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1、浙江广厦建设职业技术学院课程设计第1页共16页浙江广厦建设职业技术学院电气自动化技术专业毕业论文论文题名：金属搬运机械手学生姓名：王伟松学 号：0220100225指导教师：吴丽丽专 业：电气自动化年 级：G10 电气（2）班浙江广厦建设职业技术学院课程设计第2页共16页摘摘 要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
2、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。通过以上部分的工作，得出了经济型、实用型、高可靠型物料分拣机械手的设计方案，对其他经济型 PLC 控制系统的设计也有一定的借鉴价值。本设计的机械手用于金属加工的生产线上。关键词: 机械手，气动控制，s7-226 浙江广厦建设职业技术学院课程设计第3页共16页摘
3、 要.3 前言.4 课题背景与现实意义.4 一 气动机械手的操作要求及功能.5 1.1 操作要求.5 12 机械手的功能及原理.5 二 机械手.6 2.2 机械手简介.7 2.3 机械手的选择.7 三 机械手硬件设计.73.1 PLC.7 3.1.1 PLC 简介.7 3.1.2 PLC 的结构及基本配置.83.2 plc 的选择 .8 3.3 机械手的电机选择.9 3.4 机械手驱动的选择.9 四 机械手软件设计.10 41 编程设计.10 42 主程序.12 43自动运行自子程序.13 44 手动运行子程序.15 心得体会.15 参考文献.16浙江广厦建设职业技术学院课程设计第4页共16页
4、前言前言机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。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 键参数越多、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。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式
5、、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等课题背景与现实意义课题背景与现实意义随着人类的发展、文明的进步，工业正不断发展着，需要人们完成的工作量也不断增大（尤其是那种重复性大的工作，像传运货物） ，涉及到危险性的工作也日趋增多，机械手通常应用于动作复杂的场合来代替人的反复的操作，从而节省人的劳动，普通继电器由于其体积和接口等各方面限制，经常被应用于动作简单的电气及流水线控制，而 PLC 以其可靠性高、抗干扰能力强;控制系统构成简单。编程简单、使用、维护方便；组合方便、功能强、应用范围广；体积小、重量轻、功耗
6、低等有点被广泛应用于类似机械手的控制动作复杂的场合，本设计正是以 PLC 控制为基础从而实现机械手的各种动。：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。一一 气动机械手的操作要求及功能气动机械手的操作要求及功能1.11.1 操作要求操作要求a.在传送带的 A 端，暗转光电开关 PS，用来检测是否有工件。检测到工件后浙江广厦建设职业技术学院课程设计第5页共16页可进行下一步的操作。b.机械手在原点时，接通启动按钮，A 开始运转，光电开关检测到物品后，传送带 A 停止运转.c.传送带 A 停止后，机械手
7、进行工作，将工件由 A 搬运到传送带 B。d.机械手返回原点后，自动在启动传送带 A，进行下一组工作。e.按下停止按钮后，机械手全部完成本次的操作后返回原点，停止工作。f.机械手的上移、下移、左移、右移均由一个两位双电控的电磁阀控制。夹紧、放松工作由一个单电控电磁阀控制1 12 2 机械手的功能及原理机械手的功能及原理简易物料搬运机械手工艺流程如下图所示。该机械手是一个可水平和垂直移动的机械装置。其操作是将工件从左传送带 A 搬运到有传送带 B。用光耦合 VLC 检测传送带上是否有工件。机械手气缸驱动而工作，气缸由电磁阀控制。垂直运动和水平运动各由一个两位双电控的电磁阀控制，对工件的夹紧和放松由一个单电控电磁阀控制。机械手最先为于原点位置，每次循环均有此开始。当机械手在原点时，穷传送带A，当光电开关检测到共建后，A 停止工作。建议机械手工艺操作过程如下所述。机械手自动运行过程：a. 检测工件：光点开关检测传送带 A 上有无工件。b. 机械手下移：如果检测到工件，则机械手从原点下移，直到
