物料分拣机械手自动化控制系统设计
基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计
基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计物料分拣机械手的自动化控制系统设计是一项关键性的任务，它决定着整个系统的性能和效率。
以下是一个基于物料分拣机械手的自动化控制系统设计的详细说明。
1.系统概述：物料分拣机械手自动化控制系统旨在提高物料分拣过程的效率和准确性，降低人工成本。
该系统可以根据预设的程序自动完成物料的分拣、搬运和堆放操作。
2.硬件设计：物料分拣机械手的硬件设计主要包括机械结构、传感器、执行器和控制器。
机械结构设计要考虑平稳且高速的物料搬运，确保机械手的刚性和稳定性。
传感器用于检测物料的位置、形状和重量等信息，可选用光电传感器、压力传感器等。
执行器通常使用伺服电机或气动元件，以保证机械手的准确控制。
控制器可以选用PLC控制器或单片机等，用于控制整个机械手系统的运动。
3.软件设计：物料分拣机械手的软件设计包括运动控制算法和分拣策略。
运动控制算法负责计算机械手运动轨迹和速度，使其能够快速和准确地搬运物料。
分拣策略主要包括物料的分类和堆放规则，根据物料的属性和目标位置，选择最优的分拣路径和顺序。
4.系统优化：为了提高系统的性能和效率，可以考虑以下优化措施：-优化机械结构，提高机械手的速度、精度和稳定性。
-优化传感器的选型和布置，提高物料检测的准确性和灵敏度。
-优化运动控制算法，减少机械手的运动时间和能耗。
-优化分拣策略，提高分拣的准确性和效率。
-进行系统的实时监控和故障诊断，及时发现和解决问题。
5.系统测试和调试：在系统设计完成后，需要进行系统测试和调试，以验证系统的性能和稳定性。
测试内容包括机械手的精度和速度测试，传感器的准确性和灵敏度测试，以及软件算法的测试和验证。
通过测试和调试，可以对系统进行进一步的优化和改进。
总结：基于物料分拣机械手的自动化控制系统设计涉及到多个方面，包括机械结构设计、传感器选型、执行器选择、控制器选型、软件算法设计等。
通过系统的优化和调试，可以提高物料分拣的效率和准确性，降低人工成本。
基于PLC的物料分拣设备自动化控制系统设计
漯河职业技术学院基于PLC的物料分拣设备自动化控制系统设计系部：机电工程系专业：电气工程及自动化班级：09 电气一班学号：2009010101033学生姓名：李方州指导老师：郭艳萍2012年3月摘要分拣控制系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。
本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ,设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。
以PLC 为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术,现场控制产品的自动分拣。
系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。
关键词:可编程控制器，分拣装置，控制系统，传感器绪论 (1)第1章材料分拣装置结构设计 (2)1.1 材料分拣装置工作过程概述 (2)1.2 系统的技术指标 (3)1.3 系统的设计要求 (3)第2章控制系统的硬件设计 (5)2.1 控制系统设计 (5)2.2 系统关键技术 (5)2.3 检测元件与执行装置的选择 (9)第3章控制系统的软件设计 (11)3.1 控制系统顺序功能图设计 (11)3.2 控制系统程序设计 (12)3.3 触摸屏设计 (17)第4章控制系统的调试 (21)4.1 硬件调试 (21)4.2 PLC程序调试 (21)4.3 触摸屏调试 (22)4.4 整体调试 (22)总结与展望 (23)致谢 (24)参考文献 (25)附录 (26)分拣是把很多货物按品种从不同的地点和单位分配到所设置的场地的作业。
按分拣的手段不同，可分为人工分拣、机械分拣和自动分拣。
目前自动分拣已逐渐成为主流，因为自动分拣是从货物进入分拣系统送到指定的分配位置为止，都是按照人们的指令靠自动分拣装置来完成的。
这种装置是由接受分拣指示情报的控制装置、计算机网络，把到达分拣位置的货物送到别处的的搬送装置。
基于PLC机械手的物料分拣控制毕业设计
基于PLC机械手的物料分拣控制毕业设计摘要：随着工业自动化水平的不断提高，机械手在工业生产中的应用越来越广泛。
机械手的核心是运动控制和物料分拣控制。
本毕业设计基于PLC机械手，设计了一种物料分拣控制系统。
通过对PLC机械手运动控制的研究，实现了对物料的自动分拣，提高了生产效率和质量。
1.引言随着工业自动化的快速发展，机械手在各行各业中的应用越来越广泛。
机械手具有灵活性高、重复性好、操作精度高等特点，在物料分拣方面有着巨大的优势。
为了提高生产效率和质量，本毕业设计提出了一种基于PLC机械手的物料分拣控制系统。
2.系统设计物料分拣控制系统由PLC控制器、机械手、传感器和电气执行器组成。
PLC控制器作为系统的核心，负责监测传感器和电气执行器的状态，并根据预设的程序完成物料分拣任务。
机械手作为物料分拣的执行者，根据PLC控制器的指令进行相应的动作。
3.运动控制为了实现物料的自动分拣，需要对机械手的运动进行精确控制。
在设计中，通过研究机械手的运动学原理，确定了机械手的运动轨迹和速度。
通过对PLC控制器的编程，控制机械手的动作顺序和位置，实现对物料的分拣动作。
4.传感器与反馈控制为了提高分拣的准确性，需要在系统中加入传感器来检测物料的位置和状态。
通过传感器的信号，PLC控制器可以实时获取物料的信息，并根据反馈信息进行运动调整。
例如，当物料位置不正确时，PLC控制器可以根据传感器的反馈信号进行修正，以确保物料的正确分拣。
5.实验与结果分析通过搭建基于PLC机械手的物料分拣控制系统，并进行实验验证，得到了较好的结果。
实验结果表明，该系统能够实现对物料的自动分拣，具有较高的准确性和稳定性。
通过对实验结果的分析，验证了系统设计的可行性和有效性。
6.总结本毕业设计基于PLC机械手，设计了一种物料分拣控制系统。
通过对机械手的运动控制和传感器的反馈控制，实现了对物料的自动分拣。
通过实验验证，得到了较好的结果。
该系统具有较高的准确性和稳定性，能够提高生产效率和质量。
基于的物料分拣机械手自动化控制系统设计
韶关学院毕业设计题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计学生姓名：**学号：系（院）：物理与机电工程学院自动化系专业：自动化专业班级：2012级2班指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师起止时间：2015年10 月—2016年 5 月基于PLC的机械手分拣控制系统设计摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动，可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。
的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动，作业的准确性和环境中完成作业的能力。
因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。
考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进行互补和优化。
在气动驱动和PLC控制设计方案中，其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警，分拣等功能。
我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。
关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy.In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed.Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value.Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials目录基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计自动化专业2012级2班：陈浩指导教师：韩竺秦讲师1 绪论在现今的科技的日新月益的进的展下, 在现今的科技日新月益的进展之下,机械手在先进技术领域中承担着重要一部分。
自动物料分拣机控制系统设计
摘要可编程序控制器（PLC）是一种新型的通用的自动控制装置，它将传统的继电器控制技术、计算机技术和通讯技术融为一体，是功能加强、编程简单、使用方便以及体积小、重量轻、功耗低等一系列优点。
PLC的应用领域已经拓宽到了各个领域，PLC的发展历程在工业生产过程中，大量的开关量顺序控制，它按照逻辑条件进行顺序动作，并按照逻辑关系进行连锁保护动作的控制，及大量离散量的数据采集。
在传统上，这些功能是通过气动或电气控制系统来实现的。
PLC最基本最广泛的用于开关量的逻辑控制，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制，顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机，印刷机，订书机，组合自动物料分拣机，磨床，包装等。
目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁，石油，化工，电力，建材，机械制造，汽车，轻纺，交通运输，环保及文化娱乐等各个行业，使用广泛。
如今伴随着信息时代的到来，人们的生活水平日益提高，方便、快捷、自动、智能成为时代的主题，在现代家庭生活环境中，居家环境早已不仅仅局限在物理空间上，人们更为关注的是一个安全、方便、舒适的环境，自动化的电子产品自然成为人们追求的目标。
本设计将以PLC为核心设计了系统结构图、程序指令、梯形图以及输入输出端子的分配方案，在保留了原始物料分拣机的基本功能的同时又增加了一系列的实用功能并简化其电路结构，其将以控制方便，灵活，只要改变输入PLC的控制程序，便可改变分拣机的顺序，从而来达到控制灵活，一机多用的目的，实现工业的智能化。
关键字：PLC；自动物料分拣机；系统结构图absraoteWith development of all kind of science technology and global economy, Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety.Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy toreasonablepneumatiatcompressedneceengththdirectionprocedurework.The inver ted pendulum is a typical high order system, with multi variable, non-linear, str ong-coupling, fleet and absolutely instable. It is representative as an ideal model to prove new control theory and techniques. During the control process, pendulu m can effectively reflect many key problems such as equanimity, robust, follow-u p and track, therefore.This paper studies a control method of double inverted pen dulum .First of all, the mathematical model of the double inverted pendulum is esta blished, then make a control design to double inverted pendulum on the mathema tical model, and determine the system performance index weightmatrix , by usin g genetic algorithm in order to attain the system state feedback control matrix. Fi nally, the simulation of the system is made by . After several test matrix value th e results are not satisfactory response, then we optimize matrix by using Genetic Algorithm. Simulation results show: The system response can meet the design re quirements effectively after Genetic Algorithm optimization. Small twisted paper broken machine for ordinarhome, not only can be used for minced meat. the system state feedback control matrix.Key word: PLC；cylinder；pneumatic loop；system strucer目录1概述 (1)1.1 物料分拣装置的发展历史 (1)1.2 物料分拣装置的发展意义 (2)1.3 物料分拣装置在机械中的应用 (3)1.3.1国内的应用 (6)1.3.2国外的应用 (8)1.4物料分拣装置的发展趋势 (12)2基于PLC物料分拣装置结构设计 (15)2.1 物料分拣装置概述 (15)2.2 系统的技术指标 (15)2.3 系统的设计要求 (15)3基于PLC物料分拣装置控制系统硬件设计 ...................... 1错误！未定义书签。
基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
韶关学院毕业设计题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计学生姓名：陈浩学号：系〔院〕：物理与机电工程学院自动化系专业：自动化专业班级：2021级2班指导老师姓名及职称：韩竺秦讲师起止时间：2021 年10 月—2021年 5 月基于PLC的机械手分拣控制系统设计摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动，可以实现消费的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身平安。
机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年开展起来的一种高科技自动消费设备，作业的准确性和环境中完成作业的才能。
因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
结合近年来整个机械手的开展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。
考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体构造、驱动系统、执行构造和控制系统进展了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进展互补和优化。
在气动驱动和PLC控制设计方案中，其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的挪动、故障报警，分拣等功能。
我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
通过以上局部的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。
关键词: 机械手；触摸屏〔HMI〕；可编程控制器〔PLC〕；自动化控制；物料分拣Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy.In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed.Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value.Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials目录1 绪论 (1)机械手的简介 (1) (1) (1) (2)2 控制方案设计 (2) (2)2.2 控制系统整体架构 (3) (5)3 系统硬件的选型 (7)3.1 PLC种类及型号选择 (7)3.2 机械手执行系统的分析与选择 (7) (8) (8)3.3 机械手执行机构的组成 (8)................................................ 错误!未定义书签。
物料抓取机械手结构与控制系统研究
物料抓取机械手结构与控制系统研究一、引言物料搬运是工业生产中的一项重要任务，机器人技术的快速发展为物料搬运提供了新的解决方案。
物料抓取机械手作为现代工业生产中常用的自动化装置，通过对机械手结构与控制系统的研究，可以提高其抓取效率，降低成本，提高生产效益。
本文将探讨物料抓取机械手的结构设计和控制系统的研究。
二、物料抓取机械手的结构设计物料抓取机械手的结构设计是保证其正常工作的基础。
合理的结构设计可以提供机械手的稳定性和可靠性，提高其抓取效果和工作效率。
物料抓取机械手的结构设计主要包括机械结构设计、传动系统设计和抓取装置设计。
1. 机械结构设计机械结构设计是物料抓取机械手的基础。
在设计过程中，需要考虑机械手的尺寸、重量和稳定性。
机械结构设计应根据具体的工作需求确定机械手的类型，包括直线型、旋转型、伸缩型等。
同时，还要考虑机械手的承载能力和可调节性，以适应不同的工作场景。
2. 传动系统设计传动系统设计是物料抓取机械手运动的关键。
传动系统应具备良好的刚性和准确性，以确保机械手能够精确地抓取物料。
常见的传动系统有齿轮传动、皮带传动和螺杆传动等。
在传动系统设计中，需要合理选择传动比和传动装置，以满足机械手的运动要求。
3. 抓取装置设计抓取装置是实现物料抓取的关键部件。
根据物料的形状和特性，选择合适的抓取装置，以确保机械手能够稳定地抓取物料。
常见的抓取装置有夹具、吸盘和夹钳等。
抓取装置设计中，需要考虑抓取力的大小和稳定性，以及对物料的损伤程度。
三、物料抓取机械手的控制系统研究物料抓取机械手的控制系统是实现机械手自动化操作的核心。
合理的控制系统可以实现机械手的高效运行和精确控制。
物料抓取机械手的控制系统研究主要包括传感器的选择和控制算法的设计。
1. 传感器的选择传感器的选择是控制系统设计的重要环节。
常见的传感器包括位置传感器、力传感器和视觉传感器等。
通过传感器获取机械手和物料的状态信息，可以实现对机械手的实时监测和控制。
物料分拣机械手自动化控制系统设计.
物料分拣机械手自动化控制系统设计摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。
在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣目录第一章前言 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2主要研究的内容 (1)第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2)2.1控制系统的组成结构 (2)2.2控制系统的性能要求 (2)第三章传感器的选择 (4)第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6)4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6)4.2 PLC种类及型号选择 (10)4.3 I/O点数分配 (10)4.4 PLC外部接线图 (11)4.5机械手控制原理 (12)第五章 PLC程序设计 (14)5.1总体程序框图 (14)5.2初始化及报警程序 (15)5.3手动控制程序 (16)5.4自动控制程序 (16)第六章总结与展望 (19)参考文献 (20)谢辞 (21)第一章前言1.1研究的目的及意义随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。
它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
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物料分拣机械手自动化控制系统设计摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。
它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。
采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。
对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。
在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。
最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。
关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣目录第一章前言 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2主要研究的内容 (1)第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2)2.1控制系统的组成结构 (2)2.2控制系统的性能要求 (2)第三章传感器的选择 (4)第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6)4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6)4.2 PLC种类及型号选择 (10)4.3 I/O点数分配 (10)4.4 PLC外部接线图 (11)4.5机械手控制原理 (12)第五章PLC程序设计 (15)5.1总体程序框图 (15)5.2初始化及报警程序 (16)5.3手动控制程序 (16)5.4自动控制程序 (17)第六章总结与展望 (20)参考文献 (21)谢辞 (22)第一章前言1.1研究的目的及意义随着工业的高速发展，机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要，已经在工业生产中得到了广泛的应用。
它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动，实现生产的机械化和自动化；并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全，被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
可编程控制器(PLC)是以中央处理器为核心，综合了计算机和自动控制等先进技术，具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。
使用PLC的自动控制系统具有体积小，可靠高，故障率低，动作精度高等优点。
适应工业需要，本课题试图开发PLC对物料分拣机械手的控制，并借助必要的精密传感器，使其能够对不同颜色的物料按预先设定的程序进行分拣，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产，广泛应用于柔性生产线。
采用PLC控制，是一种预先设定的程序进行物料分拣的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并且在产品变化或临时需要对机械手进行新的分配任务时，可以允许方便的改动或重新设计其新部件，而对于位置改变时，只要重新编程，并能很快地投产，降低安装和转换工作的费用。
本设计主要完成机械手的控制系统的设计。
1.2主要研究的内容本论文主要研究物料分拣机械手控制系统的设计。
控制系统是机械手的指挥系统，它控制驱动系统，让执行系统按规定的要求和时序进行工作。
本机械手采用可编程控制器（PLC）对机械手进行控制，主要包括对PLC的型号选择、传感器类型进行选择、I/O口的选择、对控制系统原理图、自动程序梯形图的绘制等内容。
第二章控制系统的组成结构和性能要求2.1控制系统的组成结构机械手的控制系统一般是使机械手运动协调为目的，包括高性能的计算机及相应的系统硬件和控制软件。
机械手的控制部分可分为4个部分：机械手及其感知器、环境、任务、控制器。
机械手是由各种机构组成的装置，它通过感知器的内部传感器实现本体和环境状态的检测和信息交互；环境即指机械手所处的周围环境；任务是指机械手要完成的操作，它需要适当的程序语言描述，并把它们存入控制机中，随着系统的不同，任务的输入可能是程序方式，或文字、图形或声音方式；控制器包括软件和硬件两大部分，相当于机械手的大脑，它以计算机或专用控制器运行程序的方式来完成给定的任务。
控制系统的硬件一般包括3个部分：(1)感知部分用来收集机械手的内部和外部的信息，如位置、速度、加速度传感器可接受机械手的本体状态，而视觉、触觉、力觉等传感器可感受机械手的工作环境的外部状态。
(2)控制装置用来处理各种信息，完成控制过程，产生必要的控制指令，它包括计算机相应的接口等。
(3)驱动部分为了使机械手完成操作及移动功能，机械手各关节可选用气动、液动、电气等方式驱动。
2.2控制系统的性能要求对于一般的控制系统有以下控制的要求：1、稳定性稳定性是系统受到短暂的扰动后其运动性能从偏离平衡点恢复到原平衡点状态的能力。
稳定性是一般自动控制必须满足的基本要求，对稳定性的研究是自动化控制系统中的一个基本问题。
2、过渡过程性能描述过渡过程性能可以用平衡性和快速性加以衡量，平衡性指系统由初始状态运动到新的平衡状态时具有较小的超调和震荡性；系统由初始状态运动到新的平衡状态经历的时间表示系统过渡过程的快速程度。
3、稳态误差稳态误差是在过渡过程结束后，期望的稳态输出量与实际的稳态输出量之差。
控制系统的稳态误差越小，说明控制精度越高。
因此，稳态误差是衡量控制系统性能好坏的一项重要指标，控制系统设计的任务之一就是在兼顾其他性能指标的情况下，使稳态误差尽可能小或者小于某个允许的限制值。
第三章传感器的选择传感器是将被检测对象的各种物理变化量变为电信号的一种变换器。
它主要被用于检测系统本身与作业对象、作业环境的状态，为有效地控制系统的动作提供信息。
根据本设计的要求需要对位置检测装置、滑觉传感器、视觉传感器进行选用。
位置检测装置检测机械手动作是否到位，滑觉传感器是判别物料是否被稳定吸住，视觉传感器是为了完成机械手对物料的识别。
1.位置检测装置在本设计中，当机械手执行左旋/右旋，前伸/回缩，上升/下降等动作时，应有相应的位置检测装置检测动作是否到位，常用的位置检测装置是行程开关。
行程开关又称限位开关，是一种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，用于控制机械设备的行程及限位保护。
本设计中采用直线接触式行程开关检测机械手动作是否到位，当运动到指定位置时，碰到行程开关，终结上一个动作，准备执行下一个动作。
2.滑觉传感器机械手吸取物体时按吸力的大小可分为硬吸取和软吸取。
硬吸取是吸盘用最大的吸力吸取物体，以保证可靠性；软吸取方式是吸盘使吸力保持在能稳固吸取物体的最小值，以避免损伤物件。
软吸取时吸力不够时被吸物体会产生滑动，滑觉传感器就是为了检测滑动而设计的，可以检测垂直于吸物方向物体的位移、由重力引起的变形，以达到修正吸力，防止吸取物的滑动。
3.视觉传感器机械手视觉的作用就是最大程度模仿人的眼睛，能够对不同的物体进行识别，本机械手采用颜色传感器，根据不同物料有不同的颜色，可以针对一种颜色的物料进行拣出。
目前，用于颜色识别的传感器有两种基本类型：（1）色标传感器，它使用一个白炽灯光源或单色LED光源；（2）RGB（红绿蓝）颜色传感器，它检测物体的对三基色的反射比率，从而鉴别物体颜色。
这类装置许多是温反射型、光束型、光纤型的，封装在各种金属和聚碳酸脂外壳中。
典型的输出有：NPN和PNP、继电器和模拟输出。
颜色传感器有光到光电流转换器、光到模拟电压转换器和光到数字电压转换器。
光到数字电压转换器由搭配RGB滤波器的光电二极管阵列、模似数字转换器及用于通信和灵敏度控制的数字核心组成。
输出允许直接接口微控制器或其它逻辑控制通路，如2线串行接口，以进一步处理信号，而不需额外的器件。
优点：提供抗噪声干扰能力，简化外围电路设计，改善空间利用率，降低组装成本。
缺点：只通过2线串行接口模块提供到微控制器或PC的直接接口，响应时间由内置模拟电路和数字电路预先确定，预先确定模拟数字转换分辨率，光到数字转换器适合要求抗噪声能力、缩短设计周期、加快产品开发周期及光线条件和空间利用率设计精良的应用。
为了便于PCL控制程序的编写，利于公司企业的经济效益，综合其各种情况，在本设计，选择RGB颜色传感器着为识别物料颜色的装置，继电器输出方式，便于PLC控制系统的简单化，控制系统更容易实现。
第四章控制系统PLC的选型及控制原理4.1 PLC控制系统设计的基本原则PLC机型的选择：PLC机型选择的基本原则是在满足功能要求及保证可靠、维护方便的前提下，力争最佳的性能价格比。
选择时主要考虑以下几点：1.确定合理的结构型式PLC主要有整体式和模块式两种结构型式。
整体式PLC的每一个I/O点的平均价格比模块式的便宜，且体积相对较小,一般用于系统工艺过程较为固定的小型控制系统中。
考虑此系统控制比较简单，应用于小批量的生产线故此选择整体试PLC的结构形式较为合适。
2.确定合理的安装方式PLC系统的安装方式分为集中式、远程I/O式以及多台PLC联网的分布式。
集中式不需要设置驱动远程I/O硬件，系统反应快、成本低。
在工厂小批量生产中降低成本是很重要的，所以此系统选择集中试的安装方式。
3.满足相应的功能要求一般小型( 低档) PLC具有逻辑运算、定时、计数等功能，对于只需要开关量控制的设备都可满足。
本系统只需用开关量控制，选用一般小型PLC即可。
4.满足响应速度要求PLC是为工业自动化设计的通用控制器，不同档次PLC的响应速度一般都能满足其应用范围内的需要。
如果要跨范围使用PLC，或者某些功能或信号有特殊的速度要求时，则应该慎重考虑PLC的响应速度，可选用具有高速I/O处理功能的PLC，或选用具有快速响应模块和中断输入模块的PLC等。
本系统不需要跨范围使用PLC对某些功能或信号也没有特殊的速度要求，不需要选用具有高速I/O处理功能的PLC。
5.满足系统可靠性要求对于一般系统PLC的可靠性均能满足。
对可靠性要求很高的系统，应考虑是否采用冗余系统或热备用系统。
本系统选用一般系统PLC能够满足要求，不需要考虑太多此方面的问题。
6.机型尽量统一一个企业，应尽量做到PLC的机型统一。
以保证其模块可互为备用，便于备品备件的采购和管理；有利于技术力量的培训和技术水平的提高；其外部设备可以通用，资源可共享，易于联网通信，配上位计算机后易于形成一个多级分布式控制系统。
本课题的要求不高，不需要考虑配备上位计算机，但为了方便采购和管理等我们还是要求机型要统一。
确定PLC的容量：PLC的容量包括I/O点数和用户存储容量两个方面。
1.确定系统的实际输入点数系统由启动按钮SB1、停止按钮SB2、急停按钮SB3、手臂复位按纽SB4、颜色传感器ST1、左旋极限传感器ST2、右旋极限传感器ST3、上升限位传感器ST4、下降限位传感器ST5、手臂缩回限位传感器ST6、手臂伸出限位传感器ST7、超上升限位传感器ST8、超下降限位传感器ST9、超左旋限位传感器ST10、超右旋限位传感器ST11、超伸出限位传感器ST12、超缩回限位传感器ST13、工件检测传感器PS1、系统的自动/手动控制开关SA以及手动的升降、左右旋转、伸缩、吸放按钮（SB5---SB12）作为个输入继电器的外部控制点，共有28个输入点。