机械手的PLC控制装置设计毕业设计.docx

1、机械手的PLC控制装置设计毕业设计(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)河南工业职业技术学院毕业设计论文题目：机械手的PLC控制装置设计班 级：数控0901班姓 名：袁 炯专 业：数控技术专业指导教师：邰 鑫答辩日期：2010年11月5日前言 可编程控制器（Programmable Logic Controller）是一种以微处理器为核心的工业控制装置。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的设备或生产过程。可编程控制器以其简单易懂、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命

2、长等一系列优点，在汽车、钢铁、航空航天、船舶、化工、纺织、食品、造纸、军工等工业领域获得了广泛的应用。机械手是工业自动控制领域中经常遇到的一种控制对象，机械手可以完成许多工作，如搬运物品、装配工件、切割、喷染等等，应用非常广泛，应用PLC控制机械手实现各种规定的工序动作，可以简化控制线路，节省成本，提高生产效率。为了使动作操作更加准确，加入一些检测元件，更加完善的应用于各各领域，在此做些改进。目录前言1目录2摘要4Pick 5第1章 绪论.6第2章 PLC的简介.72.1 PLC的产生 72.2 PLC的定义和特点 72.2.1 PLC的定义 72.2.2 PLC的特点 72.3 PLC的组成

3、与分类 82.3.1 PLC的组成 82.3.2 PLC的分类 82.4 PLC的工作原理与应用 92.4.1 PLC的工作原理 92.4.2 PLC的应用 9第3章 PLC控制程序的设计.103.1 各电器设备的控制方式及控制要求 103.1.1 机械手的技能和特性 103.1.2 躯干和传动系统 103.2 电气元件、设备的选择 113.2.1 输入输出的点数 113.2.2 PLC机型的选择 123.2.3 电源模块的选择 133.2.4 电气元件的选择 133.3 控制系统的硬件设计 153.3.1 控制要求 153.3.2 系统的硬件程序设计 163.4 控制系统的软件设计。 18致

4、谢.30参考文献.31摘要自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。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、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。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，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，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

5、产成本，有着十分重要的意义。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。关键字：可编程控制器；机械手；传感器；微器处理；继电器；自动控制。PickSince the since the development of manipulator, corresponding with various problems solved. Manipulator in the space grasping, and the production of varieties, small batch autom

6、ation, widely used in flexible automatic production line. Manipulator is -resistant materials, to adapt to the important part of industrial robots, in many cases it can be referred to as industrial robots. Industrial robot is a mechanical, electrical, control, artificial intelligence, computers, sen

7、sors and other multidisciplinary advanced technology in one of the important modern manufacturing automation equipment. Extensive use of industrial robots, not only can improve the product quality and productivity, and to protect the personal safety, improve the working environment, reduce labor int

8、ensity and increase the productivity, conservation of raw materials consumption and lower production costs, a product, evolved into automation based on the micro-processing technology, computer technology, communication technology integrated into new industrial automatic control device.Keywords:PLC;

9、 Manipulator; Sensor ; Microprocessor ; relay ;automatic control.第1章 绪论随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点，气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。电气可编程控制技术与气动技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；气动机械手、柔性自动生产线的迅速发展，对气动技术提出了更多更高的要求；微电子技术的引入，促进了电气比例伺服技术的发展，现代控制理论的发展，使气动技术从开关控制进入闭环比例伺服控制，控制精度不断提高；由于气动脉宽调制技术具有结构简单、抗污染能力强和成本低廉等特点，国

10、内外都在大力开发研究。 从各国的行业统计资料来看，近30多年来，气动行业发展很快。20世纪70年代，液压与气动元件的产值比约为9:1，而30多年后的今天，在工业技术发达的欧美、日本等国家，该比例已达到6:4，甚至接近5:5。我国的气动行业起步较晚，但发展较快。从20世纪80年代中期开始，气动元件产值的年递增率达20%以上，高于中国机械工业产值平均年递增率。随着微电子技术、PLC技术、计算机技术、传感技术和现代控制技术的发展与应用，气动技术已成为实现现代传动与控制的关键技术之一。 由于气压传动系统使用安全、可靠，可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作”。而气动机械手作为

11、机械手的一种，它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以，气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。现代汽车制造工厂的生产线，尤其是主要工艺的焊接生产线，大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动；车身外壳被真空吸盘吸起和放下，在指定工位的夹紧和定位；点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊，都采用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊、力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化，堪称是最有代表性的气动机械手应用之一。在彩电、冰箱等家用电器

12、产品的装配生产线上，在半导体芯片、印刷电路等各种电子产品的装配流水线上，不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、气爪，还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物品轻轻地吸住，运送到指定目标位置。对加速度限制十分严格的芯片搬运系统，采用了平稳加速的SIN气缸。第2章 PLC的简介2.1 PLC的产生1968年美国通用汽车公司（GM）招标要求:软连接代替硬接线;维护方便;可靠性高于继电器控制柜;体积小于继电器控制柜;成本低于继电器控制柜;有数据通讯功能;输入115V;可在恶劣环境下工作;扩展时，原系统变更要少;用户程序存储容量可扩展到4K 。核心思想：用程序代替硬接线，输入

13、输出电平可与外部装置直接相联，结构易于扩展 ，这是PLC的雏形。 1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在GM公司汽车生产线上应用成功 。2.2 PLC的定义和特点2.2.1 PLC的定义美国电气协会制造商协会NEMA和国际电工委员会IEC对可编程控制器分别作了定义：可编程控制器是一种专门用于工业环境的、以开关量逻辑控制为主的自动控制装置。它具有存储控制程序的存储器，能够按照控制程序，将输入的开关量（或模拟量）进行逻辑运算、定时、计数和算术运算等处理后，以开关量（或模拟量）的形式输出，控制各种类型的机械或生产过程。早期的可编程控制器，主要用于开关量逻辑控制，所以称

14、为可编程逻辑控制器，简称PLC，后来随着计算机计术不断发展，其功能已不仅限于开关逻辑控制，所以被称之为可编程控制器PC，但这很容易和个人计算机PC相混淆，因此，一般仍把PLC作为可编程控制器的简称。2.2.2 PLC的特点可编程控制器之所以能够得到迅速发展和广泛应用，主要是由于它具有以下特点：（1）可靠性高，抗干扰能力强；（2）编程简单，易于掌握 ；（3）功能完善，灵活方便；（4）体积小、质量轻、功耗低 。2.3 PLC的组成与分类2.3.1 PLC的组成PLC的构成： PLC的类型繁多，功能和指令系统也不尽相同，但结构与工作原理则大同小异，通常由主机、输入输出接口、电源扩展器接口和外部设备接

15、口等几个主要部分组成。PLC的硬件系统结构如图1所示：图2.1 PLC的硬件系统结构2.3.2 PLC的分类通常PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。（1）按结构形式分类 按结构形式不同，可分为整体式和模块式两类。（2）按控制规模分类 按控制规模大小，可分为小型、中型和大型PLC三种类型。2.4 PLC的工作原理与应用2.4.1 PLC的工作原理PLC的工作原理：PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。2.4.2