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。
PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计本科毕业论文
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毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：贵州大学本科毕业生论文（设计）诚信责任书本人郑重声明：本人所呈交的毕业论文（设计），是在导师的指导下独立进行研究所完成。
毕业论文（设计）中凡引用他人已经发表或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。
特此声明。
论文（设计）作者签名：日期：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 (11)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)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 (23)4.3传感器的选择 (23)4.3.1 位置检测装置 (24)4.3.2 滑觉传感器 (24)4.3.3 视觉传感器 (24)4.4控制系统PLC的选型及控制原理 (26)4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (26)4.4.2 PLC种类及型号选择 (31)4.4.3 I/O点数分配 (31)4.4.4 PLC外部接线图 (32)4.4.5 机械手控制原理 (33)4.5PLC程序设计 (35)4.5.1 总体程序框图 (35)4.5.2 初始化及报警程序 (37)4.5.3 手动控制程序 (38)4.5.4 自动控制程序 (40)第五章总结与展望 (43)参考文献 (44)致谢 (45)附录 (46)基于PLC的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。
物料分拣机自动化控制系统设计
物料分拣机自动化控制系统设计摘要：物料分拣机在物流中心、企业生产及自动化仓库中得到广泛的应用，其自动化控制系统设计是当前重要的研究方向。
本文对某物联分拣机自动化控制系统的设计进行了详细的介绍，以期能为类似系统设计提供参考。
关键词：物料分拣机；控制系统；设计随着我国社会经济的快速发展以及工业化进程的不断推进，物流系统在商品生产中得到了越来越广泛的应用，并发挥着至关重要的作用。
物料分拣机自动化系统能够实现无人工化作业，具有效率高、错率低、自动化程度高等优点，对其系统设计展开研究，提高系统自动化程度及效率是当前重要的研究方向。
1 分拣结构设计分拣机设计如图1所示，结构由1条小型传送带，3个水平料槽，1台三相异步电动机，1个减速器装置，3个气缸，3个电磁阀，1个旋转编码器，2个光电传感器及3个磁性传感器等构成。
图2 分拣控制系统图2 控制系统设计系统设计如图2所示，计算机通过WINCC组态设计进行系统的控制与监视，224XP可编程控制器作为中间核心单元，与计算机通信，实现数据的交换，接受来自计算机的控制信号，传送状态信息给计算机。
传感器主要用来检测外部信号，为PLC提供信息，从而驱动电动机与相应电磁阀动作，进而气缸执行相应动作。
3 系统程序设计如图3所示为分拣物料程序设计顺序流程图，在编程软件step7编写材料分拣的程序。
系统上电后，首先应完成自检，即所有执行器件都处于初始状态，变频器无输出，气缸处于缩回状态，自检结束后PLC等待来自计算机的起动信号，按下组态界面上的起动按钮，若检测料台有料，启动电机开始分拣，并记录数据，直至停止信号到来。
4 上位机监控设计程序设计完成并下载到PLC中，为了使人机交互能力增强，对整个控制系统操控变得更简单、使用更方便，从而监控软件变得非常重要。
能实现西门子S7－200系列PLC构成的程序控制系统的监控有3种方法供选择:其一是组态软件监控，其二是监控触摸屏监控，其三是第三方软件编制的监控软件。
基于PLC的物料分拣控制系统设计
基于PLC的物料分拣控制系统设计一、引言随着工业自动化的发展和智能制造的推进，物料分拣是生产线上一个重要的环节。
物料分拣控制系统的设计和实施，将大大提高生产效率和质量。
本文将重点介绍基于PLC（可编程逻辑控制器）的物料分拣控制系统的设计。
二、系统需求分析物料分拣控制系统的设计旨在实现对多种不同物料的准确分拣和定位。
系统需要满足以下功能要求：1.可以识别并准确分辨多种不同物料的属性和特征，如尺寸、形状、颜色等。
2.可以通过PLC控制多个机械手和传送带等设备，实现物料的抓取和移动。
3.可以根据设定的优先级和规则，对物料进行分拣和分类，并且能够处理异常情况。
4.可以与其他系统集成，如上位机、仓储管理系统等，实现数据传输和互通。
三、系统设计方案基于上述需求，我们提出以下物料分拣控制系统的设计方案：1.硬件部分（1）传感器：利用视觉传感器和激光传感器等，获取物料的属性信息。
（2）执行器：采用电磁阀、气缸、伺服机械手等，实现物料的抓取和移动。
（3）PLC：选择合适的PLC进行控制，具备足够的输入输出点数、计算能力和通信功能。
（4）传送带：设置适当的传送带来实现物料的输送和分拣。
2.软件部分（1）PLC程序：通过Ladder Diagram或者Structured Text语言编写PLC程序，根据传感器信号来判断物料的属性，控制执行器对物料进行抓取和移动，实现分拣功能。
（2）图像处理算法：利用计算机视觉技术，对物料的图像进行处理和识别，提取出物料的特征信息。
（3）规则引擎：根据设定的规则和优先级，对物料进行分类和分拣。
（4）数据库：根据需要，设计数据库来存储物料的属性信息、分拣结果和异常情况等数据。
四、系统实施和测试在实施物料分拣控制系统之前，需要进行细致的系统测试和调试。
首先，通过对传感器和执行器的测试，验证其正常工作。
然后，编写PLC程序，并进行模拟仿真，验证分拣功能的正确性。
接下来，与其他系统进行集成测试，确保数据传输和互通的可靠性。
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。
基于物料分拣机械手的自动化控制系统的设计开题报告
编程器及编程软件，采用梯形图、功能图、语言表等编程语言，亦有高档的PLC指令系统；
（6）发展容错技术采用设备并行工作、多数表决的工作方式；
（7）追求软硬件的标准化。
控制的机械手
在工业生产和其他领域内，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，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，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，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，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。
PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。
过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
2007
（16）Ren Sheng-le. Development of PLC-based Tension Control System.
机械手分拣系统的总体设计及思路
机械手分拣系统的总体设计及思路机械手分拣系统的总体设计及思路机械手分拣系统是一种自动化的工业生产系统，可以大大提高生产效率和质量。
它可以用于物流仓储、生产装配、食品加工等行业中的物品分拣和处理。
本文将分析机械手分拣系统的总体设计及思路。
一、系统组成机械手分拣系统主要由以下几个组成部分构成：1. 机械手：是实现自动分拣的关键部件，可以通过程序控制运动轨迹，根据识别出的物品进行抓取。
2. 识别系统：可以通过图像识别、激光测距等技术，对物品进行识别和分类。
3. 运输系统：将待分拣的物品运送到机械手工作区域，也可将已经分拣好的物品放入出口。
4. 控制系统：通过编程控制机械手运行轨迹、识别算法、传感器等组件的工作，从而实现自动化分拣。
5. 传感器：用于检测物品的位置、形状、颜色等信息，向控制系统反馈数据。
二、设计思路机械手分拣系统的设计思路可以概括为以下几点：1. 可靠性：机械手分拣系统是一种高精度的自动化装备，系统的可靠性是保障产品质量和生产效率的重要因素。
因此，系统应该具备高品质、稳定性强的组件，并尽可能降低故障率。
2. 灵活性：机械手分拣系统应该具备一定的灵活性，能够应对不同尺寸、尺寸和重量的物品分拣。
3. 数据管理：系统应该能对每批分拣完成的物品批次进行统计、分析和存储，从而更好地监控系统的性能和效率，并可以对后续分拣作业加以参考和优化。
4. 操作性：系统需要易学易用的人机界面，方便操作和监控分拣流程和状态。
三、应用案例以电商分拣仓为例，我们可以设计一个机械手分拣系统。
具体流程如下：1. 电商平台接收订单，将货物从仓库中提取。
2. 当前货位的货物会被识别系统自动扫描，得出特征参数如颜色、重量、规格等等。
3. 识别系统将数据传输给控制系统，控制系统向机械手下达指令，进行具体的分拣工作。
如果无法识别，则会传输至人工管理，通过手动分拣完成。
4. 机械臂快速移动至物品区域，根据类别抓取物品，将物品放入相应的筐中。
物流机器人机械手臂自动化控制系统设计
物流机器人机械手臂自动化控制系统设计摘要：物流机器人和机械手臂在现代物流行业中扮演着重要角色，能够提高物流效率和减少人力成本。
本研究旨在设计一个自动化控制系统，以实现物流机器人和机械手臂的自主运动和操作。
研究基于传感器技术、运动规划算法和控制系统设计，实现了物流机器人和机械手臂的高效协作和操作。
通过系统实验和性能评估，验证了自动化控制系统的可行性和效果。
关键词：物流机器人、机械手臂、自动化控制系统、传感器技术、运动规划算法随着物流行业的发展和需求的增加，物流机器人和机械手臂的应用越来越广泛。
它们可以在仓库、工厂和物流中心等环境中自主执行货物搬运、装卸和分拣等任务，提高物流效率和减少人力成本。
然而，要实现物流机器人和机械手臂的自主运动和操作，需要一个高效的自动化控制系统。
本研究旨在设计一个自动化控制系统，以实现物流机器人和机械手臂的智能协作和操作。
1传感器技术1.1传感器在物流机器人和机械手臂中的应用：传感器在物流机器人和机械手臂中发挥着至关重要的作用。
它们用于获取环境信息，包括距离、位置、姿态、力量和物体识别等。
例如，激光传感器可以测量机器人与物体之间的距离，摄像头可以捕捉图像并进行目标识别，力传感器可以检测机器人与物体的接触力度。
这些传感器的数据为机器人提供了实时的环境感知能力，使其能够做出智能决策和动作。
1.2传感器选择和布局：选择适合的传感器并进行合理的布局对于系统的性能至关重要。
传感器的选择应根据具体任务和环境需求进行，考虑测量范围、精度、响应速度和可靠性等因素。
同时，传感器的布局应考虑到全面感知和避免冲突，以确保机器人可以准确获取所需的信息。
合理的传感器布局能够提高机器人的感知能力和操作效率。
1.3传感器数据采集和处理：传感器数据的采集和处理是传感器技术的关键环节。
传感器数据需要通过适当的接口和通信协议进行采集，并经过滤波、校准和融合等处理步骤，以提高数据的准确性和可靠性。
此外，数据处理还包括对数据进行解析和提取有用的信息，如目标识别、障碍物检测和运动状态估计等。
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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 (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。
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。