論文機械手臂管理材料

1、本科畢業(yè)論文（設計）手冊( 13 屆) 題 目： 基于S7-200的機械手臂搬運加工 流程控制設計 院 系： 機電與信息工程學院 專 業(yè)： 自動化 學 號： 20906062007 姓 名： 董芝 指導教師： 鮑婕 職稱： 講師 成 績： 黃山學院教務處制學位論文原創(chuàng)性聲明茲呈交的學位論文，是本人在指導老師指導下獨立完成的研究成果。本人在論文寫作中參考的其他個人或集體的研究成果，均在文中以明確方式標明。本人依法享有和承擔由此論文而產生的權利和責任。聲明人（簽名）：年 月 日目 錄（一）本科畢業(yè)論文(設計)任務書3（二）本科畢業(yè)論文(設計)開題報告5（三）本科畢業(yè)論文(設計)指導記錄10（四）本

2、科畢業(yè)論文(設計)中期檢查表12（五）本科畢業(yè)論文(設計)答辯資格審查表13（六）本科畢業(yè)論文(設計)答辯記錄14（七）本科畢業(yè)論文(設計)成績評定書15黃山學院本科畢業(yè)論文(設計)任務書題 目基于S7-200的機械手臂搬運加工流程控制設計一、課題的內容和任務要求假設有兩部機械對工作物進行加工，對象由輸送帶A送到加工位置，然后由機械手臂將加工物送至工作臺1的位置進行第一步驟加工。當?shù)谝徊襟E加工完成后，機械手臂將工作物夾起再送至工作臺2進行第二步驟加工；當?shù)诙襟E加工完成后，機械手臂將工作物放到輸送帶B送走，然后由7段數(shù)碼管顯示加工完成的數(shù)量。假設使用氣壓機械手臂，一開始手臂先下降，碰到下限開關

3、開始做夾起動作，然后開始上升碰到上限開關后，手臂開始往右，當碰到第一工作站的極限開關時，機械手臂下降將工作物放置工作臺1然后上升等待機械對工作物加工；當工作物第一加工步驟完成時，機械手臂再依次進行下降夾住上升往右下降釋放等流程，將工件放置工作臺2上進行第二加工步驟。當?shù)诙庸げ襟E完成時，機械手臂再依次進行下降夾住上升往右下降釋放等流程，將工件放置輸送帶B送出，并由7段數(shù)碼管顯示出加工完成的數(shù)次。 要求：一、設計PLC外部輸入/輸出點 二、畫出PLC外部接線圖 三、設計梯形圖 四、寫出軟件程序并測試二、進度安排（起止時間：2013 年 02 月25 日 2013 年05 月 19日）分三個階段進

4、行 第一階段：開題論證階段（02月25日03月24日）（第14教學周）針對設計任務要求查閱參考資料（書籍和案例），了解課題的國內外研究現(xiàn)狀，進行設計方案論證，進行畢業(yè)設計進度安排，撰寫開題報告 第二階段：設計實驗階段 （03月25日04月28日）（第59教學周）選擇主要元器件，熟悉器件原理及應用；最后確定方案，畫出流程圖、控制系統(tǒng)電路圖、PLC外部接線圖、梯形圖，用仿真軟件運行程序。 第三階段：論文撰寫階段（04月29日05月19日）（第1012教學周）依據(jù)已完成的設計內容撰寫畢業(yè)設計論文；完善并提交畢業(yè)設計論文終稿及相關材料，準備畢業(yè)設計答辯。 第四階段：答辯總結階段（05月20日06月2日

5、）（第1314教學周）第一次答辯時間：05月20日05月26日（第13教學周）第二次答辯時間：05月27日06月02日（第14教學周）三、主要參考資料1王炳實. 機床電氣控制.第三版. 北京：機械工業(yè)出版社，2004年：146-162.2熊幸明, 曹才開. 一種工業(yè)機械手的PLC控制.微計算機信息，2006年：98-103.3 楊峰. SMR搬運機械手的PLC控制系統(tǒng)設計. 機車車輛工藝，1998年第6期：36-40.4劉軒,王麗偉. 機械手的PLC控制. 機床電器. 2006年：34-49.5 王本軼. 機床設備控制基礎. 北京：機械工業(yè)出版社，2005年：283-288.6 劉軒.王麗偉.

6、 機械手的PLC控制. 機床電器. 2006年，34-49.7張應金. PLC在機械手搬運控制系統(tǒng)中的應用.自動化博覽，2008年02月刊：71-73.8 黃勤，李楠.單片機原理與應用.清華大學出版社，2010年9月：205-214.9 言紀蘭.懂峰. 基于PLC控制的搬運機械手的應用. 機械工程與自動化，2008年4月第2期：156-158.10Bostel，AJSagar,Vk Dynamic control systems for AGVSJComputingControl Engineering Joumal，1996：169176，Volume：7，Issue 4.11Naiqi W

7、u，MengChu ZhouAGV muting for conflict resolution in AGV systemsAProceedings of IEEE International Conference on Robotics and AutomationC2003：1428-143312Bonny, r.g., xia, t.c., 1997, multiple manipulator machine system calibration, electrical and electronic engineers association of robotics and autom

8、ation magazine, 1997 / march issue: 18 to 22.學生簽名： 指導教師簽名： 院系領導簽名： 黃山學院本科畢業(yè)論文(設計)開題報告題目基于S7-200的機械手臂搬運加工流程控制設計題目性質實驗研究技術開發(fā)工程設計應用型調查型其它一、選題依據(jù)和目標（該研究的目的、意義、國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢）1、本課題的研究目的和意義本課題的目的是利用PLC作為載體設計一套程序驅動程序來完成機械手臂預定的搬運動作。理論上，機械手臂控制電路的設計是對于大學里面學到的課程（電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器、自動控制、電路理論等）的進一步鞏固。實踐上，本課題將PLC應用于機械手臂的

9、控制電路中，對機械手臂的應用與普及具有重要意義。在工業(yè)生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體的危害，增加了工人們的勞動強度，甚至危及生命。機械手就是在這種條件下誕生的，機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中的任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之一。工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，它的發(fā)展是由于其作用正好滿足了人們的需求。它能部分地代替人工操作；能按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；能制作必要的器具進行焊接和裝配，從而大大改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃

10、、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調、頻繁的操作中代替人作業(yè)。目前，機械手雖然還不如人手那樣靈活，但它具有不斷重復工作和勞動，不知疲勞，不怕危險，抓舉重物的力量比人手力大的特點，因此獲得日益廣泛的應用。機械手是在機械化、自動化生產過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。隨著電子技術特別是電子計算機的廣泛應用，機器人的研制和生產已成為高技術領域內迅速發(fā)展起來的一門新興技術，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。在現(xiàn)代生產過程中，機械手被廣泛的運用于自動生產中，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn)與機械化和自動化的有機結合。本課題設計的機械手是采用PL

11、C的通用性好、實用性強、硬件配套齊全、編程方法簡單等特點，來實現(xiàn)自動化控制的。2、本課題的國內外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢在國外，機械手首先是從美國開始研制的。1954年美國工程師德爾沃最早提出機械人的概念； 1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。1959年美國德爾沃與英格伯制造了世界上的第一臺機械人； 1962年美國正式將機械人的使用性提出來，且制造出類似人的手臂； 1967年日本成立了機械手研究會，并召開了首屆機械手學術會； 1970年在美國召開了第一屆工業(yè)機械人學術會，并得到迅速地普及； 1973年辛辛那提公司制造出第一臺小型計算機控制的工業(yè)機械人，當時是液壓驅動，能載重45KG；到19

12、80年在日本得到普及，并定為“機械人元年”。此后，在日本機械人得到了前所未有的發(fā)展與提高。目前，機械手主要用于機床，鍛壓機的上下料，以及點焊，噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應付外界的變化。如發(fā)生某些偏離時，就將引起零部件機械手本身的損害。為此，國外機械手的發(fā)展趨勢是大力研制具有某些智能的機械手，使其擁有一定的傳感能力，能反饋外界的條件的變化，做出相應的變化。在國內，汽車工業(yè)仍然是工業(yè)機械手主要的使用領域。但我國在工業(yè)機械手生產企業(yè)中，年產銷量在100臺以上、產值過5000萬元的大規(guī)模企業(yè)非常少，國外大型公司年產量都達5000到1000

13、0臺，銷售額為數(shù)十億美元。目前國內機械手的保有量在4000臺左右，并將以每年8001000臺左右的速度快速增長。工業(yè)機械手應用前景極為廣闊。目前國內生產工業(yè)機械手的企業(yè)并不多，很多產品的生產技術還主要依靠進口，高科技的技術主要還掌握在國際龍頭廠商手里。國內機械手廠家主要還是受到控制系統(tǒng)的困擾,沒有比較成熟穩(wěn)定的伺服系統(tǒng),所以不能生產高端機器。我國本土企業(yè)生產的機械手產品還主要流通在中低端市場，因此決定了很多本土生產企業(yè)在爭奪市場時主要還是采取價格戰(zhàn)。隨著國內機械手技術的進步，日臻成熟，會有更多的廠商加入此行業(yè)。二、課題關鍵問題及難點 （1）機械手本身結構的復雜性與機械手靈活性的矛盾； （2）機

14、械手搬運準確性的問題； （3）機械手上下左右移動順序的問題，尤其是同一個上升或下降動作后不同動作的控制； （4）機械手臂結束后的循環(huán)，即重新開始的問題； （5）機械手運動過程中，抓緊后需一直保持，方可實現(xiàn)搬運。 以上問題是搬運機械手設計的一些基本問題，設計時應盡力考慮上述問題，針對一個具體的機械手搬運加工流程，設計出可靠性高，自動化程度高的控制系統(tǒng)。三、研究方案1. 擬采取的研究方法或試驗方法及主要技術路線研究方案 采用可編程控制器對機械手實現(xiàn)自動控制?？刂葡到y(tǒng)硬件由開關、按鈕、行程開關、可編程控制器和輸入輸出繼電器構成。軟件采用模塊式結構，回原位、手動、單步、單周期、連續(xù)，用選擇開關來選擇動

15、作種類。即可實現(xiàn)機械手的一系列流程動作。機械手的任務是將傳送帶A上的物品搬運到傳送帶B。為使機械手動作準確，在機械手的極限位置安裝了限位開關SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5，對機械手分別進行抓緊、左轉、右轉、上升、下降動作的限位，并發(fā)出動作到位的輸入信號。傳送帶A上裝有光電開關SP，用于檢測傳送帶A上物品是否到位。機械手的起、停由圖中的起動按鈕SB1、停止按鈕SB2控制。傳送帶A、B由電動機拖動。機械手的上、下、左、右、抓緊、放松等動作由氣壓驅動，并分別由六個電磁閥來控制。系統(tǒng)接收工件到位檢測、機械手升降限位檢測、加緊/放松檢測等開關量輸入信號。經(jīng)由PLC通過網(wǎng)絡通信傳送到電腦，人為地再

16、通過PLC控制機械手臂的搬運工作4。假設使用氣壓機械手臂，機械手臂下降將工作物放置工作臺l等待機械對工作物加工；當工作物加工步驟完成時，再將工件放置工作臺2上進行第二加工步驟；當加工步驟完成時，將工件放置輸送帶B送出，并顯示出加工完成的數(shù)次。技術路線 （1）詳細了解搬運工作時具體情況，制定出機械手的運動方案； （2）參考機械設計手冊，以及相關國家標準，做出機械手各機構的設計； （3）參考PLC控制有關書籍，做出機械手控制系統(tǒng)設計； （4）最后，設計PLC外部輸入/輸出點、畫出PLC外部接線圖、設計梯形圖、寫出軟件程序并測試2. 研究進度安排 進度安排（起止時間：2013 年02月25日2013

17、年05月19日）分三個階段進行第一階段：開題論證階段（02月25日03月24日）（第14教學周）針對設計任務要求查閱參考資料（書籍和案例），了解課題的國內外研究現(xiàn)狀，進行設計方案論證，進行畢業(yè)設計進度安排，撰寫開題報告第二階段：設計實驗階段 （03月25日04月28日）（第59教學周）選擇主要元器件，熟悉器件原理及應用；最后確定方案，畫出流程圖、控制系統(tǒng)電路圖、PLC外部接線圖、梯形圖，用仿真軟件運行程序。 第三階段：論文撰寫階段（04月29日05月19日）（第1012教學周）依據(jù)已完成的設計內容撰寫畢業(yè)設計論文；完善并提交畢業(yè)設計論文終稿及相關材料，準備畢業(yè)設計答辯。第四階段：答辯總結階段（

18、05月20日06月2日）（第1314教學周）第一次答辯時間：05月20日05月26日（第13教學周）第二次答辯時間：05月27日06月02日（第14教學周）四、參考文獻1王炳實. 機床電氣控制.第三版. 北京：機械工業(yè)出版社，2004年：146-162.2熊幸明, 曹才開. 一種工業(yè)機械手的PLC控制.微計算機信息，2006年：98-103.3孔秀艷. 一種四軸搬運機械手的PLC控制. 大眾科技，2008年，第7期：1.4劉軒,王麗偉. 機械手的PLC控制. 機床電器. 2006年：34-49.5羅庚合,蔡霞. 搬運機械手的PLC控制. 西安航空技術高等?？茖W校，2002 年，第20卷第一期：

19、7-9.6黃勤，李楠.單片機原理與應用.清華大學出版社，2010年9月：205-214.7李允文.工業(yè)機械手設計.機械工業(yè)出版社,1996年4月,232-237.8常曉玲.電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器.機械工業(yè)出版社,2004年6月,156-59.9Bostel，AJSagar,Vk Dynamic control systems for AGVSJComputingControl Engineering Joumal，1996：169176，Volume：7，Issue 4.10Naiqi Wu，MengChu ZhouAGV muting for conflict resolution in

20、 AGV systemsAProceedings of IEEE International Conference on Robotics and AutomationC2003：1428-143311Bonny, r.g., xia, t.c., 1997, multiple manipulator machine system calibration, electrical and electronic engineers association of robotics and automation magazine, 1997 / march issue: 18 to 22. 五、指導教

21、師意見簽名： 年 月 日六、院系意見負責人簽名： 年 月 日黃山學院本科畢業(yè)論文(設計)指導記錄題 目基于S7-200的機械手臂搬運加工流程控制設計第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日第 次指導記錄 學生簽名： 指導教師簽名： 年 月 日黃山學院本科畢業(yè)論文(設計)中期檢查表題 目基于S7-200的機械手臂搬運加工流程控制設計計劃完成時間2013年 04 月 01 日一、現(xiàn)階段任務落實情況和成效二、后續(xù)工作計劃、目標和途徑三、指導教師意見指導教師簽名： 年 月 日黃山學院本科畢業(yè)論