1、 专业方向设计专业方向设计 任务书任务书 题目名称：题目名称：基于基于 PLC 机械手控制系统设计机械手控制系统设计 专业专业 自动化自动化 班级班级 2 学校：学校： 2010 年 12 月 22 日 基于基于 PLCPLC 的机械手控制设计的机械手控制设计 摘要：摘要：工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论 与工业生产自动化实践相结合的产物， 并以成为现代机械制造生产系统中的一个 重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质 量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性 和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几
2、年来也有较快的发展，并取得一 定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。当今的 PLC 吸收了微电子技术 和计算机技术的最新成果,其应用已从单机自动化推广到整条生产线的自动化乃 至整个工厂的生产自动化。目前,机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理等方 面,无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。在国内主要是 逐步扩大应用范围,重点发展铸锻、热处理方面的机械手,PLC 可以按照所需要求 完成机械手的设计,使机械手的设计简单化,大大节省了时间,提高了工作效率， 减轻了劳动强度,改善作业条件。 本课题拟开发物料搬运机械手，采用西门子系列 S7-200PLC，对机械手的上下、 左右以及抓
3、取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等； 电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。我们利用可编程技术，结合 相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 关键词:机械手 S7-200 可编程技术 1 1、PLCPLC 简介简介: : 自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC 得到了快速发展，在世 界各地得到了广泛应用。同时，PLC 的功能也不断完善。随着计算机技术、信号 处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC 在开关量 处理的基础上增加了模拟
4、量处理和运动控制等功能。 今天的 PLC 不再局限于逻辑 控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。通用 PLC 应用于 专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器， 但 PLC 相对一般嵌入式控制器而 方具有更高的可靠性和更好的稳定性。 实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入 式控制器，现在正逐步用通用 PLC 或定制 PLC 取代嵌入式控制器 1.11.1 可编程器的基可编程器的基本原理本原理 PLC 与普通微机在许多方面有相似之处,但其工作方式却与微机有很大的不同。 微机一般采用等待命令的工作方式,如在常见的键盘扫描方式或 I/O 扫描方式下, 有键按下或 I/O 动作则转入相
5、应的子程序;无键按下或 I/O 不动作则继续扫描键 盘和 I/O 口。PLC 则采用循环扫描动作方式,在 PLC 中用户序按先后顺序存放, 2 2、机械手概述、机械手概述 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。 工业机械手是工 业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务， 在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械 手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力， 在国民经济各领域有着广阔的发 展前景。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和 计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 2.12
6、.1 机械手分类机械手分类 机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种独立的 不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定工 作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外，还具备通用机械、记忆智能的三 元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先 是通过操作机来完成特定的作业， 后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探 测月球、火星等。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用于 解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它 是为主机服务的，由主机驱动，除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用 的。 本项目要求设计的机械手模型可归为第一类，即通用机械手。在现代生产企业 中，自动化程度较高，大量应用机械手。通过本次设计，可以增强对工业机械手 的认识，同时并熟悉掌握 PLC 技术、位置控制技术、气动技术等工业控制常用的 技术。 机械手控制系统设计步骤机械手控制系统设计步骤 根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完 成
