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1、毕 业 设 计项目说明书设计题目： 搬运机械手的PLC控制技术设计 专 业： 机电一体化技术 班 级： 机 电 学 号： 设 计 者： 指导教师： 完成时间： 年 月 日 湘潭医卫职业技术学院医用电气学院目 录中文摘要，中文关键词1英文摘要，英文关键词2前 言3第一章 搬运机械手课题研究基本知识51.1课题研究背景51.2课题研究目的与内容5 1.3课题研究意义5第二章 搬运机械手简介72.1 搬运机械手的发展史72.2机械手的结构82.3机械手的工作原理82.4搬运机械手的控制功能演变9第三章 搬运机械手的总体方案设计123.1搬运案例分析12 3.1.1搬运电饭煲机械手案例析12 3.1.
2、2机械手搬运电饭煲方案证133.2搬运机械手机械部件构造设计14 3.2.1 机械手的手部结构方案设计14 3.2.2 机械手控制抓取力度的设计15 3.2.3 机械手防止出现刮痕的设计17 3.2.4 机械手的技术参数列表173.3搬运机械手的驱动方案设计183.4搬运机械手电控系统设计19 3.4.1 电控系统方案分析19 3.4.2 电控系统元器件选择20 3.4.3 电控系统电气主回路设计21第四章 搬运机械手的PLC系统的设计234.1 搬运机械手控制回路方案选择与论证234.2 PLC的基本知识254.3 搬运机械手PLC程序控制设计27 4.3.1 PLC的选择27 4.3.2控
3、制过程优化28 4.3.3 PLC外围电路设计30 4.3.4 PLC软件程序设计34 4.3.5 PLC软件程序仿真演示374.4 电气控制系统安全措施与保护39第五章 搬运机械手PLC控制系统的装调与维保42 5.1搬运机械手系统的安装与调试42 5.2搬运机械手系统的维护与保养44结束语47参考文献48致 谢49附 录50搬运机械手的PLC控制技术设计摘 要机械手能模仿某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重、单调、重复劳动以实现生产的机械化和自动化，因而得到广泛应用。本设计中的机械手采用上下升降加平面转动式结构，机械手的动作由气动缸驱动，机械
4、手采用PLC控制，具有可靠性高、改变程序灵活等优点，无论是进行时间控制还是行程控制或混合控制，都可通过设定PLC程序来实现。可以根据机械手的动作顺序修改程序，使机械手的通用性更强。通过六维力、触力传感器的互相协了来解决了搬运机械手，搬运过程中抓取物体时爪部力度过大过小问题。【关键词】:搬运机械手，PLC，六维力、触力传感器，气动Design of PLC control technology for handling manipulatorAbstract：The mechanical hand can imitate the action of certain functions for a
5、utomatic operation device fixed program grab, moving objects or operating tool. It can replace the heavy, monotonous and repetitive work to realize the mechanization and automation of the production, so it is widely used. The design of manipulator by lifting and plane rotational structure, mechanica
6、l hand movements by the gas dynamic cylinder driving, manipulator controlled by PLC, with high reliability, advantage of the flexibility of program changes, whether it is for time control or stroke control and hybrid control, by setting the PLC program to realize. You can modify the program accordin
7、g to the movement of the manipulator in order to make more universal manipulator. Through the pressure, the contact sensor coordinated the to solve the manipulator, handling in the process of grasping the object the pawl efforts had greater than a small problem.【key word】：Handling manipulator, PLC,
8、pressure, touch sensor, pneumatic前 言机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它对稳定与提高产品质量，提高生产效率，改善劳动条件和产品的快速更新换代起着十分重要的作用。通过大量的国内外期刊杂志，论述了机械手的发展历程、组成和分类，同时对国内外机械手的研究现状和发展趋势做了一定的了解。还对机械手的常见驱动方式做了一番分析，并预测了它的发展趋势。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。它的结构是：机体上安装一个回转长臂，顶部装有电磁块的工件抓放机构，控制系统是示教形的。1962年，美国联合控制公司在上述方案的基础上又
9、试制成一台数控示教再现型机械手。商名为Unimate（即万能自动）。运动系统仿照坦克炮塔，臂可以回转、俯仰、伸缩、用液压驱动；控制系统用磁鼓作为存储装置。不少球坐标通用机械手就是在这个基础上发展起来的。同年，美国机械制造公司也实验成功一种叫Vewrsatran机械手。该机械手的中央立柱可以回转、升降采用液压驱动控制系统也是示教再现型。这两种出现在六十年代初的机械手，是后来国外工业机械手发展的基础。1978年美国Unimate公司和斯坦福大学，麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手，装有小型电子计算机进行控制，用于装配作业，定位误差小于1毫米。联邦德国KnKa公司还生产
10、一种点焊机械手，采用关节式结构和程序控制。目前，机械手大部分还属于第一代，主要依靠人工进行控制；改进的方向主要是降低成本和提高精度。第二代机械手正在加紧研制。它设有微型电子计算控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把感觉到的信息反馈，使机械手具有感觉机能。第三代机械手则能独立完成工作中过程中的任务。它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中的重要一环节。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2KG的产品系统
11、总重已突破100KG。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。第一章 搬运机械手课题研究基本知识1.1 课题研究背景目前，生产成品包装电饭煲的流水线工厂中都是人工搬运成品电饭煲进行包装，包装过程劳动强度大、生产效率低、在搬运过程中可能造成电饭煲外壳的损伤。电饭煲作为一个生活必须用品，需求量很大，所以对生产量要求也大，工人搬运过程中繁重、单调、重复的作业会出现不确定因素，导致产品电饭煲产生质量问题和影响产品的美观，如果破损，将会直接报废，不仅占有固定资金，还占用生产力，生产空间。结合实际中还可能出现的一些其它问题设计出一款搬运机械手，在线上能替代人力，解决人力搬运导致产品破损的问题，避免货物损伤又节约了人力，又实现了现代工厂自动化生产发展的需要。用机械手来代替工人的操作，还大大的提高了工人的安全度和工作效率。1.2 课题研究目的与内容本文通过对电饭煲的外形和材料的研究，确定了搬运机械手的系统结构，完成了机械手的整体设计，利用可编程控制器P
