毕业论文：基于PLC的搬运机械手设计

泰山学院本科毕业论文基于PLC的搬运机器人设计研究所机械工程学院特殊名称称为机械设计制造和自动化。年度层级ii (3 2)学生姓名，学号王报2010170051导师姓名，职称查询局副教授完成日期2002年5月30日摘褥子机器人是科技发展的产物，目前发展趋势正朝着智能化、小型化的方向发展，广泛应用于产业、国防、农业等各个领域。机器人是机器人工作的主要部分，最接近人类手臂结构。在高温高压、易腐蚀等危险的工作环境中，机械手可以代替人类的工作，延伸到人类无法触及的领域。基于PLC的机器人，应用更广。可编程内存(PLC)是系统的核心设备，用于执行面向用户的命令，如逻辑计算、顺序控制、计时、计数和算术操作，并通过数字或模拟输入/输出控制各种类型的机器或生产过程。基于PLC的机器人，主要应用PLC编程控制来钳制、释放、左、右、上、下机器人。PLC的机器人，未来发展的一个趋势，不仅容易学习，更普遍，更容易操作。关键字：PLC自动机、顺序控制、编程控制ABSTRACTthe robot is the product of development of science and technology，and the development trend are toward now intelligent，Miniatrization therobot manipulator is The main part of The work，The most similar to human arm structure。in high temperature and high pressure，easy to corrosion of dangerous work environment，Manipulator can be extended to the human touch not touchbased on PLC and the manipulator is the more widely use。Programming logic controller (PLC)、it uses a programmable memory、used for its internal storage procedures、to perform the logicBased on PLC manipulator，mainly is the application of PLC programmable control，realize the clamping manipulator，looksen，leftPLC robot is a tendency of the development of the future，not only easy to operate，and more generally，easy to operate。Key words : PLC manipulator、sequence control、programming control列表1.引用11.1主题研究的目的和意义11.2机械手的现状和发展趋势21.2.1自动机状态.21.2.2操纵器的发展趋势. 22.完整的程序设计42.1 PLC基本结构配置42.2 PLC工作原理52.3 PLC功能62.4 PLC的应用领域.73.PLC搬运机器人设计83.1 PLC搬运机器人工作流示意图83.2 PLC搬运机器人运动阶梯设计11结论. 21参考文献22审计231.引文随着科学技术的发展，特别是机械学的发展，用机器人代替人类完成工作成为可能。机器人广泛应用于工业生产、国防科学技术、医学制药等行业。PLC机械手综合了机械设计、PLC编程和应用、电机控制等知识，通过机械手的程序控制工作，提高了工业生产的效率，实现了人类无法做到的准确度。在未来的社会发展中，PLC机械手将应用越来越多。1.1主题研究的目的和意义u研究目的：主要目的是通过对PLC搬运机器人的研究，代替人体进行复杂的危险往返工作，从而节省劳动力。u研究的意义：一是提高生产过程的自动化水平应用PLC机器人有助于自动化材料传递、工件装卸、工具更换、机器装配等，从而提高劳动生产率，降低生产成本。第二，使工作条件更人性化，避免人身伤害事故人在有毒有害的环境下工作对健康和生命构成巨大威胁，而应用PLC机器人则可以部分或全部代替人安全工作，改善工作条件。第三，准确度高，操作容易。在生产中，PLC机械手具有人无法比拟的精度和效率，利用PLC机械手代替人进行了一些高、精密、尖的生产活动，提高了生产效率，还能生产出高质量的产品。采用可视化操作界面，操作简单，适用性好，使用范围广。摘要PLC机械手的有效应用是工业生产发展的大方向1。1.2机械手的现状和发展趋势1.2.1自动机状态几十年前开始在工业生产中使用机械手开始生产。其中包括单纯的人力机器人、半自动机器人、自动机器人、智能机器人等。电子技术、液压传动、机械自动化、机器人学等多领域的机器人技术。机器人涉及的知识领域越来越多。国内机械手的开发显示了国家对机械手的重视，从考试开始到现在的批准和普及。_l z，$ l: Iz4 _ X简单地说，当前机器人设备的主要经验分为三代：* W4 d0 Z4 _2 y早期一代的机械手主要是手工调节的，主要是帮助人类做一些辅助工作。这一代机器人，操作比较复杂，或者需要很多人力介入。随着科学技术的快速增长，随着各个领域的建立，机器人进入了下一代，此时机械手不仅是简单的操作，还能够检测外部环境的变化，并逐渐代替人类开始工作，完成更复杂的种类的任务。从20世纪70年代到现在进入第三代的机器人具有外部变化识别、变得非常复杂的功能、可视化操作界面等特点。智力成为其发展趋势2。7 0 U6 C5 w(B5 S1.2.2机器人发展趋势* x 3360 c % i6 R/L2 K6 O- $ O目前国内机械手的开发还不太发达。主要用于机器锻造，批量生产部件。工业生产主要有通用机器人和专用机器人两种。在开发专用机器人的同时，对机器人的运动进行了序列化和编程，改善了作为通用机器人开发的情况。这可以实现批量生产，如果机器人部件发生故障，可以快速更换。任何类型的机器人都与计算机密切相关。利用计算机精度高、操作方便的特性，实现了机械手的智能化、小型化、可视化。PLC机械手易于编程和操作，是机器人开发的重要组成部分。应用PLC编程和机械制造技术的组合，使机器人能够按照预定程序执行任务。可视化操作界面使人们更容易操作。总之，PLC机械手的开发已从专门领域扩大到一般领域应用。从复杂结构简化为简单结构，可视化了高操作程序控制。应用2.总体方案设计2.1配置PLC基本结构图1 PLC外部外形图图1是可编程控制器的外部示意图。其基本配置主要包括以下部分：CpuI/o模块(I/o模块)；程序员；电源；首先，CPU模块将PLC控制系统比作人体时，CPU模块相当于人体的控制和动力机构大脑和心脏，PLC的核心是CPU，PLC能够正确执行所有任务的原因是CPU的正确命令和操作。运行从外部获取的信号并输出结果。内存主要用于存储程序。其次，I/o模块(I/o模块)(I/O模块)像人的耳朵、手臂、眼睛等。输入模块主要接收输入信号。输出模块主要控制系统的输出设备。I/o模块的抗干扰能力比较强，工业生产中存在多种信号，I/o模块相互配合得更好。三、程序员程序员主要用于编写程序。按照执行阶段进行编程。可以检查程序的正确性，在编写过程中进行检查，修改等。可编程逻辑控制器，主要设计为与工业环境的生产相匹配的计算机。现在程序员种类很多，不仅是简单的程序员，还有智能的程序员。简单的程序员，只能进行简单的在线工作。智能程序员不仅可以联机工作，还可以脱机工作，功能强大，易于编程。四、电源电源主要是为PLC操作提供动力源的设备。PLC内部电源主要为220V，主要是输入电源。使用24V电压，主要用于外部设备。稳定的电源可确保PLC正常工作3。2.2 PLC工作原理可编程逻辑控制器的操作模式基本上有两种，一种是操作模式，另一种是停止模式。在运行模式下，PLC主要运行工作程序，从而实现控制功能。运行作业进程时，PLC不会仅运行一次就结束，而是继续反复运行，直到PLC中断或转换为停止模式。PLC执行五个阶段的任务：内部处理、通信服务、输入处理、程序执行、输出处理。当PLC处于停止模式时，将执行内部处理、通信服务的两阶段任务。不执行其他步骤的操作。内部处理阶段：PLC主要完成部分内部工作。例如：验证CPU模块硬件是否工作正常，重置计时器等。通信服务阶段：PLC主要与其他微处理器进行通信功能，以响应以编程方式输入的命令4。输入处理阶段：PLC主要将外部输入电路的各种元件状态读取到输入图像寄存器中。外部输入回路“打开”后，在阶梯图中，相应的输入继电器处于“打开电源”状态，常开触点关闭，常闭触点断开。外部输入回路打断后，阶梯图中相应的输入继电器处于“关闭”状态，常闭触点关闭。程序执行步骤：如果没有跳转命令，PLC执行程序将从一个命令开始。执行命令时，CPU读取输入图像寄存器的相应编程组件，并将逻辑操作的结果写入该组件图像寄存器。输出处理阶段：CPU主要将输出图像寄存器的状态传送到输出闩锁。在阶梯图中，如果输出继电器的线圈已通电，则继电器输出模组中相应硬体继电器的线圈将打开，常开接点将关闭，从而为外部负载供电。如果阶梯图中的输出继电器的线圈“断电”，则基于继电器的输出模块中相应硬件继电器的线圈将断电，常开触点将断开，外部负载关闭并死机。2.3 PLC功能用PLC语言编程，易于操作用PLC语言编程时，最常用的是梯形图。阶梯图直观地表示程序执行步骤，是一种简单易懂的输入方法。阶梯编程中比其他编程软件更容易理解的符号表达和执行表达。阶梯语言是PLC在实际执行程式时转换为组合语言的进阶程式语言5。PLC功能强大，应用广泛在当今的工业生产环境中，PLC开发了适用于多种工作环境的模块，不仅可以使用编