工业机械手液压驱动系统的设计

液压机械手PLC控制系统的设计概述本文档旨在介绍液压机械手PLC（可编程逻辑控制）控制系统的设计。

液压机械手是一种常见的工业设备，通过液压系统实现运动控制，而PLC作为控制系统的核心，负责控制信号的处理和输出。

设计要求液压机械手PLC控制系统的设计要满足以下要求：1. 稳定性：系统必须具有高稳定性，以确保机械手的运动精准度和安全性。

2. 功能性：系统需要具备多种功能，如位置控制、速度调节等，以满足不同场景的需求。

3. 可扩展性：系统应具备良好的可扩展性，以便于将来的升级和功能增加。

4. 易维护性：设计应考虑到系统的维护和故障排除，以便于后续维护工作的进行。

硬件设计液压机械手PLC控制系统的硬件设计包括以下方面：1. 选型：选择适合的PLC设备，根据需求选用不同型号和规格的PLC，确保其性能和稳定性。

2. 传感器：选择合适的传感器，如位移传感器、压力传感器等，用于采集机械手运动状态和环境信息。

3. 执行器：选择合适的液压阀、液压泵等执行器，保证系统能够精确控制机械手的各项动作。

4. 电气线路：设计合理的电气线路，确保信号传输的可靠性和稳定性。

软件设计液压机械手PLC控制系统的软件设计包括以下方面：1. PLC程序设计：使用PLC编程软件，根据机械手的运动逻辑和控制要求，编写PLC程序，实现各项功能。

2. 信号处理：对传感器采集的信号进行处理和分析，以获取机械手的状态信息。

3. 控制算法：设计合理的控制算法，根据机械手的控制需求，实现位置控制、速度调节等功能。

4. 用户界面：设计友好的用户界面，方便操作人员对机械手进行参数设置和监控。

系统测试与调试设计完成后，需要进行系统测试与调试，以验证系统的功能和性能：1. 单元测试：对各个模块进行单元测试，确保其功能正常。

2. 组装测试：将各个模块组装成完整的系统，对整个系统进行综合测试。

3. 调试优化：根据测试结果进行系统调试和优化，确保系统的稳定性和性能满足设计要求。

液压毕业设计
液压毕业设计是力学、机械工程、能源工程等相关专业学生的毕业设计之一。

液压技术是一种利用液体传递能量、控制能量的技术，广泛应用于机械、能源、冶金、航空航天等工业领域。

我选择液压毕业设计的原因是，液压技术在工程实践中有着广泛应用，并且具有很大的发展潜力。

通过进行液压毕业设计，我可以深入了解液压系统的原理、设计与分析方法，从而提高自己的工程素养和实践能力。

液压毕业设计的内容通常包括以下几个方面：
1. 液压系统设计：了解液压系统的基本原理，确定系统的性能要求和设计参数，然后进行系统的整体设计。

2. 液压元件的选型：根据液压系统的性能要求，选择合适的液压元件，包括液压泵、液压马达、液压缸、液压阀等。

3. 液压系统的传动系统设计：对液压系统的传动系统进行设计，包括液压泵和液压马达之间的联接，液压系统与被动装置之间的联接等。

4. 液压系统的控制系统设计：根据液压系统的工作要求，设计液压系统的控制系统，包括传感器、执行机构、控制阀等。

5. 液压系统的性能分析与优化：通过使用液压系统模拟软件或实验等方法，对液压系统的性能进行分析，然后进行设计优化。

液压毕业设计可以选择不同的方向，例如机械手的液压系统设计、液压传动机构的设计与分析等。

通过进行液压毕业设计，可以提高学生的实践能力和解决实际工程问题的能力。

同时，液压技术的应用前景广阔，具有很有发展潜力，对于学生的职业发展也具有积极的意义。

《机电系统》课程设计说明书课程设计任务书姓名班级学号设计题目简易型机械手的设计设计任务：（1）方案论证；在其基础上进行机械手的总体设计，并绘制总体布局图。

（2）驱动系统设计：根据机械手的特点，选用舍党的驱动方式，根据总体设计要求进行电机选型。

进行电机选型相关计算。

进行驱动系统零部件的选型和设计。

绘制驱动系统布局图。

（3）控制系统设计：确定机械手的控制方式并进行控制系统的控制与编程。

绘制控制系统布局图。

（4）传感与测试系统设计：进行控制与驱动系统的传感与测试系统的设计。

（5）机械本体设计：进行机械本体零部件设计，绘制总体和零件图。

设计工作量:（1）设计说明书一份（2）CAD图纸5张（3）文档整理排版指导教师设计时间2011年1月3日～2011年1月21日目录第1章绪论 (1)1.1机械手概述 (1)1.2机械手的设计目的 (3)1.3机械手的设计内容 (4)1.4机械手的分类及其在生产中的应用 (5)1.5机械手的应用意义 (8)1.6机械手的技术发展方向 (9)第2章设计方案的论证 (10)2.1机械手的总体设计 (10)2.2机械手腰座结构的设计 (12)2.3机械手手臂结构的设计 (14)2.4工业机器人腕部的结构 (16)2.5机械手末端执行器（手爪）的结构设计 (18)2.6机械手的机械传动机构的设计 (21)2.7机械手驱动系统的设计 (26)2.8机器人手臂的平衡机构设计 (33)第3章理论分析和设计计算 (34)3.1液压传动系统设计计算 (34)3.2电机选型有关参数计算 (43)第4章控制系统的设计 (47)4.1可编程控制器PLC (47)4.2 PLC的选型 (51)4.3机械手的工艺流程 (53)4.4 机械手的PLC控制系统程序 (57)第5章机械手本体设计 (59)5.1 机械手零部件设计 (59)5.2 机械手总成和零件图................................................ . (61)致谢 (62)参考文献 (63)第1章绪论1.1机械手的概述机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。

摘要随着自动化生产程度的提高,PLC 在生产控制系统中的应用也越来越广泛。

本设计是基于西门子公司S7-300可编程控制器，设计了机械手臂PLC控制的自动控制系统。

该工艺过程主要是完成对电机的控制。

系统主要由变频器、转台电机、液压泵电机、采样头电机、输送机、破碎机、缩分机、收集器以及控制系统组成。

通过对系统主电路、控制电路设计，给出了机械手臂自动控制系统完整的硬件接线图和流程图。

根据机械手臂的生产工艺要求，设计并使用STEP 7编制了一套适用于该生产工艺的梯形图。

利用Simens公司的Wincc完成了机械手臂的监控界面。

本设计过程中涉及较多的开关量输入输出点，故选用配置灵活的模块式结构PLC 以提高系统的可靠性与处理效率。

关键词： S7-300；机械手臂；自动控制AbstractWith the improvement of automatic production, the PLC application in production control system is also more and more broad. This design based on the Siemens S7-300 programmable controller, PLC controlled robotic arm designed automatic control system. The key is to complete the process of motor control. System mainly consists of inverter, turntable motor, hydraulic pump motor, the sampling hea d and the motor, conveyor, crusher, reduced extension, the collector and the control system.Through the design of system main circuit and control circuit, gives the complete hardware of the control system wiring diagrams and flow charts.According to the mechanical arm's technique of production's request, Design and use STEP 7 for the preparation of a ladder in the production process. Wincc by Simens company completed a mechanical arm monitoring interface.This design involves more switches quantity input output spot, the simulation quantity input output spot, therefore selects input output disposition nimble module type structure PLC to enhance the system the reliability and the processing efficiency.Key Words:S7-300；Mechanical arm；Automatic control目录第一章绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目的 (1)1.3国内外研究现状和趋势 (2)1.4设计原则 (3)第二章系统方案设计 (4)2.1设计依据 (4)2.2各部分功能分述 (5)2.2.1 采样过程 (5)2.2.2 制样过程 (5)2.3控制方案的比较、论证和确定 (5)2.3.1 方案的比较 (5)2.3.2 方案论证及确定 (8)2.4系统结构图 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1设计依据 (10)3.2硬件设计 (10)3.3电动机选型 (14)3.4变频器设计 (15)3.4.1 概述 (15)3.4.2 变频器分类 (15)3.4.3 变频器的组成、工作原理及控制方式 (15)3.4.4 变频器选择 (18)3.5硬件地址配置 (20)3.6控制系统模块选择 (22)3.6.1 设计依据 (22)3.6.2 S7-300系列PLC组成 (23)3.6.3 S7-300PLC特点 (24)3.6.4 模块选择 (24)第四章控制系统软件设计 (32)4.1软件设计分析 (32)4.2系统流程图 (32)4.3STEP7编程过程 (37)4.3.1 建立工程 (37)4.3.2 硬件配置 (37)4.3.3 STEP 7编程 (38)第五章组态画面设计 (40)5.1组态软件概述 (40)5.2WINCC的介绍 (40)5.3画面组态 (40)5.3.1 建立主界面 (40)5.3.2 建立手动控制界面 (41)5.3.3 动作过程 (42)第六章 S7-300与WINCC通讯 (43)总结 (46)参考文献 (47)英文翻译原文 (48)英文翻译译文 (60)致谢 (69)附录 (70)第一章绪论1.1 设计背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

液压机械手抓的原理
液压机械手抓是一种通过液压系统驱动的机械设备，用于抓取和搬运各种物体。

液压机械手抓的原理主要包括液压传动原理、机械结构设计原理以及控制原理。

首先，液压机械手抓利用液压传动原理实现抓取和搬运物体的功能。

液压传动系统由液压泵、液压缸、管路和控制阀组成。

液压泵通过驱动液压油送入液压缸，液压缸受到液压油的压力作用实现了伸缩运动。

液压缸被连接到机械手抓的爪子上，通过液压缸的伸缩运动来控制爪子的张合，从而实现对物体的抓取和释放。

其次，液压机械手抓的机械结构设计原理是保证其稳定性和可靠性的重要因素。

机械手抓通常由爪子、支架和连接件等组成。

爪子是用于抓取物体的部分，具有强大的抓取力和稳定性。

支架是机械手抓的主体结构，承载着整个机械手抓的重量和力量，必须具备足够的强度和刚性。

连接件用于连接爪子和支架，保证其结构的整体性和稳定性。

最后，液压机械手抓的控制原理是实现其灵活操作和精确控制的基础。

通常采用电气控制系统来控制液压机械手抓的运动。

电气控制系统由传感器、控制器和执行器组成。

传感器感知物体的位置、重量和形状等信息，通过控制器对液压系统进行控制，控制器接收传感器的信号并根据需求生成控制信号，通过执行器驱动液压系统实现机械手抓的运动。

总而言之，液压机械手抓的原理包括液压传动原理、机械结构设计原理以及控制
原理。

通过液压系统的驱动，机械手抓能够实现对物体的抓取和搬运。

机械手抓的稳定性、可靠性和精确控制能力，是由其机械结构设计和控制原理所决定的。

液压机械手抓在工业生产和物流领域发挥着重要的作用，提高了工作效率和安全性。

五自由度液压搬运机械手设计目录第1章绪论 (4)1.1课题背景及研究现状 (4)1.2 机械手的研究意义及其本身优点 (5)1.2.1 机械手的研究意义 (5)1.2.2 机械手本身的优点 (5)1.3本章小结 (6)第2章总体方案设计 (7)2.1设计目标 (7)2.2总体方案分析 (7)2.2.1搬运机械手的组成 (7)2.2.2三大系统设计分析 (7)2.3搬运机械手的运动及驱动方式 (8)2.4本章小结 (10)第3章基本参数及二维外观图 (11)3.1基本参数 (11)3.2总体外观图 (11)3.2.1外观图简图 (11)3.2.2液压原理设计图截图 (12)3.3本章小结 (13)第4章各部分的具体计算 (14)4.1 手部夹持器的计算 (14)4.1.1手部夹持器设计要求 (14)4.1.2手部夹持器设计计算 (14)4.1.3端盖螺钉校核 (15)4.2腕部回转油缸计算 (16)4.3小臂结构设计 (20)4.4俯仰缸设计 (23)4.5大臂回转机构设计 (25)4.6大臂升降结构设计 (27)4.7手部驱动油缸油孔尺寸计算 (29)4.8腕部回转油缸油孔尺寸确定 (29)4.9大臂回转油缸油孔尺寸确定 (30)4.10大臂升降油缸油孔尺寸确定 (30)4.11伸缩臂油缸油孔尺寸确定 (30)4.12本章小结 (31)第5章各油缸活塞杆校核 (32)5.1 手部驱动油缸活塞杆校核 (32)5.2 腕部回转油缸活塞杆校核 (32)5.3 伸缩油缸活塞杆校核 (33)5.4 俯仰油缸活塞杆校核 (33)5.5 本章小结 (34)第6章总体三维图 (35)6.1 总体三维图 (35)6.2 本章小结 (36)结论 (37)致谢 (38)参考文献 (39)附录 (41)第1章绪论1.1课题背景及研究现状机器人是典型的机电一体化装置，它综合运用了机械与精密机械、微电子与计算机、自动控制与驱动、传感器与信息处理以及人工智能等多学科的最新研究成果，随着经济的发展和各行各业对自动化程度要求的提高，机器人技术得到了迅速发展，出现了各种各样的机器人产品。

自动上下料机械手的设计摘要随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。

机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。

本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。

关键词：机械手，液压驱动，控制系统目录1绪论 (1)2 工业机械手的设计方案 (2)2.1 工业机械手的组成 (2)2.2 上下料机械手的工作原理 (3)2.3 规格参数的选择 (3)2.4 设计路线与方案 (4)2.4.1 机械手的总体设计方案 (4)2.4.2 设计步骤 (4)2.4.3 研究方法和措施 (4)3 机械手各部分的计算与分析 (5)3.1 手部计算与分析 (5)3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5)3.1.2 手部的计算和分析 (5)3.2 腕部计算与分析 (12)3.2.1 腕部设计的基本要求 (12)3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13)3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16)3.2.4 选键并校核强度 (18)3.3 臂部计算与分析 (18)3.3.1 臂部设计的基本要求 (18)3.3.2 手臂的设计计算 (20)3.4 机身计算与分析 (28)4 液压系统设计 (29)4.1 液压系统总体设计 (29)4.2 液压元件的选择 (29)4.2.1 液压缸 (29)4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31)4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)4.2.4 选择液压辅助元件的要求 (33)5 液压元件的保养与维修 (37)5.1 液压元件的安装 (37)5.2 液压系统的一般使用与维护 (37)5.3 一般技术安全事项 (37)6 结论 (39)参考文献 (40)致谢 (41)附录 (42)1绪论工业机械手是人类创造的一种机器,更是人类创造的一项伟大奇迹,其研究、开发和设计是从二十世纪中叶开始的。

目录摘要 (1)第一章机械手设计任务书 (1)1.1毕业设计目的 (1)1.2本课题的内容和要求 (2)第二章抓取机构设计 ............................................................... 错误！未定义书签。

2.1手部设计计算 ............................................................................... 错误！未定义书签。

2.2腕部设计计算 ............................................................................... 错误！未定义书签。

2.3臂伸缩机构设计 ........................................................................... 错误！未定义书签。

第三章液压系统原理设计及草图 ............................................ 错误！未定义书签。

3.1手部抓取缸................................................................................... 错误！未定义书签。

3.2腕部摆动液压回路........................................................................ 错误！未定义书签。

3.3小臂伸缩缸液压回路.................................................................... 错误！未定义书签。

3.4总体系统图................................................................................... 错误！未定义书签。

工业机器人机械手末端执行器设计与控制工业机器人是现代制造业中不可或缺的重要设备，而机械手末端执行器则是工业机器人的核心组成部分。

它的设计和控制直接影响着工业机器人的性能和效率。

本文将重点讨论工业机器人机械手末端执行器的设计与控制。

一、机械手末端执行器的设计机械手末端执行器是机械手用来完成工件抓取、放置等操作的部件。

它通常由机械结构和驱动系统两部分组成。

在机械结构设计中，需要考虑到机械手的使用场景和工件的特点，以确定合适的末端结构。

比如，如果需要抓取重物，末端结构应具备足够的力量和稳定性；如果需要进行精细操作，末端结构则需要更好的灵活性和精度。

同时，机械结构的材料选择和制造工艺也是设计的重要因素。

合适的材料可以提高机械手的耐久性和抗磨性，而先进的制造工艺则可以提高结构的精度和稳定性。

在驱动系统设计方面，需要选择合适的执行器来驱动机械手末端执行器。

常见的驱动方式包括电动、液压和气动。

不同的驱动方式有着各自的特点和适用场景。

电动执行器具有精度高、响应快的优点，适用于精细操作；而液压和气动执行器则适用于高力矩和高速度的操作。

二、机械手末端执行器的控制机械手末端执行器的控制是指通过控制系统来实现对机械手末端执行器的运动和动作的控制。

在控制系统设计中，需要考虑到机械手末端执行器的运动规划和轨迹控制。

运动规划是指确定机械手末端执行器在三维空间中的位置和姿态，以完成特定的操作。

轨迹控制则是指通过控制执行器的运动轨迹，使其按照设计要求进行工作。

为了更好地实现机械手末端执行器的控制，通常会采用传感器来获取执行器的状态信息，如位置、力量和速度等。

这些传感器可以提供实时的反馈信息，帮助控制系统准确地感知执行器的运动状态，从而实现精确的控制。

此外，控制系统还需要考虑到机械手末端执行器与环境之间的交互。

比如，在与人工操作员共同工作的场景中，机械手末端执行器需要具备人机协作能力和安全保护措施，以避免潜在的安全风险。

三、机械手末端执行器的发展趋势随着智能制造和人工智能技术的不断发展，工业机器人机械手末端执行器也在不断演进。

本科毕业设计（论文）通过答辩目录摘要 (1)关键词 (1)Abstract (1)Key words (1)引言 (2)1.机械手设计要求分析 (3)1.1 设计目的和要求 (3)1.2机械手简介与分析 (3)2. 液压系统设计 (3)2.1确定工作循环周期 (4)2.2工况分析 (4)2.3拟订液压系统工作原理图 (4)2.4选择标准的液压元件 (5)2.5 液压缸尺寸的确定及安全强度的校核 (5)3. 集成块设计 (7)3.1设计分析 (7)3.2设计计算 (8)3.3设计步骤 (10)3.4液压集成块加工工艺 (12)4. 液压集成块 CAD技术 (13)总结 (15)致谢 (15)参考文献 (16)工业机械手液压系统设计摘要：本文主要介绍了上下料用机械手的设计过程，它包括了对于整个系统的工作要求和情况的分析，通过系统的工作过程确定整个液压系统的结构设计。

分析整个循环过程，确定系统工作原理图，根据系统参数要求选择标准的液压元件，完成液压系统的装配图。

液压集成块作为现在液压系统的主要部件，当前液压集成块应用开发受到了国内外液压界的广泛重视，液压集成块的CAD的研究与开发已为液压工程设计提供了有力的支持，在对机械手液压系统集成块设计过程中，能够与实际的加工工艺相结合。

并且对现在的液压集成块的CAD技术有很好的认识。

关键词：工业机械手，驱动，集成块，原理１Design of The Industry ManipulatorAbstract:This text introduce upper and lower material spend design process of manipulator , it include to whole job requirements and analysis of situation of system mainly, confirm the whole structural design systematic in hydraulic pressure through the working course of the system. Analyse whole cyclical process , confirm systematic operation principle picture , require the hydraulic pressure component of the standard for selection according to systematic parameter, finish the installation diagram systematic in hydraulic pressure. Hydraulic pressure integrate piece as now main part , hydraulic pressure of system , hydraulic pressure at present integrate pieces of application and development receive domestic and international hydraulic pressure extensive attention of circle, hydraulic pressure integrate research and development of CAD of piece already offer effective support for engineering design of the hydraulic pressure, while design the system integration one of hydraulic pressure of the manipulator, can combine with real processing technology . And CAD integrating one to the present hydraulic pressure has very good understanding.Keyword: Industry manipulator ,Drive , Hydraulic manifold block , Elements２引言工业机器人一般指用于机械制造业中代替人完成具有大批量、高质量要求的工作，如汽车制造、摩托车制造、舰船制造、某些家电产品（电视机、电冰箱、洗衣机）、化工等行业自动化生产线中的点焊、弧焊、喷漆、切割、电子装配及物流系统的搬运、包装、码垛等作业的机器人。

工业机械手控制系统硬件设计随着科技的不断发展，工业机械手控制系统在现代化生产过程中扮演着愈发重要的角色。

机械手控制系统的主要任务是引导机械手进行精确的操作，从而实现生产过程的自动化和高效化。

以下是关于工业机械手控制系统硬件设计的主要内容和要点。

在硬件设计之前，首先要明确机械手控制系统的需求。

例如，系统的输入类型、输出类型、处理速度、精度、抗干扰能力等。

根据这些具体需求，才能确定所需的硬件设备和组件。

微处理器：微处理器是控制系统的核心，它负责接收输入信号、处理数据并给出输出信号。

常用的微处理器有单片机、嵌入式处理器等。

选择微处理器时，需要考虑处理速度、内存容量、外设接口等因素。

传感器：传感器用于检测机械手的运动状态和位置信息。

常见的传感器有光电编码器、光栅尺、角度传感器等。

选择传感器时，需要考虑精度、响应速度、量程等因素。

驱动器：驱动器用于驱动机械手的运动机构。

常见的驱动器有电机驱动器、气缸驱动器等。

选择驱动器时，需要考虑驱动能力、控制精度、响应速度等因素。

I/O接口：I/O接口用于连接外部设备和控制系统。

常见的I/O接口有RS-RS-CAN等。

选择I/O接口时，需要考虑通讯速率、稳定性、抗干扰能力等因素。

根据已选择的硬件设备和组件，进行硬件电路设计。

设计中需要注意信号的匹配、电平的转换、电源的稳定性等问题。

对于复杂的控制系统，可以采用模块化的设计方法，将整个系统划分为多个功能模块，每个模块设计独立的电路，最后进行模块间的连接和调试。

工业环境中的干扰因素较多，如电磁干扰、电源波动等。

为了提高控制系统的稳定性和可靠性，需要进行抗干扰设计。

常见的抗干扰措施有：选用低噪声器件、合理布线、添加滤波电容、使用磁珠等。

硬件设计完成后，需要进行调试和测试，以确保系统的功能和性能符合预期。

调试过程中，需要对每个硬件设备和组件进行逐一测试，观察其工作状态和参数是否正常。

同时，要测试整个控制系统的协调性和稳定性，以确保机械手在各种工况下都能正常运行。

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。

机械手PLC控制系统设计一、本文概述随着工业自动化程度的不断提高，机械手在生产线上的应用越来越广泛。

作为一种重要的自动化设备，机械手的控制精度和稳定性对于提高生产效率和产品质量具有至关重要的作用。

因此，设计一套高效、稳定、可靠的机械手PLC控制系统显得尤为重要。

本文将详细介绍机械手PLC控制系统的设计过程，包括控制系统的硬件设计、软件设计以及调试与优化等方面，旨在为相关领域的工程师和技术人员提供有益的参考和借鉴。

本文首先将对机械手PLC控制系统的基本构成和工作原理进行概述，包括PLC的基本功能、选型原则以及与机械手的接口方式等。

接着，将详细介绍控制系统的硬件设计，包括PLC的选型、输入输出模块的选择、电源模块的设计等。

在软件设计方面，本文将介绍PLC 编程语言的选择、程序结构的设计、控制算法的实现等关键内容。

本文将介绍控制系统的调试与优化方法，包括PLC程序的调试、机械手的运动调试、控制参数的优化等。

通过本文的介绍，读者可以全面了解机械手PLC控制系统的设计过程，掌握控制系统的硬件和软件设计方法，以及调试与优化的技巧。

本文还将提供一些实用的设计经验和注意事项，帮助工程师和技术人员在实际应用中更好地解决问题，提高控制系统的性能和稳定性。

二、机械手基础知识机械手，也称为工业机器人或自动化手臂，是一种能够模拟人类手臂动作，进行抓取、搬运、操作等作业的自动化装置。

在现代工业生产中，机械手被广泛应用于各种环境和使用场景，以实现生产线的自动化、提高生产效率、降低人力成本以及保障操作安全。

机械手的构成主要包括执行机构、驱动系统、控制系统和位置检测装置等部分。

执行机构是机械手的动作执行部分，通过模拟人类手臂的旋转、屈伸、抓放等动作，实现物体的抓取和搬运。

驱动系统为执行机构提供动力，常见的驱动方式有电动、气动和液压驱动等。

控制系统是机械手的“大脑”，负责接收外部指令，控制驱动系统使执行机构完成预定动作。

位置检测装置则负责检测执行机构的精确位置，为控制系统提供反馈信号，以确保机械手的作业精度。

机械手液压控制系统设计引言：机械手是一种常见的工业自动化设备，广泛应用于各个领域，如生产线上的物料搬运、组装和加工等。

在机械手中，液压控制系统是至关重要的一部分，通过液压控制系统，可以实现机械手的高效运动控制和力的传递。

本文将介绍一种机械手液压控制系统的设计方案。

一、设计要求1.高效控制：液压控制系统需要具有快速响应，确保机械手的准确定位和稳定运动；2.精确力控制：可以实现对机械手进行精确的力控制，保证对工件的安全操作；3.可靠性：系统需要具有高可靠性，可以长时间运行，减少维护和故障的发生；4.灵活性：系统需要具备一定的灵活性，可以适应不同的工作需求和特殊场景的要求。

二、系统组成2.液压执行元件：液压执行元件将液压能转化为机械能，并完成机械手的运动任务。

常用的液压执行元件有液压缸、液压马达等。

3.控制元件：控制元件用于控制液压执行元件的工作状态和执行机械手的运动控制任务。

常见的控制元件有电磁换向阀、比例阀等。

4.传感器：传感器用于感知机械手和工件的状态，将信号转化为电信号并传输给控制系统，用于监测和控制机械手的运动和力的参数。

常见的传感器有位移传感器、压力传感器等。

5.工作元件：工作元件是机械手完成具体工作任务的部分，如夹爪、工件夹持装置等。

三、系统设计1.液压源的选型：根据机械手的工作需求、液压执行元件的工作压力和流量要求，选用合适的液压泵。

2.液压执行元件的选型：根据机械手的运动方式和工作负载，选用合适的液压缸和液压马达。

3.控制元件的选择：根据机械手的运动模式和控制要求，选择合适的控制元件。

可以采用比例阀、电磁换向阀等控制元件，通过电控系统实现对液压执行元件的精确控制。

4.传感器的应用：根据机械手的工作需求，选择合适的传感器，并在机械手各个关键部位进行布置，以实时监测机械手的运动状态和工作参数。

5.控制系统的设计：设计一个完善的控制系统，包括对液压执行元件的运动控制和力的控制。

可以采用PID控制算法对机械手进行力的闭环控制，提高精度和稳定性。

编号无锡太湖学院毕业设计（论文）题目：液压机械手的设计信机系机械工程及自动化专业学号：学生姓名：指导教师：（职称：副教授）2013年5月25日无锡太湖学院本科毕业设计（论文）诚信承诺书本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）液压机械手的设计是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果，其内容除了在毕业设计（论文）中特别加以标注引用，表示致谢的内容外，本毕业设计（论文）不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。

班级：学号：作者姓名：2013 年5 月25 日无锡太湖学院信机系机械工程及自动化专业毕业设计论文任务书一、题目及专题：1、题目液压机械手的设计2、专题二、课题来源及选题依据本课题是设计基于液压系统的机械手。

液压机械手是一种模仿人体上肢部分功能，按照预定要求输送工件或者握持工具进行操作的自动化技术设备，它可以代替手的繁重劳动，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。

有着广阔的发展前途。

本课题通过机械手进行液压传动原理设计，实现机械手代替人力进行工作。

机械工业是国民的装备部，是为国民竞技提供装备和为人民生活提供耐用消费品的产业。

机械工业的规模和技术水品是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

三、本设计（论文或其他）应达到的要求：1、收集相关资料，分析自己完成本课题还存在哪些方面的困难。

2、选定自己适合的制图软件，对选定的工具进行学习和具体实践。

3、对驱动油路进行仔细的研究，了解液压驱动原理，绘制油路图。

4、机械结构的分析，根据要求设计出合理轻便的机械手。

5、模拟调试后对整个液压机械手进行完善。

四、接受任务学生：班姓名五、开始及完成日期：自2012年11月12日至2013年5月25日六、设计（论文）指导（或顾问）：指导教师签名签名签名教研室主任〔学科组组长〕签名研究所所长系主任签名2012年11月12日液压机械手是模仿人的手部动作，按照给定的程序、轨迹通过液压系统实现抓取和搬运操作的自动装置。