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1、编号 2352482 河南机电高等专科学校 毕业设计（论文）自动化流水线控制系统之机械手系 部: 自动控制 专 业: 电气自动化 班 级: 112班 姓 名: 学 号:指导老师: 二零一四年四月摘 要现代化的自动生产设备，即自动化流水线控制系统的最大特点是它的综合性和系统性。机械手是自动化流水线控制系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。本文中机械手涉及到8个动作过程，我们将通过各种编程软件操作简单方便，而且可通过和计算机的通信实时的对工作程序进行模拟调试和修改，械手是自动化流水线控制系统的一部分，是机电一体化的结合，为了使工业机械手的操作自动化程度提高，机械手可人机界面控制，通过触
2、摸屏的来对机械手的运功过程进行操作，人机界面能更加直观方便的对机械手的运动过程进行控制和实时监控，使用PLC编程控制器和人机界面一起对工业机械手的运动过程进行控制。本文介绍的机械手是主要由PLC控制，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化流水线生产，广泛应用于柔性自动线，动作灵活多样。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，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求，随时更改相关参数。大大降低了工人的劳动强度，提高了工
3、作效率。关键词：机械手；PLC；人机界面；触摸屏；自动化流水线控制系统AbstractABSTRACTModern automatic production equipment, automated assembly line control system is the biggest characteristic of its comprehensive and systemic. Manipulator is automated assembly line control system in the traditional task executing agency, is one of
4、the key components of the robot.This article manipulator involving eight action process, we will through a variety of programming software, simple and convenient operation, and can through the communication and computer real-time simulated debugging and modification to the work program, both hands i
5、s part of the automatic production line control system, is the combination of mechanical and electrical integration, in order to make the operation of the industrial manipulator to improve degree of automation, manipulator can man-machine interface control, through the touch screen to work progress
6、of the manipulator, man-machine interface can be more intuitive and convenient for the process of movement of manipulator control and real-time monitoring, using PLC programming controller with man-machine interface to control the motion process of industrial manipulator.Manipulator is introduced in
7、 this paper is mainly controlled by PLC, through the ac motor is FanZhuanLai control manipulator gripper zhang, so as to realize the function of manipulator accurately movement. This topic manipulator can grasp in the space, place, moving objects, flexible, suitable for can transform the production
8、of varieties of medium and small batch automation production line, widely used in flexible automatic line, flexible and varied. Manipulator generally by the high temperature resistant, corrosion resistant materials, to adapt to the harsh environment, can replace artificial to operate at high tempera
9、tures and dangerous areas, and can according to the requirements of the change of the workpiece and the movement process at any time change the relevant parameters. Greatly reduces the labor intensity of workers, improve the working efficiency.Keywords: Manipulator; PLC; man-machine interface; touch
10、 screen; automated assembly line control system目录目 录第1章 绪论1第2章 设计思路或方案的选择22.1 设计内容3 2.2 系统的整体设计32.3 PLC的选择4第3章 硬件电路设计63.1 电气原理图63.1.1 输入接口电路63.1.2 输出接口电路73.1.3 PLC的组成7 3.2 电I/O分配表83.2.1 表的内容83.2.2 输出输入点分配及I/O分配接线9第4章 软件设计114.1 工作流程图124.2 程序梯形图见附录12第5章 触摸屏135.1 TPC7062KS人机界面135.2 初步认识人机界面135.3 初步认识组态
11、软件135.4 了解触摸屏的接口及组态155.5 TPC7062KS人机界面的硬件连接16第6章 自动流水线控制系统监控画面的制作186.1 规划联机所需要的辅助继电器清单186.2 建立仿真画面19 6.2.1 创建新的工程19 6.2.2 建立新的画面19 6.2.3 定义变量及命令语言216.3 了解触摸屏的接口及组态246.4 程序调试25 6.4.1 使用设备25 6.4.2 调试过程25第7章 结论与展望267.1结论267.2不足之处及未来展望26参考文献27致 谢28附录A：程序清单29附录B：符号表424343毕业设计（论文）题目第1章 绪论现代化的自动生产设备（即自动化流水
12、线控制系统）的最大特点是它的综合性和系统性，在这里，机械技术、微电子技术、电工电子技术、传感测试技术、接口技术、信息变换技术、网络通信技术等多种技术有机地结合，并综合应用到生产设备中；而系统性指的是，生产线的传感检测、传输与处理、控制、执行与驱动等机构在微处理单元的控制下协调有序地工作，有机地融合在一起。可编程序控制器（PLC）以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑微处理单元的角色。因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人材是当务之急。机电一体化是以机械技术和电子技术为主题，多门技术学科相互渗透、相
13、互结合的产物，是正在发展和逐渐完善的一门新兴的边缘学科。机电一体化使机械工业的技术结构、产品结构、功能与构成、生产方式及管理体系发生了巨大变化，使工业生产由“机械电气化”迈入了以“机电一体化”为特征的发展阶段。本设计中提到的机械手是自动化流水线控制系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。工人工作环境和工作内容也要求理想化、简单化。对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成
14、伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。如果机械手就可以反馈自行调整。应用机械手，有利于提高材料的传送。工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、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。近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的
15、应用，机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。借助PLC强大的工业处理能力，很容易实现工业生产的自动化。基于此思路设计的机械手，在实现各种要求的工序前提下，大大提高了工业过程的质量，而且大大解放了生产力，改善了工作环境，减轻了劳动强度，节约了成本，提高了生产效率，具有十分重要的意义。同时，借助组态软件的辅助作用，也大大提高了系统的工作效率。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。机械手是自动化流水线控制系统中的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的有点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。机械手利用可编程序控制器（PLC）以其高抗干扰能力、高可靠性、高性能价格比且编程简单而广泛地应用在现代化的自动生产设备中，担负着生产线的大脑微处理单元的角色。因此，培养掌握机电一体化技术，掌握PLC技术及PLC网络技术的技术人
