）输入可以是交流115V；8）输出为交流115V，2A以上，能直接驱动电磁阀；9）扩展时，原有系统只需做很小的改动；10）用户程序存储器容量至少可以扩展到4KB。

创新论坛当前工业在生产领域应用的气动机械手仍然是重要设备，因为它能在有效控制下完成相对复杂的机械操作。

本文通过分析PLC下的气动机械手的结构和系统气动原理来设计基于PLC的气动机械手控制系统。

在生产过程中伴随着机械化和自动化的发展，一种新的工具——机械手因运而生并在工业生产领域内得到广泛应用。

如今，由于电子信息技术的飞速发展，关于机器人有关研制和生产在现代化社会备受关注，更是引起了高新技术领域的高度关注，机械手就在这种背景下产生，并逐渐实现与机械化、自动化的有机结合。

气动技术是将空气作为压力介质，能有效减少环境污染，可以广泛应用在非污染行业中，对于自动化控制方面更加便捷。

但传统的机械手在一定范围内缺少灵活度，设计中如果加上可编程逻辑控制器( PLC) 的优势，就能在自动控制领域得到广泛的认可。

因此，本文提出一种基于PLC的气动机械手控制系统，运用在生产领域有何优势。

1 气动机械手整体构造机械手，实际上就是以机器形象的代替人力完成工作，智能化的设备根据自身运行程序或接收到的指令，在规定时间内对目标进行运送，转移等基本动作。

因为很多工业现场需要太多人力去施工存在一定风险，工作效率也不高。

现在介绍的气动机械手工作压力在0.6～1.0MPa之间。

机械手经过直线运动以及旋转就能够搬运物体。

机械手旋转要在多个部分的共同协作下完成，包括摆动臂、摆动气缸、摆动位置微动开关、轴向止推轴承等部件，机械手的摆臂区间在0°～180°之间，机械手需要导柱与导轨、气缸、滑动导柱等各个部件密切配合才能完成升降动作，移动大概就在0～150cm；通过气缸、弹簧共同作用，可以进行夹持工件的动作，可以通过调节弹簧预压缩量来改变夹持力的大小。

机械手主要是根据工件是否合格的要求将生产线上的工件运输到各个生产环节中去。

具体结构示意如1。

图1 气动机械手的流程图2 气动回路控制气动控制系统的设计简要逻辑控制如图2 所示。

机械手电气控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，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，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。

机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。

广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器 (PLQ 控制功能。

使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。

关键字：机械手；自动化装备；可编程控制器；PLC摘要前言 (2)第1章设计目的及主要内容 (3)1.1 设计目的 (3)1.2.主要内容 (3)第2章机械手的操作要求及功能 (4)2.1.操作要求 (4)2.2操作功能 (5)第3章PLC及机械手的选择和论证 (6)3.1PLC (6)3.1.1 PLC 简介 (6)3.1.2 PLC的结构及基本配置 (6)3.1.3 PLC 的选择 (7)3.2机械手 (7)3.2.1机械手简介 (7)3.2.2机械手的选择 (8)第4章硬件电路设计及描述 (8)4.1操作方式 (10)4.2输入与输出分配表及I/O分配接线 (10)第5章软件电路设计及描述 (12)5.1机械手的操作系统程序 (12)5.2回原位程序 (12)5.3手动单步操作程序 (13)5.4自动操作程序 (14)5.5机械臂传送系统梯形图 (14)5.6指令语句表 (16)18第6章总结 (17)参考文献大二的学习即将结束，课程设计是其中一个重要环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。