基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计
韶关学院
毕业设计
题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
学生姓名：陈浩
学号：
系（院）：物理与机电工程学院自动化系
专业：自动化专业
班级：2012级2班
指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师
起止时间：2015年10 月—2016年 5 月
基于PLC的机械手分拣控制系统设计
摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,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。的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动，作业的准确性和环境中完成作业的能力。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。
结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进行互补和优化。在气动驱动和PLC控制设计方案中，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，分拣等功能。我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。
关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣
Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy.
In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is https://www.360docs.net/doc/3418867631.html,ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed.
Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value.
Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials
目录
基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
自动化专业2012级2班：陈浩
指导教师：韩竺秦讲师
1 绪论
在现今的科技的日新月益的进的展下, 在现今的科技日新月益的进展之下,机械手在先进技术领域中承担着重要一部分。机械手不但可以搬运一些工件、分拣一些物品等，而且能够工作在一些人类标记为危险的地区,例如能够在高温区域工作,能在有毒的环境中工作,能在腐蚀的环境中工作，并且可以实现生产的自动化和机械化，因此，被广泛应用于冶金、电子、机械制造、原子能和轻工业等部门。
1.1机械手的简介
机械手作为一个尖端的产物取代一些传统的工业的设备是现在现今社会的必要工具,它可以根据各种自动化设备的工作需求或需要,来完成我们想要完成的任务，所以机械手在这个先进的领域中承担着很重要的一部分。它能够工作在一些人类标记为危险的地区,例如能够在高温区域工作,能在有毒的环境中工作,能在腐蚀的环境中工作，并可以实现生产的自动化和机械化。
机械手是机器人的重要驱动部一件,其机械手的驱动装置所提供的安全性、高效性和平稳性都会直接影响机器人工作空间的轻量化要求、准确性和工作性能等，除此之外，机构尺寸也是关键之一。
1.2课题选题意义及主要研究内容
为了适应工业需一要，例如一些可变换生产品一种的中小批量自动化生产、单调重复某一种运动的工作、柔性生产线动作灵活多样等等，本论文研究PLC 对物料分拣机械手的操控，利用一些合适的传感器，使其机械手能够像人一样区分一些有颜色的物料或不同材质的物料把他们区分开来和像人一样灵活地把一些不同颜色或材料的区分在指定的位置上，机械手也可以普遍使用于一些柔性生产线。有很多时候一些工作是作往复运动或旋转运动，人难免会出错，而机械手
可以很好代替人来工作。本次设计主要是控制机械手的系统、驱动机械手的系统、执行机械手的系统的设计和完成机械手的硬件部分与软件部分设计。
在这种环境下，智能化的机械手获得快速的更新，智能化的机械手不仅能够可以实现一些我们要求的行动和动作，而且可以想人一样灵活地运动，最重要就是能够实现负反馈，也就是能够检测到环境的变化，自动地修改正确的运动参数和行动的规律。
智能化的机械手是未来机械手的发展趋势，希望在我国科研工作者的共同努力下，我国能在智能机械手领域取得优势地位，为工业化注入新的活力。本论文首要研讨物料分拣机械手：智能化的机械手的控制系统的设计和执行系统的分析与选取，还有其驱动系统的分析与选取。
2 控制方案设计
2.1控制方案选择
一般的运动控制系统主要分为以下几类：
1、基于单一片机的运动控制系统
单片机（MCU）具有耗能低、一般的功能都能实现、价格便宜等优点，但是，一般的单片机（MCU）由于集成简单，功能不能很精密，很难实现日常生活中的一些要求，所以在一些大的工业上很少会用到单片机（CPU）作为他们的控制系统。
2、基于PLC的运动控制系统
可编程序控制器，也被称为可编程逻辑控制器(PLC)。
机械手控制系统在组成和功能上的合适拆分，不但把成本降低了，还会增加其通用性，而且会让机械手更合适一些特定的环境当中，对比单片机运动控制方案，可编程逻辑控制器(PLC)不但可以扩展输入/输出端口（I/O），它的通讯也能快速响应的能力，还有就是他的抗干扰能力比起单片机当然强大很多了。为此本章采取PLC控制的方法。
2.2 控制系统整体架构
如图2.2所示，该系统以PLC为主控部件，是这个系统的核心部分，可编程逻辑控制器(PLC)的可拓展I/O口模块可以接受各种检测开关传送回来的信号，和实时地监控一些开关和一些传感器的工作状态。
触摸屏可为上位机，对整个系统的各个关键的参数进行设置、修正和记录。
各部分的传感器是获取机械手的内部和外部的信息，如位置传感器可检测机械手的实时状况，检测一些位置开关工作状态也就是说监控机械手的所有动作是否到了该到的位置，其图如下。
图2.1 机械手分拣控制系统整体架构图
图2.2 分拣系统示意图
其工作流程:
A按触摸屏“启动”按钮，组合的红灯熄灭，组合的绿灯闪烁，系统检测各个执行机构是否处于原点位置，原点位置满足，执行步骤B。
B传送带正转运行，触摸屏显示皮带运行速度。将料盘上的物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料，若检测有料执行步骤C；
C机械手搬运物料。机械手动作顺序如下：伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降至下限位一一启动手指抓取物料一一垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂右转至右限位一一伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降至下限位一一气动手指释放物料。执行步骤D。
D气动的手指释放物料后，落料口物料的检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等待抓料。返回顺序如下：垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理的物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
若落料口检测传感器检测有料，则执行步骤E；
若落料口检测传感器检测无料，机械手处于原点位置等待，传送带停止运行。此时若传感器检测有料，则皮带运行，将物料送入分拣。执行步骤E。
E物料分拣。传送带运行，传感器则按照物料的质料?的颜色、性质等特征进行分辨?，分别由PLC控制的电磁阀使气缸的动作，对物料进行分拣。若金属传感器检测物料为金属材质，则A杆气缸动作，将物料推入储料装置。若光传感器I检测物料为白色塑料工件，则B杆气缸动作；若光传感器II检测到物料为黑色塑料工件，则C杆气缸动作。触摸屏显示工件的总数量以及各类型工件的数量。气缸将不同的工件推入相应的储料装置中后，系统返回步骤B。
2.3机械手自动分拣系统
1、上电
系统上电后，组合警示红灯闪烁，提示的系统处于待机模式。
注：组合警示灯任何时候只有一个灯亮。
2、工作模式
生产线有三种操作模式：原点回归、手动操作、自动运行。使用触摸屏进行操作。
3、原点回归
故障停机、紧迫停机或设备检验更改后，各个执行机构或许没有在工作原点状态，故系统上电后必须实行原点回归运作。
“原点回归”工作，按触摸屏的“回原启动”按钮，各执行机构返回原点位置：
（1）旋转机械手臂左转至左限位
（2）垂直机械手臂上升至上限位
（3）伸缩机械手臂缩回至后限位
（4）气动手指张开
（5）各推料气缸活塞杆内缩至后限位
（6）转盘电机停止运行
（7）皮带停止传送
4、手动操作
“手动操作”模式，可在触摸屏上分别对各执行机构的运行的控制。
5、自动运行
选择“自动运行”工作模式。
A按触摸屏“启动”按钮，组合警示红灯熄灭，组合警示绿灯闪烁，系统检测各个执行机构是否处于原点位置，原点位置满足，执行步骤B。
B传送带正转运行，触摸屏显示皮带运行速度。将料盘上的物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料，若检测有料执行步骤C；
C机械手搬运物料。机械手动作顺序如下：伸缩机械手臂伸出至前限位——垂直机械手臂下降至下限位——启动手指抓取物料——垂直机械手臂上升至上限位——伸缩机械手臂缩回至后限位——旋转机械手臂右转至右限位——伸缩机械手臂伸出至前限位——垂直机械手臂下降至下限位——气动手指释放物料。执行步骤D。
D气动手指释放物料后，落料口物料检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等待抓料。返回顺序如下：垂直机械手臂上升至上限位——伸缩机械手臂缩回至后限位——旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理的物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
若落料口检测传感器检测有料，则执行步骤E；
若落料口检测传感器检测无料，机械手处于原点位置等待，传送带停止运行。此时若传感器检测有料，则皮带运行，将物料送入分拣。执行步骤E。
E物料分拣。若光传感器II检测到物料为黑色塑料工件，则C杆气缸动作。
触摸屏显示工件的总数量以及各类型工件的数量。气缸将不同的工件推入相应的储料装置中后，系统返回步骤B。
注：金属传感器只能感应金属物料，光传感器I只能感应高亮度物料，光传感器II只能感应黑色物料。
6、停止与急停
系统处于“自动运行”模式下时，按下触摸屏“停止”按钮，若机械手和传送带处于输送物料状态中，则必须完成物料分拣操作过程后停止。停止后，不管料仓出料口和皮带落料口是否有物料，生产线均不再动作。此时组合警示绿灯熄灭，组合警示红灯闪烁。
在任何时刻，按下操作面板“急停”开关，系统立即停止在当前位置，组合警示红灯闪烁，同时蜂鸣器鸣叫报警。松开“急停”，系统不自动开始运行，组合警示红灯闪烁，蜂鸣器停止报警。
3 系统硬件的选型
PLC作为控制系统当中的最重要一部分，现在已被应用得非常成熟的一种技术了。
3.1 PLC种类及型号选择
当前的市场上PLC类型比较多，如西门子、三菱、欧姆龙、施耐特等等200多家厂家，而PLC型号就有400多种。他们各种型号各有优缺点，这里就不一一进行阐述。
本论文采用的PLC的类型是，它具有32个输入口和32个输出口，可以足够本次的系统要求并留有一定的空出的输入，输出点。
3.2 机械手执行系统的分析与选择
合适的执行机构可以大大地提高机械手的各种性能，所以下面就开始选取一些合适的执行机构。
按照机械手的手臂运动形式的不同，现成的机械手的种类可以区分成4种:
直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和多关节式。根据不同的用途还在不断发展之中。本论文简单的分析一下各模式的机械手对比：
1、直角坐标式机械手
机械手的工作地方成行布列或与运输带共同运用是适合直角坐标式机械手。
2、球坐标式机械手
球坐标式机械手是用途较广，多空间，多角度的控制的机械手，故球坐标式机械手可实现很多多角度的动作。
3、关节式机械手
关节式机械手是一种似于人的手臂运作的机能，故合适于接近机能运作传动模型。
4、圆柱坐标式机械手
圆柱坐标式机械手是采用很多的模型，它很合适运用在运输和丈量的工件。
圆柱坐标式机械手有四个基本动作：
（1）伸和缩；
（2）上和下；
（3）左和右；
（4）爪和夹。
圆柱坐标式机械手能满足手臂的向前向后、来回转动、向上向下等动作。圆柱坐标式机械手是采用很多的模型，它很合适运用在运输和丈量?的工件，手臂的向前向后、来回转动、向上向下等动作满足本设计中机械手的动作要求，故决定使用圆柱坐标式机械手作为本次设计的机械手。
3.3 机械手执行机构的组成
机械手的执行系统由手部，臂部，支撑手臂的机械装置，机座等部分组成。
3.3.1
手部是机械手直接抓或拿工具或货物的部件,它的作用是支撑手部和腕部，并驱动它们在空间运转。
对工件无损害、真空拥有构造简单、重量轻、使用简单而且对机械手的手抓的正常操作没有影响等优点，按照所设计机械手的要求，故选用了真空式吸盘。
机械手手臂的结构为直线运动，这通常是由驱动机构中使用的拉伸和起重运动直油（气）缸驱动，并且基本上和导向装置构成。驱动机构的直线运动，通常使用的机架，马达加斯加汽缸油，齿轮来实现的，而线性往气缸或复油缸，可区分为以下几种。
1、双作用单活塞杆油缸:
它是由机械手手臂的来回运动用得很多的一种手臂的结构。其原理就是在有呀的作用下，使活塞进行来回运动。
2、双作用双活塞杆油缸：
当要求很大的行程，一般我们可以选用伸缩式双活塞杆油缸，不但满足行程要求，而且油缸的体积又小，美中不足是次行程有两种速度。
本论文中的机械手的手臂不要求特大的行程但要求来回的直线运动，经过各种各样的需求，选用缸体固定活塞杆运动的双作用单活塞杆气缸最为适合，主要其构造的简单和设计的便宜。
而导向装置机械手的手臂在运行伸或缩运作时，要求设有导向装置的配置，不仅可以提高行动的精度，还可以为防止手臂沿伸缩方向向中轴线转动，使其加大承载能力。
机座是机械手的基础部分，是支撑起机械手全部重量的构件，所以对其结构的要求是刚性好、占地面积小、操作维修方便和造型美观。
按照本机械手的设计要求机座在停下来时要求能够刹车定位，所以可采用可移动式的机座。
3.4 机械手的驱动系统的分析与选择
机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置，目前选用的大多数都是电气、液压、气压这三种驱动方式。
液压驱动：其不足就是工作时候声音较大，要求配有油源，价格较高，而且油液容易泄露，污染空气和环境；其好处就是可实现多次平稳的换向和变速，功率和质量比较大。
电气驱动：电气驱动主要是成本很贵，一般很少会用到这种驱动模式。
气压驱动：气压驱动这个模式最主要成本低，而且对环境无污染，稳定性强，另外，由于其元器件性能的不断提高，生产成本的不断降低，气动技术越来越成熟，现在成为主流的一种技术了。
表3.4 各种控制方式的比较
项目气压传动液压传动电气传动机械传动系统结构简单复杂复杂较复杂
安装自由度大大中小
输出力稍大大小不太大
定位精度一般一般很高高
动作速度大稍大大小
响应速度慢快快中
清洁度清洁可能有污染清洁较清洁
维护简单比气动复杂需要专门的技术简单
价格一般稍高高一般
技术要求较低较高最高较低
控住自由度大大中小
危险性几乎无问题注意着火一般没问题无特殊问题
经过分析和对比，本论文采用的是气动驱动的模式。
3.5 传感器的选择
传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。它主要被用于检测系统本身与作业对象、作业环境的状态，为有效地控制系统的动作提供信息。本设计选择的开关主要用于检测工件的材质、颜色，以及检测各个气缸动作的位置。下面主要介绍本系统涉及的接近开关类型。
3.5.1 位置检测装置
在本设计中，当机械手执行左旋/右旋，前伸/回缩，上升/下降等动作时，应有相应的位置检测装置检测动作是否到位，常用的位置检测装置是行程开关。行程开关又称限位开关，是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，用于控制机械设备的行程及限位保护。在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。行程开关按其结构可分为直动式、滚轮式、微动式和组合式。
本设计中采用直线接触式行程开关检测机械手动作是否到位，当运动到指定位置时，碰到行程开关，终结上一个动作，准备执行下一个动作。
传感器的基本工作原理是将来自光源的光信号经过光纤送入调制器，使待测参数与进入调制区的光相互作用后，导致光的光学性质(如光的强度、波长、频率、相位、偏振态等)发生变化，成为被调制的信号源，在经过光纤送入光探测器，经解调后，获得被测参数。
传感器朝着灵敏、精确、适应性强、小巧和智能化的方向发展，它能够在人达不到的地方(如高温区或者对人有害的地区，如核辐射区)，起到人的耳目作用，而且还能超越人的生理界限，接收人的感官所感受不到的外界信息。
电感式传感器相对于电容式电感器,虽然只能识别金属物质的工件，但是它具有体积小，定位精度高，抗干扰性能好等特点，普遍的利用于各种自动化生产线、机电一体化设备及石油、化工、科研等多种行业。
由铁心和线圈构成的将直线或角位移的变化转换为线圈电感量变化的，又称电感式位移传感器。这种传感器的线圈匝数和材料导磁系数都是一定的，其电感量的变化是由于位移输入量导致线圈磁路的几何尺寸变化而引起的。当把线圈接
入测量电路并接通激励电源时，就可获得正比于位移输入量的或电流输出。
在本设计，选择（PR18-8N）电感式传感器着为识别工件的金属和非金属的装置，光纤传感器识别物料黑和白，便于PLC控制系统的简单化，控制系统更容易实现。
3.6气缸装置
气缸是一种可将压缩空气的能量转化成机械能的元器件，是应用非常普遍的气动执行部件。气缸式的执行机构运作相对稳定，容易维修，控制比较简单，故该材料分拣系统执行机构选择气缸推动式
3.7 触摸屏选择
MT4300是触摸屏（HMI）当中，最为稳定的一系列的产品。该MT4300（HMI）采用了5.4尺寸和8:5的薄膜晶体管（TFT）液晶显示屏，具有更加清晰的显示效果。
3.7 触摸屏特点
如表3.7触摸屏特点
型号MT4300C
显示尺寸 5.6TFT(113.28*84.7mm)
分辨率320*234像素
显示色彩65536彩色
亮度300cd/m*2
背光灯LED
触摸屏4线精密电阻网络
液晶寿命50000小时
CPU 32-bit 400MHz RISC
存储器8M FLASH+16M SDRAM
RTC 256KB+实时时钟
打印端口DB15/串口
以太网不支持
程序下载1个USB SLAVE接口
通讯端口COM0:RS232/RS485-2/RS485-4,COM1:RS232/RS485-2/RS485-4,COM2:RS232
3.8变频器的选择
在功率较低机电控制系统中，可编程控制器（PLC）与变频器（xxxF）最为契合的通讯方法是，利用双绞线把变频器（xxxF）和可编程控制器（PLC）连接起来，采用Rs-485的串行通信的方式来实行通讯。
3.8.1 硬件准备和接线
PLC 选用?FX2N-64MR，PLC 通信件选用?FX2N-485-BD，变频器选用?FR-E540。通信电缆选用10Base-t的电缆，终端的电阻和通讯接线的分配器。变频器端接在PU接口上PLC 端接在FX2N-485-BD 接口中。
3.8.2 可编程控制器的初始设定
可编程控制器（PLC）的初始参数的设定：其协议设定选用无协议的通讯，而数据长度一般为：7 位，停止位一般为： 1 位，传输速率一般为：9600bps，H/W 类型选用RS-485，其以项不用更改。
3.8.3?变频器的初始设定
Pr117的变频器站号设定为：00~31，而Pr118的波特率设定与PLC的设定内容致采用：9600bps，Pr119的数据长度/停止位设定为：10(数据长度): ，Pr120的奇偶校验设定为：2(偶校验) 7 位/停止位:1 （位) ，Pr123的等待时间设定为：9999，Pr124的有无CR、LF 指令设定为：1，Pr79的运行模式设定为：0 ，Pr122的通信检查时间间隔设定为：9999。(上电时外部运行模式) 。
3.8.4 通讯用到的指令
可编程控制器与变频器之间的通信选用?EXTR(FNC.180) EXTR 指令按照通信的功能分为EXTR K10，EXTR K11，EXTR K12，EXTR K13 四种。
4 控制系统设计
4.1 控制系统流程图
对自动分拣系统的流程设计如下：
A将料盘上的物料推送至料仓出口物料检测位置。物料检测传感器检测是否有料，若检测有料执行步骤B；
B机械手搬运物料。机械手动作顺序如下：伸缩机械手臂伸出至前限位一一垂直机械手臂下降到下限位一一启动手指抓取物料一一垂直机械手臂上升到上限位一一伸缩机械手臂缩回到后限位一一旋转机械手臂右转到右限位一一伸缩机械手臂伸出到前限位一一垂直机械手臂下降至下限位——气动手指释放物料。执行步骤C。
C气动手指释放物料后，落料口物料检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等待抓料。返回顺序如下：垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理的物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
若落料口检测传感器检测有料，则执行步骤D；
D气动的手指释放物料后，落料口物料的检测传感器检测是否有料，同时机械手返回原点位置等待抓料。返回顺序如下：垂直机械手臂上升至上限位一一伸缩机械手臂缩回至后限位一一旋转机械手臂左转至左限位。若正在处理的物料未分拣完，即使检测到料仓出口处有料，机械手亦不动作。
其流程图图4.1所示：
如图4.1 分拣的流程图
4.2 系统输入和输出点的I/O点数分配
根据机械手动作流程分析及I/O点数确定，应考虑该模块同时接通的点数一般不要超过输入点数的60％。PLC的I／O点数的多少，在很大程序上反映了PLC系统的功能要求，因此可在I／O点数确定的基础上，再加20％到30％的
裕量，并实现PLC内外信号的电气隔离。
可以确定电气控制系统的I/O点分配，如表4.2所示：
表4.2 机械手控制输入和输出点分配表
输入功能描述输出功能描述
X0 急停的按钮Y0 运送物料电机
X1 启动的按钮Y1 组合警示灯（红色） X2 停止的按钮Y2 组合警示灯（绿色）X3 单步的按钮Y3 黄色指示灯
X4 回原位的按钮Y4 气动手指抓紧
X5 传送带落料口物料检测Y5 气动手指释放
X6 料仓出料口物料检测Y6 旋转机械手左转
X7 金属工件检测Y7 旋转机械手右转
X10 白色工件检测Y10 伸缩机械手伸出
X11 黑色工件检测Y11 伸缩机械手缩回
X12 旋转机械手左限位Y12 垂直机械手上升
X13 旋转机械手右限位Y13 垂直机械手下降
X14 伸缩机械手前限位Y14 A杆气缸电磁阀
X15 伸缩机械手后限位Y15 B杆气缸电磁阀
X16 垂直机械手上限位Y16 C杆气缸电磁阀
X17 垂直机械手下限位Y17 蜂鸣器
X20 气动手指抓放限位Y20 皮带正转
X21 A杆推料气缸前限位Y21 皮带反转
X22 A杆推料气缸后限位Y22 皮带运转
X23 B杆推料气缸前限位Y23
X24 B杆推料气缸后限位Y24
X25 C杆推料气缸前限位Y25
X26 C杆推料气缸后限位Y26
4.3 PLC外部接线图
根据分配输入/输出信号与PLC输入/输出接口分配情况及所选定的PLC，得到PLC的外部接线图如图4.3：
图4.3 PLC外部接线图
参考文献
［1］张建民等.机电一体化系统设计［M］.北京：北京理工大学出版社，2007.169～183 ［2］袁子荣.液气压传动与控制［M］.重庆：重庆大学出版社，2007.39～241.
［3］陈恳，杨向东，刘莉，等.机器人技术应用［M］.北京：清华大学出版社，2006.106～111.
［4］陈奎生.液压与气压传动［M］.武汉：武汉理工大学出版社，2001.47～106.
［5］张铁，谢存禧.机器人学［M］.广州：华南理工大学出版社，2001.115～138.
［6］费仁元，张慧慧.机器人设计和分析［M］.北京：北京工业大学出版社，1998.190～234. ［7］王永章，杜君文，程国全.数控技术［M］.北京：高等教育出版社，2001.251～273. ［8］郭爱芳，王恒迪.传感器原理及应用［M］.西安：西安电子科技大学出版社，2007.281～290.
［9］范金玲.基于PLC的气动机械手控制系统设计［J］.液压与气动,7期，2010,65.
致谢
此次毕业设计不但加强了对自己专业的了解，还学到了很多很多有关自己专业的知识和一些书本上学不到的，面对难题必须经过各方面的收集和了解，才能很好解决问题。本次毕
基于plc的物料分拣机械手自动化控制系统设计开题报告 (1)
贵州大学本科生毕业论文（设计）开题报告表论文(设计)名称基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 论文（设计） 来源生产实际 论文（设计） 类型 B 指导教师 学生姓名学号班级 一、研究或设计的目的和意义： 目的：本文主要针对生产线上的自动化设计了一个四自由度物料分拣机械手，实现生产的自动化。该机械手选用圆柱坐标型，能实现机械手的伸缩，升降，旋转，加紧和放松等动作；驱动系统采用气压驱动，实现了伸缩、升降、旋转、夹紧和放松等动作。控制系统采用PLC控制，机械手设手动和自动两种工作方式，可以通过转换开关进行工作方式转换。系统设有报警功能，当机械手出现故障时，能及时报警。同时采用了RGB颜色传感器检测物料的颜色，可以对不同颜色的物料进行分拣。 意义：伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是机械手系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；广泛的应用机械手，可以逐步改善劳动条件，更强与可控的生产能力，加快产品更新换代，提高生产效率和保证产品质量，消除枯燥无味的工作，节约劳动力，提供更安全的工作环境，降低工人的劳动强度，减少劳动风险，提高机床，减少工艺过程中的工作量及降低停产时间和库存，显著地提高劳动生产率，提高企业竞争力，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。本设计拟开发的上料机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，可抓取重量较大的工件，采用PLC控制，和传统继电器控制相比较，具有稳定性高，接线简单，抗干扰能力强，维修方便等优点。可以简化控制线路，节省成本，进一步提高劳动生产率。 二、研究或设计的国内外现状和发展趋势： 1、国内外PLC发展现状和发展趋势： PLC自问世以来，经过40多年的发展，在美、德、日等工业发达国家已成为重要的产业之一。世界总销售额不断上升、生产厂家不断涌现、品种不断翻新。产量产值大幅度上升而价格则不断下降。目前，世界上有200多个厂家生产PLC，较有名的：美国：AB通用电气、莫迪康公司；日本：三菱、富士、欧姆龙、松下电工等；德国：西门子公司；法国：TE
材料分拣系统控制系统设计单片机
材料分拣系统控制系统设计单片机
**大学**远程教育 毕业设计 题目：材料分拣系统控制系统设计（单片机） 入学年月 姓名代xxx 学号110xxxxx 专业机电一体化 联系方式 13xxxx 学习中心 xxxxx 指导教师XXXXXXX___ 完成时间 X月XX日 目录
1 绪论 (1) 1.1 自动分拣系统的定义 (1) 1.2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2 系统硬件设计 (2) 2.1 传感器的选型 (2) 2.1.1 电感式传感器 (2) 2.1.2 电容式传感器 (3) 2.1.3 颜色传感器 (5) 2.2 限位开关的设计 (6) 2.3 电磁阀的设计 (7) 2.4 PLC的选型 (8) 2.5 PLC输入输出接线端子图 (9) 3 系统软件设计 (10) 3．1 控制系统流程图设计 (10) 3.2 PLC梯形图程序设计 (11) 3.3 整体梯形图 (12) 3.4 PLC程序指令表 (12) 4 总结 (14) 参考文献 (15)
1 绪论 1．1 自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求能够经过不同方式，如可经过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。 1．2 自动分拣系统研究现状及发展趋势 中国自动分拣机的应用大约始于1980年代,近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用, 然后普及到其它行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长,各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域, 并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。
物料分拣机械手自动化控制系统设计
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。 关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
材料分拣系统机械系统设计.
郑州大学现代远程教育 毕业设计题目：双坐标十字滑台的设计 入学年月 ______ 2014.11.24 ______ 姓名______________ 学号_________ 专业______ 联系方式 ______________ 学习中心 ___________________ 指导教师 ___________________
完成时间2016 年4 月12 日 目录 1 绪论 (1) 1.1自动分拣系统的定义 (1) 1.2自动分拣系统研究现状及发展趋势 (1) 2系统硬件设计 (2) 2.1传感器的选型 (2) 2.1.1电感式传感器 (2) 2.1.2电容式传感器 (3) 2.1.3颜色传感器 (5) 2.2限位开关的设计 (6) 2.3电磁阀的设计.................................................. .7 2.4PLC 的选型. (8) 2.5PLC 输入输出接线端子图 (9) 3系统软件设计 (10) 3 . 1控制系统流程图设计 (10) 3.2PLC 梯形图程序设计 (11) 3.3整体梯形图 (12) 3.4PLC 程序指令表 (12) 4总结 (14) 参考文献 (15)
1绪论 1. 1自动分拣系统的定义 自动分拣是指货物进入分拣系统到指定的分配位置为止，都是按照系统设定 的指令靠自动装置来完成的。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送装置及分拣道口组成。控制装置的作用是识别、接收和处理分拣信号，根据分拣信号的要求指示分类装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，如可通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入哪一个分拣道口。 1. 2自动分拣系统研究现状及发展趋势 我国自动分拣机的应用大约始于1980年代，近期的市场兴起和技术发展始于1997年。自动分拣的概念先在机场行李处理和邮政处理中心得到应用，然后 普及到其他行业。随着业界对现代化物流的实际需求的增长，各行业对高速精确的分拣系统的要求正在不断地提高。这一需求最明显地表现在烟草、医药、图书及超市配送领域,并有望在将来向化妆品及工业零配件等领域扩展。这些领域的一个共同特点是产品的种类繁多、附加值高、配送门店数量多、准确性要求高和人工处理效率低等特点。 随着社会的不断发展，市场的竞争也越来越激烈，因此各个生产企业都迫切地需要改进生产技术，提高生产效率，尤其在需要进行材料分拣的企业，以往一直采用人工分拣的方法，致使生产效率低，生产成本高，企业的竞争能力差，材料的自动分拣已成为企业的唯一选择。 目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。由于全部采用机械自动作业，因此，分拣处理能力较大，分拣分类数量也较多；另外组态软件的的发展，为物料分拣系统增添了新的活力。
基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计
韶关学院 毕业设计 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 学生姓名：陈浩 学号： 系（院）：物理与机电工程学院自动化系 专业：自动化专业 班级：2012级2班 指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师 起止时间：2015年10 月—2016年 5 月
基于PLC的机械手分拣控制系统设计 摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,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。的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动，作业的准确性和环境中完成作业的能力。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。 结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进行互补和优化。在气动驱动和PLC控制设计方案中，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，分拣等功能。我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。 关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣
Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy. In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is https://www.360docs.net/doc/3418867631.html,ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed. Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value. Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials 目录
毕业设计---机械手自动分拣监控系统仿真
毕业设计说明书 题目基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统仿真专业机电一体化技术 班级 姓名 学号 指导教师 二○一○年十二月
2011届毕业设计（论文）任务书 设计题目: 基于组态软件MCGS的机械手自动分拣监控系统仿真 设计条件：要求利用组态软件MCGS仿真满足控制要求的机械手自动分拣监控系统的运行过程。 设计任务： 机械手分拣系统主要由三个机械手和一条传送带组成，三个机械手的功能分别是上料，正品捡拾和次品捡拾，在每个机械手旁边都有料盒，上料机械手按照一定要求将待分拣产品放在传送带上，分拣机械手是按照检测结果将产品分类，分别放入各自身旁的料盒中，传送带按一定速度运转，其上安装三个间隔相同的位置传感器，第一个位置传感器旁装有产品质量传感器，用来判断到来的产品是否合格，第二个和第三个位置传感器分别放置在两个分拣机械手附近，当传感器感应到产品到时可发出信号驱动相应的机械手动作。控制要求如下： 1．传送带按间歇方式工作，除在上料和产品捡拾时处于停滞状态，其他时间连续运转。 2.初始时，传送带停止，上料机械手实现上料操作，完成后启动传送带；当产品运行到位置传感器1时，传送带停止，进行产品质量检测，判断是否合格，同时上料机械手再上料，完成后启动传送带。 3.两个产品同时分别到达位置传感器1和位置传感器2，传送带停止，系统判断位置传感器2处的产品是否合格，如合格驱动正品机械手动作，如不合格，正品机械手不动作，等该产品到达位置传感器3时次品机械手动作，位置传感器1处的产品接受质量检测，记录该产品的质量信息，同时上料机械手再进行上料，完成后启动传送带。毕业设计（论文）内容包括： 1）组态监控画面的设计及实时数据库的构建。 2）脚本程序的设计思路及流程图。 3）脚本软件的编程及设计要求的实现。 起止日期：2010年月日－ 2010年月日（共周） 指导教师：赵建伟 审核（教研室主任）：批准（系主任）：
物料分拣系统PLC控制
腾飞电子设计大赛设计课题：物料分拣系统PLC控制 系别电气工程系 组别第四组 组长陈强 组员李宏璋、高华、魏杰 指导老师严俊、华满香、钟燕科 完成时间2011年 11 月12日
一概述 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 材料分拣装置是模拟自动化工业生产过程的微缩模型，它使用了PLC控制、传感器、位置控制、电气传动和气动等技术，可以实现不同材料的自动分选和归类功能，并可配置监控软件由上位机监控。该装置采用台式结构，配有S7-200型CPU、传感器（光电式、电感式、颜色、磁感应式）、旋转编码器、交流电动机、输送带、气缸、电磁阀、直流电源、空气过滤减压器等是典型的机电一体化教学实验装置。 本系统采用的可编程控制器，只要结合不同的传感器，比如根据材料的属性、尺寸的大小、物体的颜色等选择相应的传感器，就可对不同的物料进行分拣，具有广泛的应用前景。
二、系统的技术要求及指标 1、输入电压：AC200～240V（带保护地三芯插座） 消耗功率：250W 2、环境温度范围：0～40℃ 3、气源：大于且小于 4、分拣功能 （1）能实行对铁物质的分拣 （2）能对铝物质的分拣 （3）能对黄色塑料分拣 （4）能准确的排除废物（前1、2、3都不能满足的物料 本次任务要求： 1）当料仓传感器检测到有物料后，按照一定的时间间隔或按照输送带上物料间隔适当(如物料的间隔不小于某个规定值)的原则，由PLC控制上料汽缸将物料送至输送带上。 2）输送带把物料依次带到各分拣工位。物料经过各分拣工位时，工位上的传感器会检测出是符合检出条件(即材质或颜色是否满足设定条件)，PLC得到传感器发出的符合检出条件信号(即信号有效)时，控制相应汽缸动作将物料推出传送带，送入相应下料斗。 3）PLC要通过输送带电机轴上的编码器跟踪物料的位置，当物料在前3各 分拣工位均未检出时，由第四各工位上的汽缸将物料推出传送带，送入下料斗。 三、使用方法 1、气源由二联体左侧进气口连接?6气管，另一端接气源。（非长期使用，不要向油杯里注油） 2、接通电源（启动按钮） 3、将物料放进竖井式料槽 4、运行方式： a.通电状态下，下料时下料传感器动作，传送带运行。电感传感器检测 到铁材料时，气缸1动作，将材料块推下。 b.电容传感器检测到铝材料时，气缸2动作将材料推下。 c.颜色传感器检测到非金属材料黄色块时，气缸3动作将材料块推下。 d.其它颜色非金属材料块送到SD位置时，气缸4动作将材料块推下。
自动上下料机械手开题报告
自动上下料机械手开题报告 1.课题研究的意义 对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要的作用。因而具有强大的生命力受到人们的广泛重视和欢迎。实践证明，工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，改善劳动条件，提高劳动生产率和自动化水平。工业生产中经常出现的笨重工件的搬运和长期频繁、单调的操作，采用机械手是有效的。此外，他能在高温、低温、深水、宇宙、放射性和其他有毒、污染环境条件下进行操作，更显示其优越性，悠着广阔的发展前途。 2.课题简介和设计要求 1、简介 本课题是为普通车床配套而设计的自动上下料机械手。工业机械手是工 业生产的必然产物，他是一种模仿人体上肢的部分功能，按照预定要求 输送工件或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动 化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用 2、本设计的具体要求 本课题通过应用Auto CAD 技术对机械手进行结构设计和液压传动原理 设计，运用PRO/E技术对自动上下料机械手进行三维实体造型，并进行 了运动仿真，使其能将基本的运动更具体的展现在人们面前。他能实行 自动上下料运动。机械手的运动速度是按着满足生存率的要求来设定的。 3.课题研究拟采用的手段和工作路线 课程设计方法； 设计时，认真阅读参考现有的相关技术资料，继承或借鉴前任人的设计经验和成果，但不盲目抄袭，根据具体的设计条件和要求，独立思考，大胆的进行改进与创新，争取拿出一个高质量的设计成果。 全面考虑现有机械手零部件的强度、刚度、工艺性、经济性和维护性等方面要求任何零部件的结构和尺寸。 设计时应尽量使用标准和规范，这样有利于零件的互换性和工艺性，同时也可减少设计工作量、节省设计时间，对于国家标准或部门规范，一般都要严格遵守和执行。设计中采用标准或规范的多少，是评价设计质量的一项重要指标。因此，毕业设计中，凡是有国家标准和企业标准规范要求的，应尽量采用。 工作路线： 了解设计任务书，明确设计要求、工作条件、涉及内容的步骤；通过查阅有关设计资料，参观实物征询操作人员的建议等，了解设计对象的性能、结构及工艺性；准好设计需要的资料、绘图工具；拟定涉及计划等。 绘制机械手各部件装配草图；进行机械手总体结构设计和部件设计。 写明整个设计的主要计算和一些技术说明。
机械手+物料分拣完整版课程设计
目录 1、前言 (2) 2、课题内容简介 (3) 3、实训器材 (3) 4、整机工作原理 (4) 5、整机工作流程 (5) 6、课题要求 (5) 4.1、初始状态 (6) 4.2、启动 (6) 4.3、送料 (6) 4.4、机械手搬送工件………………………………………………..6. 4.5、工件分拣 (6) 4.6、设备停止………………………………………………………..6.. 5、工件分拣的意外情况处理……………………………………………7. 6、进行工件传送分拣的皮带输送机 (7) 6.1、物料分拣传送带 (7) 6.2、机械手搬运机构 (8) 6.3、变频器参数 (9) 7、三菱变频器参数设置方法 (10) 8、I/O分配表……………………………………………………………11. 9、I/O分配图 (12) 10、端子接线图 (13) 11、状态转移图 (14) 12、梯形图 (15) 13、结束语 (22) 14、参考文献 (23)
前言 作为自动化专业的学生，PLC是我们最基础的专业课。众所周知，PLC 自从问世以来就在自动控制各个行业发挥着难以取代的核心控制作用。PLC运行可靠，适用于各种恶劣的工业环境，PLC和工控机（IPC）相比，其运行可靠、可扩展性好、便于电气连接、控制更专业，但是工控机良好的人机界面，方便高级语言都是PLC所不能比拟的。 组态软件在很多场合应用于控制，可整个控制的中心往往还是PLC，组态软件（上位机）所起的控制作用很小。人机界面一般用于简单的动作控制，工艺参数的编制，配方的设定等等，虽然在概念上属于控制范畴，但它并未真正起到核心控制作用，因为真正长期的自动运行控制是由PLC完成。我们不经常使用工控机作为核心控制部分的原因有两点：第一，工控机不适于在很恶略的环境下运行；第二，工控机经常采用的Windows系统并不能够让人放心，其长期运行效果并不好。 尽管PLC、IPC在自动化控制中扮演不同角色，在许多运行连续时间较短，环境相对比较好的地方，人们还是希望使用IPC进行核心控制。使用IPC进行核心控制有很多种实现方式，当然其中最为简单的办法就是使用组态软件。在工厂和企业里面PLC一直是实现自动化的有效方式，而且目前国内真正懂得PLC 的人才太少，希望针对本次实训对我们自动化的人大有裨益！
基于PLC的物料自动分拣系统设计 毕业设计
基于PLC的物料自动分拣系统设计 摘要 随着工业自动化的普及和发展，生产过程中物料分拣的效率问题越来越引起人们的关注。重复繁琐的人工分拣物料过程已不能满足企业追求的生产效益和如今社会的需求。人、机器与物料三者关系的协调，已成为我们需要解决的重要问题之一。理所当然，用尽可能少的人力控制机器分拣物料来完成如期的生产任务是最佳的选择模式——即采用自动化技术代替人工分拣物料的过程。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ，设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点，可根据不同对象，稍加修改本系统即可实现要求。 关键词：传感器PLC 物料分拣
目录 第1章绪论 (1) 1.1 论文研究背景 (1) 1.2 研究现状及发展趋势 (1) 1.3 论文研究的意义 (1) 1.4 本论文研究的主要内容 (2) 第2章物料分拣装置结构及总体设计 (3) 2.1 材料分拣装置工作过程概述 (3) 2.2 系统的技术指标 (4) 2.3 系统的设计要求 (4) 2.3.1功能要求 (4) 2.3.2系统的控制要求 (4) 第3章控制系统的硬件设计 (6) 3.1系统的硬件结构 (6) 3.2 系统关键技术 (6) 3.2.1系统对PLC的要求 (6) 3.2.2 PLC的选择 (7) 3.2.3 PLC的输入输出端子分配 (9) 3.2.4 PLC输入输出接线端子图 (10) 3.3 检测元件与执行装置的选择 (11) 3.3.1 输入电气元件 (11) 3.3.2 输出电气元件 (16) 3.3.3 执行电气元件 (18) 第4章控制系统的软件设计 (22) 4.1控制系统流程图设计 (22) 4.2 西门子编程软件、模拟仿真软件 (23) 4.2.2 西门子仿真软件 (23) 4.3 控制系统程序设计 (24) 第5章控制系统的调试 (30)
自动分拣系统毕业设计教材
重庆工业职业技术学院 毕业设计（论文） 课题名称：自动生产线分拣系统设计 专业班级：10 电气301 学生姓名：廖国强 指导教师：王俊洲 二O一三年月 摘要 PLC控制是目前工业上最常用的自动化控制方法，由于其控制方便，能够承受
恶劣的环境，因此，在工业上优于单片机的控制。PLC将传统的继电器控制技术、计算机技术和通信技术融为一体,专门为工业控制而设计,具有功能强、通用灵活、可靠性高、环境适应性强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点,因此在工业上的应用越来越广泛。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。 关键词:可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器 ABSTRACT PLC control is the most commonly used industrial automation control method, because of its convenient control to withstand an adverse environment, it is better than MCU control in the industrial. PLC traditional relay control technology, computer and communication technologies are integrated specifically for industrial control and design, have strong function, common flexible, high reliability and environmental adaptability, and programming simple, easy to use and small size, light weight, a series of low-power advantages in industrial applications become more extensive. This paper focuses on the PLC in the canned beverage production, The design of an automatic sorting device with low cost and high efficiency is presented in the paper, which regards programmable logic controller ( PLC) as the master controller and combines pneumatic device, sensing technology, position control and other technology to implement automatic selecting of the products live. The device is characteristic of high automation, steady running, high precision and easy control, which can fulfill the requirement according to different situations with little modifications. Key words：programmable logic controller，sorting device，control system，sensors
(完整版)机械手毕业设计开题报告
理工学院毕业设计(论文)开题报告 题目：铣床自动上下料点位控制机械手的设计 学生姓名：韩抟彬学号： 10L0551370 专业：机械设计制造及其自动化 指导教师：陈继荣 2014年3月31日
毕业设计开题报告 摘要； 在当今大规模制造业中，企业为提高生产效率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上的重要成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平，目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动强度极大的工作，工作方式一般采取示教再现的方式。 PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC采用光电隔离和滤波技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，此外PLC还可在强、通用性好；开发周期短，功耗小。本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。 1．课题研究的目的和意义 1.1本课题的意义 机械手又名工业机器人，是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。在机械行业中，机械手越来越广泛的得到应用，它可用于零部件的组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的
自动分拣机械手的设计
健雄职业技术学院毕业设计（论文） 题目：自动分拣机械手的设计 摘要 机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。因而具有强大的生命力，受到人们的广泛重视和欢迎。 目前来讲，工业机械手可以代替人工的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。此外，它能在高温、低温、深水、宇宙、反射性和其他有毒、有污染环境条件上进行操作，更显其优越性，有着广阔的发展前途。虽然市场上机械手很多，但成本较高，一些小的行业或企业无力承担。正是基于此种考虑，本论文主要是研究设计了一种小型、廉价的自动分拣机械手。该机械手通过单片机控制使机械手具有智能化从而对件进行智能分拣，避免重复劳动，提高工作效率，尤其是成本较低。因此，非常适合小型企业单位的应用，具有良好的市场价值和应用前景。 关键词：分拣；机械手；自动化； I
陆喜蕾:自动分拣机械手的设计 目录 前言 (1) 1课题来源与现实意义 (2) 1.1机械手的概述 (2) 1.2自动分拣机械手的设计目的与意义 (2) 1.3主要研究内容 (3) 1.4机械手的发展趋势 (3) 2控制方案比较 (4) 2.1采用PLC控制 (4) 2.2采用单片机控制 (4) 3机械手的组成 (6) 3.1执行机构 (6) 3.1.1 执行机构各部分介绍 (6) 3.1.2 设计机械手的要求 (8) 3.1.3 机械手驱动力的计算 (8) 3.2驱动机构 (9) 3.3控制机构 (9) 4机械手的基本结构 (11) 4.1STM32单片机 (11) 4.2舵机 (12) II
基于plc的物料分拣系统设计软件毕业论文
毕业教学环节成果 （2012届） 题目基于PLC的物料分拣 控制系统设计(软件)
目录 摘要 .............................................................................................. - 1 - 英文摘要. ....................................................................................... - 1 - 引言： ........................................................................................... - 3 - 1 自动化立体仓库控制系统的整体结构.............................................. - 4 - 1.1 设计思想........................................................................... - 4 - 1.2 控制要求........................................................................... - 4 - 1.3 系统构成........................................................................... - 4 - 2 系统主要器件及功能特点 ............................................................. - 5 - 2.1 可编程控制器 .................................................................... - 5 - 2.2 变频器.............................................................................. - 6 - 2.3 传感器.............................................................................. - 8 - 3 硬件系统设计........................................................................... - 10 - 4 程序设计................................................................................. - 13 - 4.1 自动............................................................................... - 13 - 4.2 手动............................................................................... - 16 - 4.3 系统统调......................................................................... - 17 - 结论与谢辞：................................................................................ - 19 - 附件1程序清单 ............................................................................ - 21 - 附件2实物照片 ............................................................................ - 22 -
(机械手)机床上下料机械手设计
第1章绪论 1.1 选题背景 机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC 中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的 本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。 目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工
基于物料分拣机械手的自动化控制系统的设计开题报告
南京工程学院 本科毕业设计（论文）开题报告 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制 系统的设计 专业：自动化（数控技术） 班级：学号： 学生姓名： 指导教师： 2015年3月
学生姓名学号专业 指导教师职称所在院系 课题来源自拟课题课题性质 课题名称基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 毕业设计的内容和意 义（1）据控制要求完成PLC的选型 （2）实现物料分拣机械手的自动化控制要求 （3）绘制功能要求的工艺流程图、工作梯形图 （4）编写程序清单 （5）完成设计说明书 （6）毕业设计论文符合学院规定的论文格式和有关要求 本课题对虚拟制造技术的应用进行研究，其研究意义如下： （1）本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制，使其能够对不同的物料按预先设定的程序进行分拣，动作灵活多样，广泛应用于柔性生产线。 （2）采用PLC控制，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。 （3）可以允许方便的改动或重新设计其新部件，并能很快地投产，降低安装和转换工作的费用。
文献综述1.PLC介绍 它是一种即时系统有别於个人电脑。传统式以继电器为主的电机控制系统中, 每当变更设计时,整个系统几乎都要重新制作, 不但费时又费力；同时由於继电器还有接点接触不良、磨损、体积大之缺点, 因此造成成本升高、可靠性低、不易检修等问题。为了改善这些缺点,美国DEC在1969年首度发表：可程式控制器(Programmable Controller)。 程式控制器在发表初期被称为(Programmable Logic -Controller)简称PLC, 最先的目的是取代继电器，从而执行继电器逻辑及其他计时或计数等功能的顺序控制为主, 所以也称顺序控制器,其结构也像一部微电脑,所以也可称为微电脑可程式控制器(MCPC),直到1976年,美国电机制造协会正式给予命名为Programmable Controller, 即可程式控制器,简称PC,由于目前个人电脑(Personal Computer)极为普遍, 加上常与可程式控制器配合使用,为了区分两者, 所以一般都称可程式控制器为PLC 以加以分别。 目前市面上之PLC种类繁多，依照制造厂商及适用场所的不同而有所差异, 但是每种厂牌可依机组复杂度分为大、中、小型；而一般工厂及学校通常使用小型PLC, 其中以日系F系列及我国A系列PLC较受国人爱用。而本CAI将以三菱FX2 PLC 为主加以介绍,望使用者能对PLC有更深的瞭解, 在使用PLC时能更得心应手。可程式控制器内部基本结构可用下图来表示, 其内部处单元包括CPU、输入模组、输出模组三大部门, PLC的CPU 会经由输入模组取得输入元件所产生的讯号, 再从记忆体中逐一取出原先以程式书写器中输入的控制指令, 经由运算部门逻辑演算後,再将结果通过输出模组加以驱动外在的输出元件。 2.应用领域 目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1）开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2）模拟量控 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液