基于PLC的工业机械手控制系统设计[毕业论文+CAD图纸]

机械设计毕业论文：基于PLC的工业机械手控制系统软硬件设计含毕业论文一份，autocad图纸8张，开题报告、英文翻译

基于PLC的工业机械手控制系统设计[毕业论文+CAD图纸]

摘要

在工业生产和其他领域内，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，甚至于危及生命。工业机械手就这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。电气方面有电机、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出四路来分别驱动横轴、竖轴、底盘转动、手转动电机，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；电机拖动手爪和底盘旋转；电磁阀控制气阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的工业机械手模型可在空间抓放物体，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，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

关键字：可编程控制器PLC,机械手,电机,任意位置

ABSTRACT

In industrial production and other domains, because works need, the people frequently receive factor the and so on high temperature,corrosion and virulent gas harm, increased worker's labor intensity,even endangers life. The industry manipulator like this was born, the manipulator is in theindustry robot assembly system the traditional duty implementingagency, is one of robot key components. The electrical aspect has theelectrical machinery, the switching power supply, the solenoid valve,and so on the electronic device composition. This equipment has covered the programmable control technology, theposition control technology, the air operated technology and so on, isthe integration of machinery model represents one of instruments. Thisarticle introduced the manipulator is outputs four groups by PLCseparately to actuate the abscissa axis, the z-axis, the chassisrotation, hand turns an electric motor, controls the manipulatorabscissa axis and the z-axis pintpointing, the microswitch bequeathsthe position signal the PLC main engine; The electrical machinerydrives the hand fingernail and the chassis revolves; The solenoidvalve controls the air valve the switch to control the manipulatorhand fingernail to gather, thus realizes the manipulator proper motionfunction. This topic plans the industry manipulator model which develops to bepossible in the space to grasp puts the object nimbly, the movement isdiverse, may replace artificially carries on the work in hightemperature and the dangerous operation area, and may changes therelated parameter as necessary according to the work piece change and the movement flow request.

Key words:Programmable controller PLC, manipulator,electrical machinery, freeposition.

目录

摘 要 I
ABSTRACT II
1绪论 1
1.1 课题背景 1
1.1.1设计的目的和意义 2
1.2设计要求 3
1.2.1控制要求 3
1.3 PLC的发展概况 4
1.3.1可编程控制器的产生 4
1.3.2 PLC的定义 4
1.3.3 PLC的特点 5
2 机械手概述 6
2.1 机械手的定义与分类 6
2.2 机械手发展情况 7
2.3机械手的发展趋势 8
3 控制系统硬件设计 9
3.1 PLC的选型 9
3.1.1 常用PLC介绍 9
3.1.2 确定型号FX1N－60MR 13
3.1.3 FX1N所具有优越性能 13
3.1.4 FX系列PLC型号的说明 16
3.2 三菱FX系列的结构功能 16
3.2.1 PLC内部功能 17
3.2.2 PLC输入输出接口的安全保护 18
3.3 手持编程器FX－20P－E的使用 18
3.3.1 HPP的组成与操作面板 19
3.3.2 HPP的操作过程 21
4各功能实现形式与控制方式 25
4.1 本机械手模型的机能和特性 25
4.2 夹紧机构 25
4.3躯干 25
4.4旋转编码盘 26
5软件设计 27
5.1 编程软件的使用 27
5.2 FX1N PLC梯形图中的编程元件 28
5.3 程序的总体结构 29
5.3.1 各部分程序如下 30
5.4 PLC程序的上载和下载 40
5.4.1 PLC程序的上载 40
5.4.2 PLC程序的下载 40
设计小结 41
参 考 文 献 42
附录 43
附录A: PLC接线图 43
附录B: 指令表 44
致 谢 46

1绪论

1.1 课题背景

随着我国社会经济的迅猛发展，人民物质文化生活水平日益提高，随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大。为了改变落后的生产状态,缓解日趋紧张的供求关系,我们研究就得开发多工步搬运机械手。

新中国成立特别是改革开放以来，我国社会主义现代化建设取得了举世瞩目的伟大成就。同时，必须清醒地看到，我国正处于并将长期处于社会主义初级阶段。全面建设小康社会，既面临难得的历史机遇，又面临一系列严峻的挑战。经济增长过度依赖能源资源消耗，环境污染严重；经济结构不合理，农业基础薄弱，高技术产业和现代服务业发展滞后；自主创新能力较弱，企业核心竞争力不强，经济效益有待提高。在扩大劳动就业、理顺分配关系、提供健康保障和确保国家安全等方面，有诸多困难和问题亟待解决。从国际上看，我国也将长期面临发达国家在经济、科技等方面占有优势的巨大压力。为了抓住机遇、迎接挑战，我们需要进行多方面的努力，包括统筹全局发展，深化体制改革，健全民主法制，加强社会管理等。与此同时，我们比以往任何时候都更加需要紧紧依靠科技进步和创新，带动生产力质的飞跃，推动经济社会的全面、协调、可持续发展。

进入21世纪，我国作为一个发展中大国，加快科学技术发展、缩小与发达国家的差距，还需要较长时期的艰苦努力，同时也有着诸多有利条件。中华民族拥有5000年的文明史，中华文化博大精深、兼容并蓄，更有利于形成独特的创新文化。只要我们增强民族自信心，贯彻落实科学发展观，深入实施科教兴国战略和人才强国战略，奋起直追、迎头赶上，经过15年乃至更长时间坚韧不拔的艰苦奋斗，就一定能够创造出无愧于时代的辉煌科技成就。

科技工作的指导方针是：自主创新，重点跨越，支撑发展，引领未来。自主创新，就是从增强国家创新能力出发，加强原始创新、集成创新和引进消化吸收再创新。重点跨越，就是坚持有所为、有所不为，选择具有一定基础和优势、关系国计民生和国家安全的关键领域，集中力量、重点突破，实现跨越式发展。支撑发展，就是从现实的紧迫需求出发，着力突破重大关键、共性技术，支撑经济社会的持续协调发展。引领未来，就是着眼长远，超前部署前沿技术和基础研究，创造新的市场需求，培育新兴产业，引领未来经济社会的发展。这一方针是我国半个多世纪科技发展实践经验的概括总结，是面向未来、实现中华民族伟大复兴的重要抉择。

要把提高自主创新能力摆在全部科技工作的突出位置。在对外开放条件下推进