本科毕业论文（设计）
论文（设计）题目：
基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
学 院： 机械工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化 班 级： 机 自 054 学 号： 0503016837 学生姓名： 邹 俊 辉 指导教师： 赵 丽 梅
2009年6 月19 日
贵州大学本科毕业生论文（设计）
诚信责任书
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日 期：
贵州大学本科毕业论文（设计） 第 I 页
目 录
目 录 .........................................................................................................I 摘 要 ....................................................................................................... V Abstract ....................................................................................................... V 第一章 前言 .............................................................................................. 1
1.1 研究的目的及意义 ............................................................................. 1 1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 ...................................................... 1 1.3 主要研究的内容................................................................................. 2 1.4 解决的关键问题................................................................................. 3
第二章 执行系统的分析与选择 .............................................................. 4
2.1
执行机构坐标形式的选择 ............................................................... 4
2.2 执行机构的组成................................................................................. 6 2.3 执行机构各部分的分析与选择 .......................................................... 6
2.3.1 手部的选择 ....................................................................................................6 2.3.2 手臂结构的选择 ............................................................................................8 2.3.3 机座结构的选择 ............................................................................................9
2.4 执行机构的工作原理 ....................................................................... 10 2.5
执行机构简图................................................................................ 10
第三章 驱动系统的分析与选择 ............................................................ 12
3.1 驱动系统的分析与选择 ................................................................... 12 3.2 机械手驱动系统的控制设计 ............................................................ 13
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3.3 气动元件选取及工作原理................................................................ 14
3.3.1 气源装置 ..................................................................................................... 14 3.3.2 执行元件 ..................................................................................................... 15 3.3.3 控制元件 ..................................................................................................... 16 3.3.4 辅助元件 ..................................................................................................... 17 3.3.5 真空发生器 ................................................................................................. 18 3.3.6 吸盘 ............................................................................................................. 18
3.4 气动回路的工作原理 ....................................................................... 18
第四章 控制系统的分析设计 ................................................................ 22
4.1 控制系统的组成结构 ....................................................................... 22 4.2 控制系统的性能要求 ....................................................................... 22 4.3 传感器的选择 .................................................................................. 23
4.3.1 位置检测装置 ............................................................................................. 23 4.3.2 滑觉传感器 ................................................................................................. 23 4.3.3 视觉传感器 ................................................................................................. 24
4.4 控制系统PLC的选型及控制原理 .................................................... 25
4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 .................................................................. 25 4.4.2 PLC种类及型号选择 ................................................................................... 30 4.4.3 I/O点数分配 .............................................................................................. 30 4.4.4 PLC外部接线图 .......................................................................................... 32 4.4.5 机械手控制原理 ......................................................................................... 32
4.5 PLC程序设计 ................................................................................... 34
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4.5.1 总体程序框图 ............................................................................................. 34 4.5.2 初始化及报警程序 ..................................................................................... 36 4.5.3 手动控制程序 ............................................................................................. 37 4.5.4 自动控制程序 ............................................................................................. 39
第五章 总结与展望 ................................................................................ 42 参考文献 .................................................................................................... 43 致 谢 ........................................................................................................ 44 附 录 ........................................................................................................ 45