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1、論文基于PLC控制的機(jī)械手設(shè)計(jì)申請(qǐng)人：XXX學(xué)科（專業(yè)）：XXXX指導(dǎo)教師：XXX XXXX年XX月網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文) 任 務(wù) 書專業(yè)班級(jí) 層次 姓名 學(xué)號(hào) 一、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目 二、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）工作自 年 月 日起至 年 月 日止三、畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）基本要求： 指導(dǎo)教師： 網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)考核評(píng)議書指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)：建議成績(jī)： 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日答辯小組意見(jiàn)：負(fù)責(zé)人簽名 年 月 日答辯小組成員 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)意見(jiàn)： 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日論文題目：基于PLC控制的機(jī)械手設(shè)計(jì)學(xué)科（專業(yè)）：XXXX申請(qǐng)人：XXX指導(dǎo)教師：XXX 摘 要機(jī)

2、械手在工業(yè)科技中的應(yīng)用時(shí)間較長(zhǎng)，隨著工業(yè)生產(chǎn)的不斷進(jìn)展進(jìn)步，機(jī)械手的控制技術(shù)也得到了較為快速的進(jìn)展。人們?cè)诤茉缫郧熬推谕軌蚪柚渌墓ぞ咛娲祟愖陨淼氖秩氖轮貜?fù)性的工作，或者具有一定危險(xiǎn)性的工作，從而提高工業(yè)的生產(chǎn)效率，同時(shí)也能規(guī)避人們?cè)谏a(chǎn)實(shí)際生產(chǎn)中碰到的危險(xiǎn)情況。此外，在一些格外的場(chǎng)合中，一定要依靠機(jī)械手才能加以完成。未來(lái)機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中將發(fā)揮更大的作用，本文主要對(duì)機(jī)械手的控制方式及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。關(guān) 鍵 詞：機(jī)械手；控制方式；控制系統(tǒng)論文類型：理論研究目 錄第1章 緒論11.1研究背景及意義11.2研究現(xiàn)狀1第2章 相關(guān)概述32.1機(jī)械手32.2機(jī)械手工作原理

3、42.3機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)52.4PLC技術(shù)簡(jiǎn)介5第3章 機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)73.1機(jī)械手各部件的設(shè)計(jì)73.1.1機(jī)械手手爪結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1.2機(jī)械手手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)73.1.3機(jī)械手手臂結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)83.1.4機(jī)械手的機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)93.1.5機(jī)械手手臂的平衡機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)93.2機(jī)械手控制程序設(shè)計(jì)103.2.1 PLC的應(yīng)用設(shè)計(jì)步驟103.2.2控制系統(tǒng)PLC選型103.2.3 PLC控制器程序設(shè)計(jì)11第4章 機(jī)械手監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)154.1組態(tài)軟件簡(jiǎn)介154.1.1組態(tài)軟件154.1.2組態(tài)王164.2 監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)164.2.1監(jiān)控界面164.2.2監(jiān)控設(shè)計(jì)17第5章 總結(jié)23致 謝25參考文獻(xiàn)2

4、5網(wǎng)絡(luò)學(xué)院畢業(yè)論文獨(dú)創(chuàng)性聲明28畢業(yè)論文知識(shí)產(chǎn)權(quán)權(quán)屬聲明28第1章 緒論1.1研究背景及意義機(jī)械手是模仿人手部分動(dòng)作的一種擬人電子機(jī)械裝置，是通過(guò)PLC控制，按給定程序、軌跡和要求，實(shí)現(xiàn)識(shí)別、自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或者操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。通過(guò)配置特定功能傳感器，實(shí)現(xiàn)機(jī)械對(duì)環(huán)境狀態(tài)及作用對(duì)象的快速反應(yīng)、分析推斷能力。機(jī)械手還具有可長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)工作、精確度高、抗惡劣環(huán)境的能力。從某種意義上說(shuō)，它是工業(yè)機(jī)械進(jìn)化過(guò)程的產(chǎn)物，同時(shí)，是工業(yè)及非產(chǎn)業(yè)界的重要生產(chǎn)、服務(wù)性設(shè)備，是先進(jìn)制造技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的自動(dòng)化設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用在生產(chǎn)中，可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率，可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，保證產(chǎn)品質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)安全生

5、產(chǎn)。尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣環(huán)境中，工業(yè)機(jī)械手可代替人們進(jìn)行正常工作。目前，PLC程控機(jī)械手在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配、輕工業(yè)以及交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。盡管當(dāng)前機(jī)械手并沒(méi)有人類的手一般靈活、多變，但是它可以代替人類的手進(jìn)行勞動(dòng)，并且有不怕危險(xiǎn)、不怕辛苦的優(yōu)點(diǎn)，另外，機(jī)械手抓取東西的時(shí)候力量比較大，并可以長(zhǎng)時(shí)間的進(jìn)行勞動(dòng)，勞動(dòng)力度比較大。所以機(jī)械手的進(jìn)展會(huì)為人類帶來(lái)福音，并且其已經(jīng)獲得了很多部門的關(guān)注，也越來(lái)越多地被應(yīng)用到了實(shí)際工作中。在很多流水線方面的工作上，機(jī)械手便可以代替人類，進(jìn)行零部件加工等，不僅為企業(yè)節(jié)省了人

6、力成本，并且也減少了員工培訓(xùn)等方面的苦惱。因此，對(duì)控制機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)展具有很重要的意義。同時(shí)在理論方面對(duì)于PLC控制的機(jī)械手設(shè)計(jì)提供一定的理論上的借鑒的意義。1.2研究現(xiàn)狀國(guó)內(nèi)外有關(guān)的學(xué)者對(duì)于PLC控制的機(jī)械手設(shè)計(jì)進(jìn)行了相關(guān)的研究，并且取得了一定的研究的成果，具體的研究的成果如下所示：1.2.1國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀胡煒（2018）認(rèn)為：工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，常需要根據(jù)工件材料、形狀、顏色以及重量等進(jìn)行分類，而傳統(tǒng)采納的人工方法生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高。隨著自動(dòng)化技術(shù)的不斷進(jìn)展，工業(yè)自動(dòng)化競(jìng)爭(zhēng)越來(lái)越激烈。人們期望改進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)，提高生產(chǎn)效率，格外在需要進(jìn)行產(chǎn)品分檢的相關(guān)領(lǐng)域，迫切需要一種高效、穩(wěn)定

7、、可靠的設(shè)備，代替以往人們采納的人工分揀方法，徹底改變生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高的現(xiàn)狀。因此，機(jī)械手物料分揀系統(tǒng)幾乎成為所有生產(chǎn)企業(yè)的不二選擇1。安軍（2018）認(rèn)為：PLC可編機(jī)械手的應(yīng)用規(guī)模逐漸擴(kuò)大，覆蓋領(lǐng)域也逐漸擴(kuò)大。隨著傳感器技術(shù)與接口技術(shù)的進(jìn)展，PLC的擴(kuò)展能力與兼容性不斷提高，機(jī)械手將進(jìn)展為一種擬人的電子機(jī)械裝置。它是先進(jìn)制造領(lǐng)域自動(dòng)化設(shè)備的主力軍之一，同時(shí)，機(jī)械手也大規(guī)模應(yīng)用于航空航天領(lǐng)域，用于空間試驗(yàn)與在軌飛行器的維修、回收。可編程機(jī)械手對(duì)提高生產(chǎn)效率和科研開發(fā)具有重要意義2。張繼紅（2018）認(rèn)為：圖像采集部分接收模擬視頻信號(hào)，并通過(guò)A/D進(jìn)行數(shù)字化，或者直接接收攝像機(jī)數(shù)字化后的

8、數(shù)字視頻數(shù)據(jù)。圖像采集部分將數(shù)字圖像存放于處理器或計(jì)算機(jī)內(nèi)存。處理器處理、分析、識(shí)別圖像，獲得測(cè)量結(jié)果或規(guī)律控制值。處理結(jié)果控制流水線的動(dòng)作，定位、糾正運(yùn)動(dòng)誤差等，將識(shí)別信息反饋到機(jī)械手臂端，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手精準(zhǔn)抓取并放置指定物料倉(cāng)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)物料的分類處理3。魏麗梅（2018）認(rèn)為：機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域中占有重要的地位，性能優(yōu)越的機(jī)械手控制系統(tǒng)將可提高機(jī)械手的作業(yè)效率，為此本文主要對(duì)機(jī)械手的控制方式及控制系統(tǒng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的分析。在對(duì)機(jī)械手的控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，除了上述需要考慮的方面之外，還需要考慮到操作面板的布置、根據(jù)機(jī)械手控制系統(tǒng)的控制要求進(jìn)行系統(tǒng)的I/O地址安排等4。秦治偉（2018）認(rèn)為：隨著

9、我國(guó)科技的進(jìn)展，人類對(duì)機(jī)械手使用的安全性、穩(wěn)定性及準(zhǔn)確性有了新的認(rèn)識(shí)，而且還對(duì)其提出了很高的要求。利用PLC對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制已成為一種必定趨勢(shì)5。1.2.2國(guó)外研究現(xiàn)狀J.Zrnik（2016）認(rèn)為：PLC在應(yīng)用中主要是突出微處理器應(yīng)用作用，所以其運(yùn)行中有部分環(huán)節(jié)與微機(jī)具有相似指出，但是其運(yùn)行方式與微機(jī)差異性較大。微機(jī)大多都是保持等待命令狀態(tài)。Marek Sniezek（2017）認(rèn)為：在刷新輸入階段時(shí)，在端口中接入CPU，對(duì)其狀態(tài)進(jìn)行讀取，然后寫入到寄存器中。對(duì)輸入端有效刷新之后，要準(zhǔn)時(shí)關(guān)閉端口，轉(zhuǎn)入到程序應(yīng)用執(zhí)行階段，輸入狀態(tài)寄存器應(yīng)用性能改變不明顯，各項(xiàng)改變需要經(jīng)過(guò)完整的刷新周期之后才會(huì)

10、改變。Sasaki T（2018）認(rèn)為：當(dāng)前輸入輸出信號(hào)是由不同部分組成，分別有數(shù)字量、開關(guān)量、模擬量等，在我們?nèi)粘?shí)踐研究中，傳遞的信號(hào)源主要是開關(guān)量，此類信號(hào)傳遞也是受到試驗(yàn)環(huán)境條件限制。從可編程序控制器應(yīng)用優(yōu)勢(shì)中能看出，此類控制器抗擊外部干擾能力較強(qiáng)，也是I/O設(shè)計(jì)的重要優(yōu)勢(shì)。在電氣隔離處理操作中，信號(hào)進(jìn)入CPU執(zhí)行操作，幸免操作現(xiàn)場(chǎng)強(qiáng)電等要素干擾。國(guó)內(nèi)外對(duì)于PLC控制的機(jī)械手設(shè)計(jì)雖然有了一定的研究傳成果，雖然已經(jīng)有了一定的研究的成果，但是研究的成果比較匱乏，針對(duì)于此對(duì)于該課題進(jìn)行了相關(guān)的研究是至關(guān)重要的。第2章 相關(guān)概述2.1機(jī)械手能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)

11、物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。機(jī)械手是最早出現(xiàn)的工業(yè)機(jī)器人，也是最早出現(xiàn)的現(xiàn)代機(jī)器人，它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以愛(ài)護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。隨著網(wǎng)絡(luò)技巧的進(jìn)展，機(jī)械手的聯(lián)網(wǎng)操作問(wèn)題也是以后進(jìn)展的方向。工業(yè)機(jī)器人是近幾十年進(jìn)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著遼闊的進(jìn)展前景。機(jī)械手是在機(jī)械化，自動(dòng)化生

12、產(chǎn)過(guò)程中進(jìn)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中，機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，迅速進(jìn)展起來(lái)的一門新興的技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的進(jìn)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)，不知疲勞，不怕危險(xiǎn)，抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。我國(guó)塑料機(jī)械已成為機(jī)械制造業(yè)進(jìn)展最快的行業(yè)之一，年需求量在不斷的加大。我國(guó)塑料機(jī)械產(chǎn)業(yè)的高速進(jìn)展主要有以下兩個(gè)大因素：一是對(duì)高技術(shù)含量裝備的需求所帶來(lái)的設(shè)備更新及陳舊設(shè)備的淘汰;二是海內(nèi)塑料加工產(chǎn)業(yè)的高速進(jìn)展，對(duì)塑料機(jī)械的需求旺盛。2.