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陕西航空职业技术学院毕业设计
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毕业论文（设计）
题 目 搬运机械手PLC控制系统 姓 名 李楠 学 号 10321-15 专业年级 电气自动化 指导教师 杜润宏
2012年 9月 24日
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摘 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
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目 录
摘 要 .................................................................... I 目 录 ................................................................... II 引 言 .................................................................... 1 第一章 机械手概况 ......................................................... 2
1.1搬运机械手的应用简况 ................................................. 2 1.2机械手的应用意义 ..................................................... 3 1.3机械手的发展概况 ..................................................... 3 1.4机械手的发展趋势 ..................................................... 4 1.5 PLC概况及在机械手中的应用 ........................................... 5 第二章 搬运机械手总体设计方案 ............................................ 7
2.1搬运机械手结构及其动作 ............................................... 7 2.2机械手的控制过程 ..................................................... 7 2.3机械手的控制要求 ..................................................... 8 第三章 搬运机械手硬件系统设计 ............................................ 8
3.1机械手的结构 ......................................................... 8 3.2电气控制的设计 ....................................................... 9 3.3操作面板及动作说明 ................................................... 9 3.4 I/O分配 ............................................................ 10 第四章 搬运机械手的软件系统设计 ......................................... 11
4.1梯形图的总体设计 .................................... 错误！未定义书签。 4.2各部分梯形图的设计 .................................. 错误！未定义书签。 结 论 ................................................................... 16 谢 辞 ................................................................... 17 参考文献 ................................................................. 18 附：语句表 梯形图 I/O接线图
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引 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，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。
机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。
机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。
机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
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