码垛机械手控制系统设计附录

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1、附录1课题审批表附录2毕业设计任务书附录3毕业设计开题报告附录4毕业设计计划进程表附录5毕业设计中期检查表外文文献外文翻译# / 21附录1课题申请表毕业设计（论文）课题申请表学院：机械工程学院时间：2011年11月23日课题 情 况课题名称码垛机械手控制系统设计教师姓名张职瑞称只讲师学位 博士教机电一体研室 化课题来源A.科研b生产C.教学D. 其它课题类别.设计B.论文实施地点校内起止时间12011 年 12 月-2012 年 6 月上机时数2- 18 周拟指导学生数1 对学生的特殊要求主 要 研 究 内 容1 分析码垛机械手的功能及控制要求；2.分析选择；3 设计控制系统原理图及各部分元

2、件选型；4. 设计系统控制柜图；5. 初步设计系统软件。目 标 和 要 求码垛机械手控制系统设计，达到以下目的和要求：1. 了解生产设备电控设计的一般步骤；2. 能够进行控制系统的搭建；3. 熟悉变频器的应用。特 色综合运用所学知识、机构控制知识等。成果形式设计图纸与编程软件成果价值具有实用价值科室审批意见同意负责人签字：2011年11月27日学院审批意见同意主管院长签字：2011年11月30日附录2任务书毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写）学生姓名丁金涛学号20080460205教师姓名张瑞职称讲师题目码垛机械手控制系统设计主要研究内容1 分析码垛机械手的功能及控制要求；2.分析选择；3

3、 设计控制系统原理图及各部分元件选型；4. 设计系统控制柜图；5. 初步设计系统软件。研究与设计方法1、系统分析与构建的方法2、控制系统的设计3、程序的设计与编制4、变频器控制与使用主要技术指标码垛机械手控制系统设计，达到以下目的和要求：1、设计完成码垛机械手控制系统硬、软件系统，2、以控制完成机械手的工作流程，3、优化路径的计算（或研究目标）主要参考文献1、编程实用指南， 宋伯生编著， 北京：机械工业出版社，20072、 工业控制电子学：设备、系统与应用，（美）著；姜绍龙，富晓静， 张剑译，北京：清华大学出版社，20053、工业控制工程实践技术，付家才主编，北京：化学工业出版社教材 出版中心

4、，20034、编程手册/设计手册5、从入门到精通：西门子 S7-300/400技术与应用，张运刚等，北京： 人民邮电出版社，2007附录3开题报告毕业设计（论文）开题报告题目名称码垛机械手控制系统设计学生姓名丁金涛专业机械工程及自动化班级4班、选题的目的意义毕业设计是大学四年来对我们所掌握知识的一个综合考察，所以选择一个合适的毕 业课题是很重要的。而一个既要有硬件设计，又要涉及到软件编程的毕业设计课题是再 好不过的。它可以检验我们在大学期间的学习情况以及综合应用能力，通过实物的制作，可以很好的锻炼我们的动手能力。伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重 要，由于工作

5、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，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了 ，机械手是工业机器人系统中 传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领 域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识。它能部分地 代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传 送和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提 高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。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。它可在空间抓、放、搬运物体等，

6、动作灵活多样,广泛应用在工业生产和其他领域内。应用控制机械手能实现各种规定的工序动作，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。控制机械手可按使用要求选购相应的产品完成复杂的逻辑控制，逻辑控制为主，也 可以组成模拟量控制系统，软硬件开发工作量较少，输出带负载能力和抗干扰能力强， 可靠性好，环境适应能力强。所以从实用性和可靠性出发，设计由组成的码垛机械手控 制系统可以使该系统在各种条件下良好的运行，且结构简单可靠，便于操作。二、国内外研究综述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生

7、产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。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优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确 性和各种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。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程 中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内， 迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实 现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不 断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物

8、的力量比人手力大的特点，因此， 机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用我国的工业机器人起步与70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了 3个阶段： 70年代的萌芽期，80年代的开发期和 90年代的适用化期。从 90年代初期起，我 国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装 配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人 应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础在国外机械制造业中，工业机械手运用较多，发展较快。目前主要用于机

9、床，摸锻 压机的上下料，以及点焊，喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操 作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将 引起零部件机械手本身的损害。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能 的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界的条件的变化，做出相应的变更。作为一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用了可变成 的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数、和算术等面向用 户的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。 标准 化编程的出现使机器人更加容易控制、配置和重新配置

10、。与过去昂贵的专利产品不同， 现在的传动控制和可编程逻辑控制（）产品使得工厂可以使用标准的编程语言来运行机 器人。标准化的控制装置带有便于使用的软件安装向导，不需要专门停下来进行操作员 或者程序员培训。三、毕业设计（论文）所用的方法1收集相关资料，并对现有的资料进行研究分析，进而分析自己完成本系统的 开发工作还存在那方面的困难，除了现有的知识外还应该具备那些新的知识。2. 选定自己适合和熟悉的开发编程工具， 对选定的开发工具进行深入学习及具 体实践。3. 对电路进行仔细研究，了解电路的工作原理，绘制硬件电路图。4. 软件系统的分析，根据要求编写出适合系统的程序，并校验程序的正确性。 对整个系统

11、进行虚拟调试。四、主要参考文献与资料获得情况1、编程实用指南， 宋伯生编著， 北京：机械工业出版社，20072、 工业控制电子学：设备、系统与应用，（美）著；姜绍龙，富晓静，张剑译，北 京：清华大学出版社，20053、工业控制工程实践技术，付家才主编，北京：化学工业出版社教材出版中心，20034、编程手册/设计手册5、从入门到精通：西门子S7-300/400技术与应用，张运刚等，北京：人民邮电出 版社，2007五、指导教师审批意见自上学期接受课题之后积极开展毕业设计工作，查阅国内外研究文献和相关书籍， 前期文献调研工作开展较为深入，对毕业设计课题有较好的认识，结合毕业设计要求准备相应知识能力，

12、能够较好的完成毕业设计课题的工作要求。准予开题。指导教师签名2012年3月27 日附录4计划进程表毕业设计（论文）计划进程表学生姓名丁金涛学号20080460205教师姓名张瑞职称讲师题目码垛7机械手控制系统设计时间工作内容完成情况第17周第18周第19周第20周本学期第1周第2周第3周第4周第5周第6周第7周第8周第9周第10周第11周第12周第13周第14周第15周选题及了解设计任务查阅相关资料进一步了解设计内容 调查研究 收集资料，研读资料完成文献综述 阅读相关外文文献，进行外文翻译 完成开题报告查阅有关参考书和技术资料，确定设计方案 系统硬件元件选型硬件电路设计 绘制硬件电路图修改并最

13、终完成硬件电路图系统软件设计 系统软件设计 调试程序、模拟运行 调试程序、模拟运行 编写说明书 编写说明书 完成论文，准备答辩已完成 已完成 已完成 已完成已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成附录5中期检查表毕业设计（论文）中期检查表题目名称码垛机械手控制系统设计学生姓名丁金涛所学专业1机械工程及自动化学号120080460205一、已完成的任务1.认真阅读毕业设计任务书和毕业设计指导书， 到图书馆及上网查找和研读相关文献，对所涉及知识都有掌握，并已找到所需参考书等资料；2. 完成外文翻译、文献检索及开题报告工作

14、；3. 查阅有关参考书及技术资料，进行分析、比较、论证后确定最佳的设计方 案；4. 了解、变频器、编码器和光电开关等所要用到的硬件元件，并根据工作要求完成对各个元件的选型；5. 用绘制组成模块图、电动机控制图、输入输出接线图等硬件图，并对其进行修改以满足设计要求和注入自己的设计理念；6. 了解S7-300编程软件的应用，熟悉及掌握编程语言；7. 根据系统要求画出控制系统的工艺流程图；8. 开始编写程序，基本完成自动控制部分程序的编写；9. 熟悉仿真软件的使用，试着调试程序。二、存在问题1. 对变频器和编码器的工作原理不是很明白， 导致对总的工作过程的实现有 些地方不清楚；2. 在分配表时，对模拟量及数字量输入输出地址不知怎么确定；3. 用绘制组成模块图时不知道各组成模块的各自端子编号；4. 绘制接线图时，没有把模拟量输入输出和数字量输入输出分开，且对各输入输出的电源提供不清楚；5. 电动机正反转控制中，对接触器的理解错误，导致绘制的电路图出现问题；6. 软件方面，对S7-300编程软件操作，有些地方不明白；7. 自动控制程序中，对于当码垛高度高于原点的情况不知如何解决；8. 对手动控制的过程及具体功能不太清所以楚的编程还不知如何下手；9. 对仿真软件对所编程序的调试还不熟悉