基于PLC的物料分揀機械手自動化控制系統(tǒng)設計【CAD圖紙和文檔終稿可編輯】
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山東大學自學考試畢業(yè)設計（本科）摘 要 機械手在先進制造領域中扮演著極其重要的角色。它可以搬運貨物、分揀物品、代替人的繁重勞動?？梢詫崿F(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因此被廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。 本文在縱觀了近年來機械手發(fā)展狀況的基礎上，結(jié)合機械手方面的設計，對機械手技術(shù)進行了系統(tǒng)的分析，提出了用氣動驅(qū)動和PLC控制的設計方案。采用整體化的設計思想，充分考慮了軟、硬件各自的特點并進行互補優(yōu)化。對物料分揀機械手的整體結(jié)構(gòu)、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了分析和設計。在其驅(qū)動系統(tǒng)中采用氣動驅(qū)動，控制系統(tǒng)中選擇PLC的控制單元來完成系統(tǒng)功能的初始化、機械手的移動、故障報警等功能。最后提出了一種簡單、易于實現(xiàn)、理論意義明確的控制策略。通過以上部分的工作，得出了經(jīng)濟型、實用型、高可靠型物料分揀機械手的設計方案，對其他經(jīng)濟型PLC控制系統(tǒng)的設計也有一定的借鑒價值。關(guān)鍵詞: 機械手，氣動控制，可編程控制器（PLC），自動化控制，物料分揀。Abstrac Manipulator plays an extremely important role in the field of advanced manufacturing. It can carry goods, sort materials and do heavy works instead of the human being. It also can realize mechanization and automation of the production, do the jobs in harmful environment to protect the personal safety. So it is widely used in metallurgy, machinery manufacturing, electronics, light industry and atomic energy etc.In this paper,by reviewing the developmental status of the manipulator in recent years, combining the design of manipulator and systematic analyzing technology of the manipulator, We proposed the design scheme that the manipulator was driven by the pneumatic and the system was controlled by PLC. Integrative idea was adopted in this design to fully consider the characteristics of the software and hardware and complementary optimization. We analyzed and designed the overall structure, the implementation of structural, driving system and control system of the manipulator. We used pneumatic-driven in the driving system, PLC control unit in the control system to complete initialization of the system, manipulators moving, failure alarm and so on. Finally we put forward a control strategy which is simple, easy to realize, and clear theoretical significance. Through the work above, a practical, economical, high-reliability sorting material manipulator was designed, which also had certain reference value for the other types of economical PLC control system design. Key words: manipulator ；pneumatic-driven； programmable logic controller (PLC)； automatic control；sorting materials目 錄第一章 前言11.1 研究的目的及意義11.2 機械手在國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢11.3 主要研究的內(nèi)容31.4 解決的關(guān)鍵問題3第二章 執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇42.1執(zhí)行機構(gòu)坐標形式的選擇42.2 執(zhí)行機構(gòu)的組成62.3 執(zhí)行機構(gòu)各部分的分析與選擇62.3.1 手部的選擇62.3.2 手臂結(jié)構(gòu)的選擇82.3.3 機座結(jié)構(gòu)的選擇92.4 執(zhí)行機構(gòu)的工作原理102.5執(zhí)行機構(gòu)簡圖11第三章 驅(qū)動系統(tǒng)的分析與選擇123.1 驅(qū)動系統(tǒng)的分析與選擇123.2 機械手驅(qū)動系統(tǒng)的控制設計143.3 氣動元件選取及工作原理153.3.1 氣源裝置153.3.2 執(zhí)行元件153.3.3 控制元件163.3.4 輔助元件183.3.5 真空發(fā)生器183.3.6 吸盤183.4 氣動回路的工作原理19第四章 控制系統(tǒng)的分析設計234.1 控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)234.2 控制系統(tǒng)的性能要求244.3 傳感器的選擇244.3.1 位置檢測裝置244.3.2 滑覺傳感器254.3.3 視覺傳感器254.4 控制系統(tǒng)PLC的選型及控制原理274.4.1 PLC控制系統(tǒng)設計的基本原則274.4.2 PLC種類及型號選擇314.4.3 I/O點數(shù)分配324.4.4 PLC外部接線圖344.4.5 機械手控制原理354.5 PLC程序設計364.5.1 總體程序框圖364.5.2 初始化及報警程序394.5.3 手動控制程序404.5.4 自動控制程序41第五章 總結(jié)與展望44參考文獻46致 謝48 4
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