搬运机械手毕业开题报告

毕业论文（设计）开题报告

题目搬运机械手PLC控制系统

姓名涂阳龙学号 0825113439 专业年级 08级机电一体化4班

指导教师熊才高职称高级工程师

2010年 12月 5日

1．本课题的研究目的及意义

毕业设计是大学四年来对我们所掌握知识的一个综合考察，所以选择一个合适的毕业课题是很重要的。而一个既要有硬件设计，又要涉及到软件编程的毕业设计课题是再好不过的。它可以检验我们在大学期间的学习情况以及综合应用能力，通过实物的制作，可以很好的锻炼我们的动手能力。

伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要，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，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,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。其中的工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识。它能部分地代替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。它可在空间抓、放、搬运物体等,动作灵活多样,广泛应用在工业生产和其他领域内。应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作,不仅可以提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。

2．已了解的本课题国内外研究现状

目前国内工业机械手主要用于机床加工，铸锻，热处理等方面，数量，品种，性能方面都不能满足生产发展的需要，因此，国内主要扩大机械手运用范围，重点发展铸锻，热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。在运用专业机械手的同时，相应地发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手，计算机控制机械手和组合式机械手等。国内外对发展这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和发展一直比较活跃，设计在不断的修改，品种在不断的增加，运用领域也在不断的扩大。

在国外机械制造业中，工业机械手运用较多，发展较快。目前主要用于机床，摸锻压机的上下料，以及点焊，喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件机械手本身的损害。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界的条件的变化，做出相应的变更。

3．本课题的研究内容

机械手是一种能模拟人的手臂动作，按照设定程序、轨迹和要求，代替人手进行抓取、搬运工件或操持工具的机电一体化自动装置。

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。

4．本课题研究的实施方案、进度安排

采用可编程序控制器对机械手实现自动控制。控制系统硬件由开关、按钮、行程开关、可编程控制器和输入输出继电器构成。软件采用模块式结构，回原位、手动、单步、单周期、连续，用选择开关来选择动作种类。可实现机械手的下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退动作。

第五学期第1-5周：收集机械手PLC等有关资料，完成开题报告；

第六学期第6周：确定系统的设计方案，完成相关的方案论证和计算；

第六学期第7-8周：用PROTEL软件设计系统方案的电气原理图、PCB图；

第六学期第9-11周：学习可编程控制电路，编写系统的语言程序；

第六学期第12-13周：硬件电路的调试，软件的调试实现系统的工作功能；

第六学期第14-15周：设计的总结和资料的整理并撰写毕业设计论文；

第六学期第16-17周:交指导老师审阅、修改并准备答辩；

5．已查阅的主要参考文献

[1] 王炳实. 机床电气控制.第三版. 北京：机械工业出版社，2004年：146-162

[2] 王本轶. 机床设备控制基础. 北京：机械工业出版社，2005年：283-288

[3] 丁树模. 液压传动. 北京：机械工业出版社，2007年

[4] 林平勇. 高崇. 电工电子技术.第二版：北京：高等教育出版社，2004年

[5] 熊幸明. 曹才开. 一种工业机械手的PLC控制.微计算机信息，2006年，

[6] 孔秀艳. 一种四轴搬运机械手的PLC控制. 大众科技，2008年，第7期：1

[7] 刘轩.王丽伟. 机械手的PLC控制. 机床电器. 2006年，34-49

[8] 张应金. PLC在机械手搬运控制系统中的应用.自动化博览，2008年02月刊

[9] 曾繁铃. 一种PLC控制的工业机械手. 常熟理工学院报，2008年4月

[10] 罗庚合.蔡霞. 搬运机械手的PLC控制. 西安航空技术高等专科学校，2002 年，第20卷第一期：7-9

指导教师意见

签名：

年月日

系或专业审核意见

1．通过；2．完善后通过；3．不通过

负责人：

年月日