基于PLC的机械手移动物体控制系统的设计说明书+外文翻译+开题报告

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基于PLC的机械手移动物体控制系统的设计文件目录：
目录

前言……………………………………………………………………………1
1机械手……………………………………………………………………………2
1.1机械手概况……………………………………………………………………2
1.1.1机械手发展概况……………………………………………………………2
1.1.2对机械手的一般要求………………………………………………………2
1.1.3机械手的发展趋势…………………………………………………………3
1.2机械手的组成、分类及型式…………………………………………………3
1.2.1组成…………………………………………………………………………3
1.2.2分类…………………………………………………………………………4
1.2.3基本型式……………………………………………………………………5
1.3机械手移动工件控制系统……………………………………………………5
1.3.1机械手移动工件的基本结构、工作流程及工作原理……………………6
1.3.2设备控制要求………………………………………………………………8
2 PLC……………………………………………………………………………9
2.1 PLC简介……………………………………………………………………9
2.2 PLC发展趋势………………………………………………………………10
2.3 PLC的结构和工作原理……………………………………………………10
2.3.1 PLC的组成…………………………………………………………………10
2.3.2 PLC程序的表达方式………………………………………………………13
2.3.3 PLC的工作方式……………………………………………………………14
3机械手移动工件控制系统的PLC选型及系统连接…………………………18
3.1 控制系统构成图……………………………………………………………18
3.2 PLC模块选型及介绍………………………………………………………18
3.3 I/O地址分配及外部配线……………………………………………………19
4安装维护………………………………………………………………………21
4.1扩展设备组成…………………………………………………………………21
4.2现场环境………………………………………………………………………21
4.3安装工程………………………………………………………………………22
4.3.1安装注意事项………………………………………………………………22
4.3.2配线方面的注意事项………………………………………………………23
5机械手移动工件控制系统程序设计…………………………………………24
5.1编程软件及应用………………………………………………………………24
5.2程序流程图……………………………………………………………………24
6机械手移动工件控制系统PLC程序…………………………………………26
6.1系统资源分配…………………………………………………………………26
6.2源程序…………………………………………………………………………28
6.2.1总体安排……………………………………………………………………28
6.2.2手动操作程序………………………………………………………………29
6.2.3自动操作程序………………………………………………………………30
6.2.4操作系统总程序……………………………………………………………33
7技术经济分析…………………………………………………………………37
7.1需求分析………………………………………………………………………37
7.2控制系统的经济特点………………………………………………………37
8结论…………………………………………………………………………40
致谢………………………………………………………………………………41
参考文献………………………………………………………………………42
附录A 译文……………………………………………………………………43
附录B 外文文献………………………………………………………………52


1.4.2课题的主要任务
本课题将要完成的主要任务如下:
(1)机械手为通用机械手，因此相对于专用机械手来说，它的适用面必须更广。
(2)选取机械手的座标型式和自由度。
(3)设计出机械手的各执行机构，包括:手部、手腕、手臂等部件的设计。为了使通用性更强，手部设计成可更换结构，既可以用夹持式手指来抓取棒料工件，又可以用气流负压式吸盘来吸取板料工件。
(4)气压传动系统的设计
本课题将设计出机械手的气压传动系统，包括气动元器件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图。
(5)对气压传动系统原理图的参数化绘制进行研究，提高绘图效率，改善绘图质量。
(6)机械手的控制系统的设计
本机械手拟采用可编程序控制器 (PLC)对机械手进行控制，本课题将要选取PLC型号，根据机械手的工作流程编制出PLC程序，并画出梯形图。

2 机械手的设计方案
对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾一放和搬运物件，这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求，拟定最合理的作业工序和工艺，并满足系统功能要求和环境条件;明确工件的结构形状和材料特性，定位精度要求，抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等，从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件，简化设计制造过程，兼顾通用性和专用性，并能实现柔性转换和编程控制。
本次设计的机械手是通用气动上下料机械手，是一种适合于成批或中、小批生产的、可以改变动作程序的自动搬运或操作设备，它可用于操作环境恶劣，劳动强度大和操作单调频繁的生产场合。
2.1 机械手的座标型式与自由度
按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角座标式、圆柱座标式、球座标式和关节式。由于本机械手在上下料时手臂具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱座标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下摆动的自由度。
所示为机械手的手指、手腕、手臂的运动示意图。