毕业设计报告
课题:基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计和工作原理
系部: 机电工程系
专业:机电一体化技术
班级: 机电091
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目录
目录 I
摘要 IV
Abstract V
第一章前言 1
研究的目的及意义 1
机械手在国内外现状和发展趋势 1
主要研究的内容 2
解决的关键问题 3
第二章执行系统的分析与选择 4
执行机构坐标形式的选择 4
执行机构的组成 6
执行机构各部分的分析与选择 6
手部的选择 6
手臂结构的选择 8
机座结构的选择 9
执行机构的工作原理 10
执行机构简图 10
第三章驱动系统的分析与选择 12
驱动系统的分析与选择 12
机械手驱动系统的控制设计 13
气动元件选取及工作原理 14
气源装置 14
执行元件 15
控制元件 16
辅助元件 17
真空发生器 18
吸盘 18
气动回路的工作原理 18
第四章控制系统的分析设计 22
控制系统的组成结构 22
控制系统的性能要求 22
传感器的选择 23
位置检测装置 23
滑觉传感器 23
视觉传感器 24
控制系统PLC的选型及控制原理 25
PLC控制系统设计的基本原则 25
PLC种类及型号选择 30
I/O点数分配 30
PLC外部接线图 32
机械手控制原理 32
PLC程序设计 34
总体程序框图 34
初始化及报警程序 36
手动控制程序 37
自动控制程序 39
第五章总结与展望 42
参考文献 43
致谢 44
附录 45
基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
摘要
机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上,结合机械手方面的设计,对机械手技术进行了系统的分析,提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想,充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动,控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
通过以上部分的工作,得出了经济型、实用型、高可靠型物料分拣机械手的设计方案,对其他经济型PLC控制系统的设计也有一定的借鉴价值。
关键词: 机械手,气动控制,可编程控制器(PLC),自动化控制,物料分拣。
第一章前言
研究的目的及意义
机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要,可以大量代替单调往复或高精度需求的工作,在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化,能在高温、腐蚀及有毒气体等环境下操作以保护人身安全,可以广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
随着工业的高速发展,机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要,已经在工业生产中得到了广泛的应用。它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动,实现生产的机械化和自动化;并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全,被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心,综合了计算机和自动控制等先进技术,具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点,已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。使用PLC的自动控制系统具有体积小,可靠高,故障率低,动作精度高等优点。
适应工业需要,本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制,并借助必要的精密传感器,使其能够对不同颜色的物料按预先设定的程序进行分拣,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,广泛应用于柔性生产线。采用PLC控制,是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置,可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,并且在产品变化或临时
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