【正文】 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 課題 機(jī)械手分揀大小球的 PLC 程序設(shè)計(jì) 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明 原創(chuàng)性聲明 本人鄭重承諾：所呈交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文），是我個(gè)人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的成果。盡我所知，除文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過(guò)的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或?qū)W歷而使用過(guò)的材料。對(duì)本研究提供過(guò)幫助和做出過(guò)貢獻(xiàn)的個(gè)人或集體，均已在文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 作 者 簽 名： 日 期： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 使用授權(quán)說(shuō)明 本人完全了解 大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝?、縮印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。 作者簽名： 日 期： 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 摘要 機(jī)械手的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能達(dá)到生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送。因?yàn)?，它能大大地改善工人的勞?dòng)條件，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因此，受到各先進(jìn)單位的重視并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近代幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門(mén)的重視。 在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常要對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行分撿， 本課題 擬開(kāi)發(fā)物料搬運(yùn)機(jī)械手，采用的德國(guó)西門(mén)子 S7200系列 PLC，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。用于分撿大小球的機(jī)械裝置。 我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作。 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)械手、 PLC、 大小球 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 ABSTRACT The positive role of the manipulator increasingly known by people, first, it can partly replace human labor and can achieve the production requirements, follow a certain procedure, time and location to plete the workpiece transfer. Because, it can greatly improve the working conditions, and workers accelerate the realization of industrial production mechanization and automation pace. Therefore, by various advanced unit spent a great deal of attention and manpower to research and application. Especially in high temperature and high pressure and dust, noise occasions, application is more widely. In China, the modern years also have developed quickly, and obtained a certain result, by various departments of industry seriously. In the process of production, often to the assembly line of products, this topic intends to develop sorting through the manipulator, material handling by German Siemens s7200 PLC, the fluctuation, left and right sides of manipulator and grab motion control. Used in the mechanical device can 1. We use programmable technology, bined with the corresponding hardware device, control finish all kinds of action. Robot Keywords: manipulator, PLC, which can 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 目錄 第一章 機(jī)械手與 PLC 的簡(jiǎn)介 機(jī)械手的出現(xiàn)與發(fā)展 .....................................1 PLC 的應(yīng)用 ................................................2 第 二 章 PLC 控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 按鈕和行程開(kāi)關(guān)的選擇 ................................ 7 接近開(kāi)關(guān) 轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān) 刀開(kāi)關(guān)的選擇 ...................... 7 時(shí)間繼電器 接觸器的選擇 ............................. 8 熔斷器 電動(dòng)機(jī)的選擇 ................................. 9 電磁閥的選擇 ........................................ 9 第三章 分揀系統(tǒng)的 PLC 選擇 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容 ............................10 PLC 的選型 ................................................10 性能與任務(wù)相適應(yīng) ..................................11 PLC 的處理速度應(yīng)滿足時(shí)實(shí)控制的要求 ..............12 PLC 應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)合理、機(jī)型系列應(yīng)統(tǒng)一 ............12 第四章 大小球分 揀 系統(tǒng)的 PLC 設(shè)計(jì) 系統(tǒng)的功能 ...........................................15 分揀大小球系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) .................................16 大小球分揀傳送過(guò)程控制分析 …………………… …. .. 16 分撿大小球系統(tǒng)的輸入 /輸出地址及定時(shí)器分配 ............17 機(jī)械手分揀球控制系統(tǒng)的接線圖 .........................18 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 6 大小球分揀的設(shè)計(jì)思想 .................................18 第五章 機(jī)械手分揀大小球的 PLC程序設(shè)計(jì) 機(jī)械手分 撿大小球控制程序流程圖 .......................20 機(jī)械手分揀大小球控制程序的梯形圖 .....................22 第六章 總結(jié) 參考文獻(xiàn) 致謝 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 7 第一章 機(jī)械手與 PLC 的簡(jiǎn)介 機(jī)械手的歷史 它是在早期出現(xiàn)的古代機(jī)器人基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，機(jī)械手研究始于 20 世紀(jì)中期，隨著計(jì)算機(jī)和自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展，特別是 1946 年第一臺(tái)數(shù)字電子計(jì)算機(jī)問(wèn)世以來(lái)，計(jì)算機(jī)取得了驚人的進(jìn)步，向高速度、大容量、低價(jià)格 的方向發(fā)展。同時(shí)，大批量生產(chǎn)的迫切需求推動(dòng)了自動(dòng)化技術(shù)的進(jìn)展，又為機(jī)器人的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)。另一方面，核能技術(shù)的研究要求某些操作機(jī)械代替人處理放射性物質(zhì)。在這一需求背景下，美國(guó)于 1947年開(kāi)發(fā)了遙控機(jī)械手， 1948年又開(kāi)發(fā)了機(jī)械式的主從機(jī)械手。 機(jī)械手首先是從美國(guó)開(kāi)始研制的。 1954 年美國(guó)戴沃爾最早提出了工業(yè)機(jī)器人的概念，并申請(qǐng)了專(zhuān)利。該專(zhuān)利的要點(diǎn)是借助伺服技術(shù)控制機(jī)器人的關(guān)節(jié)，利用人手對(duì)機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)作示教，機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)動(dòng)作的記錄和再現(xiàn)。這就是所謂的示教再現(xiàn)機(jī)器人?，F(xiàn)有的機(jī)器人差不多都采用這種控制方式。 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研制出第一臺(tái)機(jī)械手鉚接機(jī)器人。作為機(jī)器人產(chǎn)品最早的實(shí)用機(jī)型是 1962 年美國(guó) AMF公司推出的 “VERSTRAN” 和 UNIMATION 公司推出的 “UNIMATE” 。這些工業(yè)機(jī)器人主要由類(lèi)似人的手和臂組成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)境下操作以保護(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(mén)。 機(jī)械手的組成 機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來(lái)抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和 作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)（擺動(dòng)）、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱(chēng)為機(jī)械手的自由度 。為了抓取空間中任意位 南通職業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 置和方位的物體，需有 6 個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專(zhuān)用機(jī)械手有 2～ 3 個(gè)自由度?？刂葡到y(tǒng)是通過(guò)對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來(lái)完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng) 的核心通常是由單片機(jī)或 dsp 等微控制芯片構(gòu)成，通過(guò)對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。 機(jī)械手分類(lèi) 機(jī)械手的種類(lèi)，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。 機(jī)械手通常用作 機(jī)床 或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或 自動(dòng)生產(chǎn)線 上裝卸和傳遞工件，在 加工中心 中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門(mén)操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱(chēng)為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的 應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。 PLC 的應(yīng)用 PLC 的定義 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專(zhuān)為在工業(yè)環(huán)境中應(yīng)用而設(shè)計(jì)的它采用一類(lèi)可編程的存儲(chǔ)器，在其內(nèi)部用于存儲(chǔ)用戶程序，并執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時(shí)，計(jì)數(shù)和算術(shù)操作等用戶指令，并通過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出，控制各類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。可編程控制器及其有關(guān)外部設(shè)備，都按照方便與工業(yè)控制系統(tǒng)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 PLC 的分類(lèi) 隨著 PLC 的不斷發(fā)展，其型 號(hào)和形式越來(lái)越多，為了在設(shè)計(jì)控制工程系統(tǒng)時(shí)便于表達(dá)和選擇適當(dāng)型號(hào)的 PLC，應(yīng)對(duì)其進(jìn)行分類(lèi)。一般按照以下兩種形式對(duì) PL