PLC控制的機械手設(shè)計開題報告

西南科技大學高等教育自學考試

畢業(yè)設(shè)計（論文）任務(wù)書

題目名稱學生姓名題目來源馮顯堯□實驗室建設(shè)□其它PLC控制的機械手設(shè)計準考證號070109476303□教師科研□社會實踐題目□理論研究□應(yīng)用研究類型□設(shè)計開發(fā)□其它PLC是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計算機技術(shù)、半導體集成技術(shù)、自動控制選題背景及目技術(shù)、數(shù)學技術(shù)和通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展起來的一種通用工業(yè)自動化裝置。它面向控制過程、面向用戶、適應(yīng)工業(yè)環(huán)境，成為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱之一。PLC控制技術(shù)代表著當前程序控制的先進水平，PLC裝置已經(jīng)成為自動化系統(tǒng)的基本裝置。在當前機械手的應(yīng)用中，物件搬運就是機械手發(fā)展的主要方向之一，因為一些繁重和重復性強的工作都可以借助機械手來進行，它可以部分甚至全部代替人類來完成一些工作。本畢業(yè)設(shè)計所要研究的是基于PLC的機械手的控制腰部的旋轉(zhuǎn)來完成對物件的抓取和傳送。工作任務(wù)及要求時1.開題報告:201*年11月3日至201*年12月6日。間安2.完成初稿：201*年12月7日至201*年2月20日。排3．答辯：201*年月日至年月日。以上內(nèi)容由指導教師填寫指導教師教師姓名：鄧宇翔簽字學生接受任務(wù)簽字

的部分設(shè)計，主要的部分是通過控制電動機來操控機械手的手指，手腕、手臂和1、控制方案的制定2、傳感器的選型與應(yīng)用3、可編程控制器（PLC）硬件及軟件控制4、軟件的軟件安裝和硬件連接5、程序流程圖助學點審核意見：審核組長簽字：年月日10年12月20日接受任務(wù)時間：10年12月20日學生簽名：

西南科技大學高等教育自學考試

畢業(yè)設(shè)計（論文）申報表

學生姓名學生住址題目名稱擬請指導教師指導教師電話選題背景及目鄧宇翔13888014910馮顯堯性別男年齡24準考證號聯(lián)系電話07010947630313518722225昆明市五華區(qū)學府路388號畢業(yè)設(shè)計（論文）PLC控制的機械手設(shè)計指導教師職稱講師指導教師單位昆明冶金高等�？茖W校隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進一步發(fā)展,自動化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱,無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見。PLC控制技術(shù)代表著當前程序控制的先進水平，PLC已經(jīng)成為自動化系統(tǒng)的基本裝置。在當前機械手的應(yīng)用中，物件搬運就是機械手發(fā)展的主要方向之一，因為一些有害、繁重和重復性強的工作都可以借助機械手來進行，它可以部分甚至全部代替人類來完成一些工作。本畢業(yè)設(shè)計所要研究的是基于PLC的機械手的控制部分設(shè)計，對軟件和硬件的1、整個控制方案的總體規(guī)劃、資料的查找和收集2、控制方案的制定3、用CAD設(shè)計機械手原理圖4、可編程控制器（PLC）硬件及軟件控制5、程序流程圖6、軟件的安裝和硬件連接7、MCGS組態(tài)設(shè)計的合理規(guī)劃，通過MCGS組態(tài)將過程展示出來。工作任務(wù)及要求時1.開題報告:201*年11月3日至201*年12月6日。間安2.完成初稿：201*年12月7日至201*年2月20日。排3．答辯：201*年月日至年月日。助學中心評審意見主考院校評審意見II

摘要

在工業(yè)生產(chǎn)和其他制造領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。自從機械手問世以來，實現(xiàn)了生產(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(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。

在本設(shè)計中介紹了國內(nèi)外機械手研究現(xiàn)狀及PLC的研究發(fā)展趨勢，描述了機械手控制系統(tǒng)的工作原理和動作實現(xiàn)過程。研究了基于PLC的機械手模型控制系統(tǒng)的設(shè)計，還研究了MCGS在機械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用。利用組態(tài)軟件MCGS設(shè)計了機械手模型控制系統(tǒng)監(jiān)控界面，提供了較為直觀、清晰、準確的機械手運行狀態(tài)，進而為維修和故障診斷提供了多方面的可能性，充分提高了系統(tǒng)的工作效率。

關(guān)鍵詞：機械手；PLC控制；MCGS

III

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畢業(yè)論文（設(shè)計）開題報告

題目機械手的PLC控制系統(tǒng)設(shè)計姓名學號專業(yè)年級

指導教師職稱

201*年12月12日

1．本課題的研究目的及意義隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，微電子技術(shù)、計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)也得到了迅速發(fā)展。機械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，長用于焊接、噴漆、上下料和搬運。機械手延伸和擴大了人們的手足和大腦功能，它可代替人從事危險、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。機械手與數(shù)控加工中心，自動搬運小車與自動檢測系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計算機集成制造系統(tǒng)（CTMS），實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機械手的應(yīng)用領(lǐng)域日益擴大。其邏輯控制也由PLC代替原來的繼電器控制。繼電器組成的控制系統(tǒng)是最早的一種實現(xiàn)機械手控制的方法。但是，進入九十年代，隨著科學技術(shù)的發(fā)展和計算機技術(shù)的廣泛運用，人們對機械手的安全性、可靠性、準確性的要求越來越高，繼電器弱點就越來越明顯。機械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識，其一，它能部分地代替人工操作；其二，它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作必要的機具進行焊接和裝配。因此，它能大大地改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到各先進工業(yè)國家的重視，并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用得更為廣泛。在我過，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。本項目要求設(shè)計是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定操作。2．已了解本課題國內(nèi)外研究現(xiàn)狀目前工業(yè)機械手主要用于流水線工件傳送、焊接、裝配、機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，無論數(shù)量、品種和性能方面都能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。在國內(nèi)主要是發(fā)展各方面的機械手，逐步擴大應(yīng)用范圍，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件。在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制組合式機械手等。

此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機聯(lián)用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。工業(yè)機械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機床、模鍛壓力機的上下料以及點焊、噴漆等作業(yè)，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，有些還具備有傳感反饋能力，能應(yīng)付外界的變化。3．本課題設(shè)計時所研究的內(nèi)容（1）一般專用的機械手通常具有二到三個自由度。而通用機械手則一般取四到五個自由度。本設(shè)計的機械手共有五個自由度。即：手臂伸縮、手臂上下擺動、手臂左右擺動、手腕回轉(zhuǎn)、手指抓握。（2）機械手的傳動分液壓、氣壓、電氣和機械四種，本設(shè)計采用綜合傳動方式，即手臂采用電氣傳動，而手爪則采用氣壓傳動。（3）PLC硬件設(shè)計是PLC外部設(shè)備的設(shè)計。在硬件設(shè)計中要進行輸入設(shè)備的選擇，還有執(zhí)行元件的選擇以及控制臺、柜的設(shè)計等。它包括PLC輸入/輸出通道的分配。課題設(shè)計的機械手要求運行準確度高，在機械手的檢測系統(tǒng)中選用用在工業(yè)控自動控制上大量運用的具有檢測精度高、壽命長、穩(wěn)定性能好的光電傳感器，運用感應(yīng)器的開關(guān)量信號輸入給PLC來實現(xiàn)對PLC對機械手的控制。由于本課題的具體要求在硬件系統(tǒng)的設(shè)計過程中主要考慮了機械手的經(jīng)濟適用、穩(wěn)定的需要。（4）控制系統(tǒng)軟件設(shè)計主要是編寫工藝流程圖，即將整個流程分解為若干步，確定每步的控制要求及轉(zhuǎn)換條件，配合定時、計數(shù)、分支、循環(huán)、跳轉(zhuǎn)及某些特殊功能指令便可完成梯形圖的設(shè)計。在本設(shè)計中選用了目前運用最多的PLC編程語言梯形圖，梯形圖的編程能直觀明了的設(shè)計出機械手的控制要求，梯形圖的編寫運用SWOPC-FXGP/WIN-C編程軟件，此軟件支持全部的三菱FX系列的PLC,并且具有強大的診斷功能，能更快的查找出故障的原因，從而大大縮短了維修時間。4．本課題研究的實施方案及進度安排機械手主要由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動機構(gòu)和控制系統(tǒng)構(gòu)成。機械手的運動離不開直線移動和轉(zhuǎn)動二種，因此它采用的執(zhí)行機構(gòu)主要是直線液壓缸、擺動液壓缸、電液脈沖馬達、伺服液壓馬達、交流伺服電動機、直流伺服電動機和步進電動機等。驅(qū)動機構(gòu)主要有四種：液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電氣驅(qū)動和機械驅(qū)動，其中以

電氣、氣動用的最多�？刂葡到y(tǒng)由于動作的要求，設(shè)計采用數(shù)字順序控制，它首先要編制程序加以存儲，然后再根據(jù)規(guī)定的程序，控制機械手進行工作。對動作復雜的機械手則采用數(shù)字控制系統(tǒng)、小型計算機或微處理機控制的系統(tǒng)。因此控制系統(tǒng)才用小型可編程控制器實現(xiàn)，具有編程簡單、修改容易、可靠性高等優(yōu)點。第五學期第16周前：完成開題報告的定稿；第六學期第1-4周：查閱文獻、收集資料。確定設(shè)計方案；第六學期第5-11周：進行系統(tǒng)的設(shè)計計算，撰寫設(shè)計計算說明書；第六學期第12-13周前：完成畢業(yè)設(shè)計的定稿并審查；第六學期第14周：整理畢業(yè)設(shè)計的全部資料，修改不合格的部分，合格后全部資料裝訂成冊；第六學期第15周：審查畢業(yè)答辯的資格，準備畢業(yè)答辯；第六學期第16周：進行畢業(yè)答辯。5．已查閱的主要參考文獻一、鄧星鐘主編《機電傳動控制》華中科技大學出版社201*年3月出版二、張萬忠孫晉編著《可編程控制器入門與應(yīng)用實例》中國電力出版社201*年01月出版三、瞿大中主編《可編程控制器應(yīng)用與實驗》華中科技大出版社201*年12月出版四、謝克明夏路易主編《可編程控制器原理及程序設(shè)計》電子工業(yè)出版社201*年08月出版五、王兆義主編《可編程控制器教程》機械工業(yè)出版社201*年02月出版六、王兆義編著《小型可編程器實用技術(shù)》機械工業(yè)出版社1997年07月出版七、張萬忠主編《可編程控制器應(yīng)用技術(shù)》化學工業(yè)出版社201*年01月出版八、程憲平主編《可編程控制原理與應(yīng)用》

化學工業(yè)出版社201*年08月出版九、朱紹祥等編譯《可編程控制原理與應(yīng)用》上海交通大學出版社201*年02月出版十、岳慶來、周鋒、吳啟紅等編譯《變頻器、可編程控制器及觸摸屏綜合應(yīng)用技術(shù)》機械工業(yè)出版社201*年01月出版指導教師意見簽名：年月日

系或?qū)�業(yè)審核意見1．通過；2．完善后通過；３．不通過負責人：年月日

友情提示：本文中關(guān)于《PLC控制的機械手設(shè)計開題報告》給出的范例僅供您參考拓展思維使用，PLC控制的機械手設(shè)計開題報告：該篇文章建議您自主創(chuàng)作。

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