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1、 本科生毕业设计基于 PLC 的机械手控制系统设计学 生 姓 名 所 在 学 院 专 业 及 班 级 指 导 教 师 完 成 日 期 I摘要本文在了解机械手和 PLC 控制技术的国内外研究现状及发展趋势基础上,选用四自由度液压机械手作为控制对象进行研究。由于液压机械手具有大功率、易控制和快速性等特点，在工业各领域得到广泛的运用。四自由度液压机械手涉及到了机械设计、液压系统和控制系统等综合知识,是典型的机电液一体化系统。本文在分析机械手工作环境和要完成的任务后,选定了机械手的机构；在分析机械手各动作后,对液压部分进行了分析。液压部分是控制的关键所在，本系统是通过 PLC 控制电磁阀的电磁铁,从而
2、实现对机械手各动作的控制。通过分析系统对输入输出数据釆集的要求,选择适当的 PLC、I/O 模块、信号采集元件压力变送器、分配 PLC 输入输出地址、设计控制系统电路和控制柜。最后,本设计以四自由度液压机械手为对象,采用公司生产的西门子 PLC 和触摸屏进行控制,用自带编程软件 STEP 7 MicroWIN V4.0 SP3 与 Wincc flexible 2008 编程实现机身旋转、手臂伸缩、手腕转动和手指夹取等自动、半自动和点动动作。关键词：机械手； PLC； 触摸屏； 传感器；控制； 程序IIAbstractThis article is based on the understan
3、ding of the manipulator and the PLC technology at home and abroad based on the present situation and development trend, selected Four-DOF hydraulic manipulator as the control object to study.As the hydraulic manipulator with, high-power, easy control and fast, etc. Widely used in various industrial
4、fields, Four-DOF hydraulic manipulator Involve Mechanical Design Hydraulic System Control System Is a typical mechanical and electronic integration system This article analyzes the manipulator working environment, and mission to complete, then selected the manipulator, while analysis the manipulator
5、 motion, Analysis the hydraulic parts. Hydraulic part is the key to control, this system control the Electromagnet of Solenoid valve by the PLC, In order to achieve the movement of the manipulator control. Pressure Transmitter and Grating sensor by Analysis the hydraulic system on the input and outp
6、ut data collection requirements. I/O module, signal acquisition components pressure transmitter, PLC I/O address distribution, design control system circuit and the control cabinet.Finally, the subject is an object with four degrees of freedom hydraulic manipulator, the company production of Siemens
7、 PLC and touch screen control, with their own programming software STEP 7 MicroWIN V4.0 SP3 and Wincc flexible 2008 programming implementation body rotation, telescopic arm, wrist and fingers point such as automatic, semiautomatic and motion.Key words: manipulator; PLC; Touch screen. The sensor; Con
8、trol; The programIII目录第一章绪论.11.1 课题研究背景及意义.11.2 研究现状及发展趋势.31.2.2 PLC 控制系统的研究现状及发展趋势.51.3 PLC 的选择.9第二章机械手机构与液压系统分析.102.1 机械手工作环境分析.102.2 机械手机构分析.102.3 机械手液压系统分析.112.4 机械手设计时应考虑的几个问题 .122.4 本章小结.13第三章机械手控制系统设计.143.1 机械手动作分析.143.1.1 机械手运动参数分析.143.1.2 机械手控制方式分析.143.2 仪器选型.163.2.1 可编程控制器简要介绍.163.2.2 本系统 PLC 的选型.193.3PLC 控制电路的设计.273.4 本章小结.28第四章 PLC 控制系统程序的设计.294.1 总程序的设计.294.2 回原点程序的设计.
