【毕业设计】搬运机械手PLC控制系统设计 ㊣ 精品文档 值得下载

有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。

机械手在锻造工业中的应用能进步发展锻造设备的生产能力，改善热累等劳动条件。

机械手首先是从美国开始研制的。

年美国联合控制公司研制出第台机械手。

第章机械手概况搬运机械手的应用简况在现代工业中，生产过程的机械化自动化已成为突出的主题。

在机械工业中，加工装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效办法，程控机床数控机床加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸搬运装配等作业，有待于进步实现机械化。

据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有是小批量生产金属加工生产批量中有四分之三在件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的。

从这里可看出，装卸搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。

机械手可在空间抓放物体，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。

国内外机械工业铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面热加工方面的应用热加工是高温危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。

为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件少量低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。

冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。

进而在程序控制数字控制等机床上应用，成为设备的个组成部分。

最近更在加工生产线自动线上应用，成为机床设备上下工序联接的重要于段。

拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之，促进了机械手的发展。

目前国内铁路工厂机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀钩舌分解制动缸装卸轴箱组装轮对清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。

近年还研制了种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。

近些年，随着计算机技术电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。

机械手的应用意义在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下可以提高生产过程的自动化程度应用机械手，有利于提高材料的传送工件的装卸刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

可以改善劳动条件避免人身事故在高温高压低温低压有灰尘噪声臭味有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。

而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。

在些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。

可以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另个侧面。

因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。

综上所述，有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。

机械手的发展概况与发展趋势机械手的发展概况专用机械手经过几十年的发展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。

由于通用机械手的应用和发展，进而促进了智能机器人的研制。

智能机器人涉及的知识内容，不仅包括般的机械液压气动等基础知识，而且还应用些电子技术电视技术通讯技术计算技术无线电控制仿生学和假肢工艺等，因此它是项综合性较强的新技术。

目前国内外对发展这新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展直比较活跃，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领域也在不断地扩大。

早在年代，随着原子能工业的发展，已出现了模拟关节式的第代机械手。

年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。

这种机械手也称第二代机械手。

如尤尼曼特机械手即属于这种类型。

年代，又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上，亦即是第二代机械手这新技术进入了应用阶段。

年代，装配机械手处于鼎盛时期，尤其是日本。

年代机械手在特殊用途上有较大的发展，除了在工业上广泛应用外，农林矿业航天海洋文娱体育医疗服务业军事领域上有较大的应用。

年代以后，随着计算机技术微电子技术网络技术等的快速发展，机械手技术也得到飞速的多元化发展。

总之，目前机械手的主要经历分为三代第代机械手主要是靠人工进行控制，控制方式为开环式，没有识别能力改进的方向主要是将低成本和提高精度第二代机械手设有电子计算机控制系统，具有视觉触觉能力，甚至听想的能力。

研究安装各种传感器，把接收到的信息反馈，使机械手具有感觉机能第三代机械手能完成工作过程中的任务。

它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展成为柔性系统和柔性制造单元搬运机械手控制梯形图总体构成各部分梯形图的设计通用部分梯形图设计通用部分梯形图分为三部分状态器的初始化。

初始化状态器在手动方式下被置位复位。

当方式选择开关置于返回原位接通时，按下复位按钮时被置位，在手动操作接通时，复位。

处于中间工步的状态器用手动做复位操作，即在方式选择开关位于手动操作或返回原位时，中间状态器同步复位。

故初始化梯形图如图所示，如果状态器要在供电时从断电前条件开始继续工作，则不需要。

图状态器初始化梯形图状态器转换启动。

若机械手工作在自动工作方式下，当初始状态器被置位后按下启动按钮，辅助继电器工作，状态器的状态可以步步的向下传递，即可进行转换。

在执行连续程序时，转换启动继电器直保持到停机按钮按下为止。

另面采用检查机器是否处于原位。

当和都接通时，从初始状态器开始进行转换，故其梯形图如图所示。

图状态器转换启动梯形图状态器转换禁止梯形图。

激活特殊辅助继电器并用步进梯形指令控制状态器转换时，状态器的转换就被自动禁止。

在单周期工作期间，按下停止按钮时，应被激励并自保持，操作停止在现行工步。

当按下停止按钮时，从现行工步重新开始工作，应复位，即重新允许新转换。

在步进工作方式时，应始终工作，此时，禁止任何状态转换。

但没按下次启动按钮时，断开次，允许状态器转换次。

在手动工作方式时禁止进行状态转换。

在手动方式解除之后，按下启动按钮，则状态转换禁止解除，复位，。

在启动时，用初始化脉冲和自保持，以此禁止状态转换，直到按下启动按钮。

故状态器转换禁止梯形图如图所示。

图状态器转换禁止梯形图通过对和的分析可得出在执行手动操作和返回原位程序时，直不能被接通，而长期被接通，按下启动按钮时除外执行步进程序时没按次启动按钮，断开次，接通次，状态器转换次在执行单周期操作程序时，按下启动按钮，断开，接通，状态器的转换可步步向下转换，直至按下停止按钮时，自锁，状态器的转换被禁止，操作停止在现行工序再次按下启动按钮时从现行工序开始工作在执行连续程序时，直接通到按下停止按钮，此时直不能接通。

手动操作梯形图手动操作方式由于不需要任何复杂的顺序控制，可以用常规继电器顺序方式来设计梯形图。

手动操作时按下放松按钮时，机械手卡抓松开，当松开放松按钮时，机械手卡爪在液压缸作用下自动加紧并保持按下上升按钮，上升输出保持接通按下下降按钮，保持接通在上限位按下慢进按钮，慢进输出接通，至行程开关闭合，小车停止快进快退慢退情况同慢进。

手动操作梯形图设置有互锁，只有在小车处于左限位即闭合或右限位即闭合时机械手的上升下降动作才能进行，只有当机械手处于下限位即接通机械手的加紧放松动作才可以手动控制为了安全，同个电动机的正反转线圈不能同时接通，设计中设计了自锁开关，防止线圈同时接通造成的短路。

故手动操作时梯形图如图所示。

图手动操作梯形图返回原位梯形图在返回原位状态下，夹紧与下降动作应被停止，上限位未动作时，应进行上升上限位动作时，右行动作应停止，并左行至左限位位置。

故返回原位梯形图如图所示图返回原位梯形图自动状态梯形图图表示了机械手自动工作时执行各工步的情况，表示了各工步的实现和转换的条件。

在第次下降工步中，下降电磁阀接通。

自下限位置时，接通，转换为夹持过程夹持电磁阀复位，至加紧限位接通，转换为上升动作当上限为开关闭合，接通，小车开始慢进动作。

快进慢进延时下降加紧上升慢退快退慢退动作依次类推，如上所述步步按顺序驱动各个负载动作，称为顺序控制或过程步进型控制。

图搬运机械手自动工作流程图用状态器代替自动工作流程图的各工步，可得到所示的功能表图图搬运机械手自动工作功能表图根据图所示的自动工作功能表图，可设计出自动操作时的梯形图如图所示。

图搬运机械手自动工作梯形图绘制搬运机械手控制梯形图将从初始化开始的系列梯形图，按照总体结构图图的形式组合在起，得到机械手控制的梯形图见附图，其语句表见附录。

附图搬运机械手结构图搬运机械手控制梯形图搬运机械手动作流程图搬运机械手控制接线图结论本设计主要应用于机加工生产，货物调运等场合。

搬运机械手采用控制，体积小，重量轻，控制方式灵活，可靠性高，操作简单，维修容易。

使用该机械手代替人工搬运工件，既安全，又准确，提高了劳动生产率，保证了工件的质量，降低了工人的劳动强度，具有较好的经济效益和社会效益。

可编程控制器以其丰富的接口模块高可靠性，可以在机械手的控制系统的设计中起到了十分重要的作用。

本文就设计过程中的几项关键的问题提出了自己的些看法，可以有效地提高系统的抗干扰能力，对读写，事件响应等通信时间可进行精确的控制，取得了良好的效果随着机械手应用的普及，机械手向着专用化，机械结构向模块化可重构化的方向发展，机械手的动作更加灵活多样，其控制方式也在向着多元化的方向发展，在控制的过程中，还有许多的问题需要解决，在机械手开发中的开发应用还有很大的空间。

谢辞此次设计是在杜志强老师的悉心指导下完成的。

导师为论文课题的研究提出了许多指导性的意见，为论文的撰写修改提供了许多具体的指导和帮助。

杜志强老师的严谨治学不断探索的科研作风，敏锐深邃的学术洞察力，孜孜不倦的敬业精神，给我留下了深刻的印象，使我受益良多。

生活中杜志强老师就是我的朋友