码垛机械手控制系统设计附录说课讲解Word文档格式.docx

1、职称讲师学位博士 教研室机电一体化课题来源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218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PLC；3设计控制系统原理图及各部分元件选型；4设计PLC系统控制柜图；5初步设计系统软件。目标和求码垛机械手PLC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PLC控制系统的搭建；3 熟悉变频器的应用。特色 综合运用所学PLC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

2、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 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题 目码垛机械手PLC控制系统设计主要研究内容研究与设计方法1、系统分析与构建的方法2、控制系统的设计3、PLC程序的设计与编制4、变频器控制与使用 主要技术指标（或研究目标）1、设计完成码垛机械手PLC控制系统硬、软件系统，2、以PLC控制完成机械手的工作流程，3、优化路径的计算主要参考文献1、PLC编程实用指南， 宋伯生编著， 北京：机械工业出版社，20072、工业控

3、制电子学：设备、系统与应用，（美） Terry Bartelt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、PLC编程手册/设计手册5、从入门到精通：西门子S7-300/400 PLC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PLC控制系统设计专 业机械工程及自动化班 级4班一、 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

4、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

5、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,动作灵活多样,广泛应用在工业生产和其他领域内。应用PLC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。PLC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

6、能力强。所以从实用性和可靠性出发，设计由PLC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

7、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

8、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。PLC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

9、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。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（PLC）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

10、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。对整个系统进行虚拟调试。四、 主要参考文献与资料获得情况五、 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，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

11、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终完成硬件电路图系统软件设计调试程序、模拟运行编写说明书完成论文，准备答辩已完成附录5 中期检查表毕业设计（论文）中期检查表所学专业一、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

12、成外文翻译文献检索及开题报告工作；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PLC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CAD绘制PLC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s7-300PLC编程软件的应用，熟悉及掌握PLC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PLCSIM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I/O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CAD绘制PLC组成模块图时不知道各组成模块的各自端子编号；4.绘制I/O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