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：                           

20##年3月

第二篇：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计

基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计【毕业设计】

发布日期：[10-05-30 17:05:04] 浏览人次：[8641

水平手臂回缩到指定的位置，PLC输入端X007接通输入，输出端Y000输出，左旋按钮SB7接通，三位四通电磁阀12的电磁铁6YA得电，执行摆动气缸的向左旋转。

垂直手臂的下降

摆动气缸向左旋转到指定位置（90度），PLC输入端X003接通输入，输出端Y005输出，垂直手臂下降按钮SB6接通，使三位四通电磁阀11的电磁铁3YA得电，执行小臂的下降运动。

放物

小臂下降到指定位置，PLC输入端X006接通输入，输出端Y007输出，吸盘放气按钮SB12接通，真空发生器停止工作，真空消失，压缩空气进入真空吸盘，将物料与吸盘吹开。

小臂上升

经滑觉传感器检测到物料已经放开，输出端Y004输出，小臂上升按钮SB5接通，使三位四通电磁换向阀10的电磁铁2YA得电，执行小臂上升动作。

回到初始位置

小臂上升到指定位置，PLC输入端X005接通输入，自动重复以上动作。

4.5 PLC程序设计

4.5.1 总体程序框图

设备有“手动/自动”两种工作方式，其控制程序可分为自动控制程序和手动控制程序两个模块，各模块程序分开编写，结构清晰，便于调试和修改。

在进行编程前，应先绘制出整个控制程序的结构框图，如图4.2所示。在该结构图中，当操作方式选择开关置于“手动”时，输入点X012接通，执行手动程序；当操作方式选择开关置于“自动”时，输入点X013接通，执行自动程序。 ]

图4.2 控制程序的结构框图

同是为了方便操作，应设计一个机械手操作面板，机械手操作面板如图4.3所示

图4.3 机械手操作面板

4.5.2 初始化及报警程序

初始化及报警程序如图4.4所示

图4.4 初始化及报警程序

4.5.3 手动控制程序

手动控制程序用于实现机械手升降、伸缩、左右旋转、吸气/放气及复位的运动。在自动工作过程中，若将“手动/自动”转换开关打到“手动”位置时，输入X012接通系统进入

手动控制方式状态。此时，按下相应的受动按钮可实现手动上升、下降、左旋、右旋、伸出、缩回、吸气、放气及复位动作，手动操作程序如图4.5所示。

图4.5 手动操作程序

4.5.4 自动控制程序

分析知，在“自动”工作方式下，本机械手的运动是以开关量作为转移信号，按所设计的工艺流程一步一步地进行工作，其控制过程为顺序循环控制。当机械手完成一次物料的吸放任务后返回原位为下一个任务做好准备。自动控制的状态转移图如图4.6所示。

图4.6 自动控制状态转移图

根据自动控制的状态转移图就可设计出自动控制的步进梯形图如图4.7所示。

图4.7 自动控制步进梯形图

图4.7 自动控制步进梯形图 (序)

第五章 总结与展望

机械手的出现延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒、低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。随着科学技术的发展和PLC在工业生产过程中的广泛应用，机械手技术方面的研究不断得到创新，促使成果不断涌现。

本论文的设计主要取得了以下成果：

对物料分拣机械手的结构形式、驱动装置、控制系统等各组成部分进行了较为全面的分析，最后得出其总体设计方案。

气动驱动系统是强的非线性系统，其根本原因是空气具有可压缩性，使得系统中存在流量饱和效应，非线性摩擦力等因素，实现气缸的精度定位非常困难。因此在其应用中，要对各参数进行调定，以达到比较理想状态。

机械手的控制系统采用了技术性、可靠性非常高的PLC进行控制。这使得机械设备更加灵活，动作准确，易于维护，劳动生产率大大得到了提高。各种操作方式自由切换，满足了各种生产要求。

本课题在完成了机械结构设计的基础上，对物料分拣机械手的驱动系统和控制系统进行了设计。由于时间的限制以及机械手的结构比较复杂，有些问题