1、I 毕毕 业业 论论 文文 用 PLC 控制机械手的设计 系 别 电气工程系 专 业 电气自动化 班 级 电自 3091 2011 2012 学年第 1 学期 摘摘 要要 随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用 也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货 物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运 方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。 本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上 升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机 的正反转，从而实现小车
2、的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设 置在各个不同部位的行程开关(SQ1-SQ9)产生的通断信号传输到 PLC 控制器，通 过 PLC 内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不 同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、 快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回 原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。 关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），液压，电磁阀 1 目目 录录 摘摘 要要 II 前前 言言 2 第一章第一章 机械手概况机械手概况. 3 1.1 搬运机械手的
3、应用简况 3 1.2 机械手的应用意义 4 1.3 机械手的发展概况 4 1.4 机械手的发展趋势 5 1.5 PLC 概况及在机械手中的应用 6 第二章第二章 搬运机械手总体设计方案搬运机械手总体设计方案 8 2.1 搬运机械手结构及其动作 8 2.2 机械手的控制过程 8 2.3 机械手的控制要求 9 第三章第三章 搬运机械手硬件系统设计搬运机械手硬件系统设计 . 9 3.1 机械手的结构 10 3.2 电气控制的设计 10 3.3 操作面板及动作说明 11 3.4 I/O 分配 11 第四章第四章 搬运机械手的软件系统设计搬运机械手的软件系统设计 13 4.1 梯形图的总体设计 13 4
4、.2 各部分梯形图的设计 14 结结 论论 . 22 致致 谢谢 . 23 参考文献参考文献 . 24 2 前前 言言 机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 能模仿人手和臂 的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。 它可代替人的繁重劳动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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工 件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而 有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转 动 （摆动） 、 移动或复合运动来实现规定的动作， 改变被抓持物件的位置和姿势。 运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度 。为了抓 取空间中任意位置和方位的物体，需有 6 个自由度。自由度是机 械手设计的关 键参数。自由 度越多
