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。
机械手臂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生产设备，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1 绪论 (1)1.1机械手的简介 (1)1.2课题选题意义及主要研究内容 (1)1.2.1选题意义 (1)1.2.2本课题的主要研究内容 (2)2 控制方案设计 (2)2.1控制方案选择 (2)2.2 控制系统整体架构 (2)2.3机械手自动分拣系统 (4)3 系统硬件的选型 (6)3.1 PLC种类及型号选择 (6)3.2 机械手执行系统的分析与选择 (6)3.2.1机械手执行机构坐标形式的选择 (6)3.2.2机械手执行机构坐标形式的分析 (7)3.3 机械手执行机构的组成 (7)3.3.1手部的选择................................. 错误!未定义书签。
3.3.2手臂结构的选择 (7)3.4 机械手的驱动系统的分析与选择 (8)3.5 传感器的选择 (9)3.5.1 位置检测装置 (9)3.5.2光纤传感器 (9)3.5.3电感式传感器 (10)3.6气缸装置 (10)3.7 触摸屏选择 (10)3.7.1触摸屏特点 (10)3.8变频器的选择 (11)3.8.1 硬件准备和接线 (11)3.8.2 可编程控制器的初始设定 (11)3.8.3 变频器的初始设定 (11)3.8.4 通讯用到的指令 (11)4 控制系统设计 (12)4.1 控制系统流程图 (12)4.2 系统输入和输出点的I/O点数分配 (13)4.3 PLC外部接线图 (15)参考文献 (16)致谢 (17)附录 (18)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。
机械手不但可以搬运一些工件、分拣一些物品等，而且能够工作在一些人类标记为危险的地区,例如能够在高温区域工作,能在有毒的环境中工作,能在腐蚀的环境中工作，并且可以实现生产的自动化和机械化，因此，被广泛应用于冶金、电子、机械制造、原子能和轻工业等部门。
1.1机械手的简介机械手作为一个尖端的产物取代一些传统的工业的设备是现在现今社会的必要工具,它可以根据各种自动化设备的工作需求或需要,来完成我们想要完成的任务，所以机械手在这个先进的领域中承担着很重要的一部分。
它能够工作在一些人类标记为危险的地区,例如能够在高温区域工作,能在有毒的环境中工作,能在腐蚀的环境中工作，并可以实现生产的自动化和机械化。
机械手是机器人的重要驱动部一件,其机械手的驱动装置所提供的安全性、高效性和平稳性都会直接影响机器人工作空间的轻量化要求、准确性和工作性能等，除此之外，机构尺寸也是关键之一。
1.2课题选题意义及主要研究内容1.2.1选题意义为了适应工业需一要，例如一些可变换生产品一种的中小批量自动化生产、单调重复某一种运动的工作、柔性生产线动作灵活多样等等，本论文研究PLC 对物料分拣机械手的操控，利用一些合适的传感器，使其机械手能够像人一样区分一些有颜色的物料或不同材质的物料把他们区分开来和像人一样灵活地把一些不同颜色或材料的区分在指定的位置上，机械手也可以普遍使用于一些柔性生产线。
有很多时候一些工作是作往复运动或旋转运动，人难免会出错，而机械手可以很好代替人来工作。
本次设计主要是控制机械手的系统、驱动机械手的系统、执行机械手的系统的设计和完成机械手的硬件部分与软件部分设计。
1在这种环境下，智能化的机械手获得快速的更新，智能化的机械手不仅能够可以实现一些我们要求的行动和动作，而且可以想人一样灵活地运动，最重要就是能够实现负反馈，也就是能够检测到环境的变化，自动地修改正确的运动参数和行动的规律。
1.2.2本课题的主要研究内容智能化的机械手是未来机械手的发展趋势，希望在我国科研工作者的共同努力下，我国能在智能机械手领域取得优势地位，为工业化注入新的活力。
本论文首要研讨物料分拣机械手：智能化的机械手的控制系统的设计和执行系统的分析与选取，还有其驱动系统的分析与选取。
2 控制方案设计2.1控制方案选择一般的运动控制系统主要分为以下几类：1、基于单一片机的运动控制系统单片机（MCU）具有耗能低、一般的功能都能实现、价格便宜等优点，但是，一般的单片机（MCU）由于集成简单，功能不能很精密，很难实现日常生活中的一些要求，所以在一些大的工业上很少会用到单片机（CPU）作为他们的控制系统。
2、基于PLC的运动控制系统可编程序控制器，也被称为可编程逻辑控制器(PLC)。
机械手控制系统在组成和功能上的合适拆分，不但把成本降低了，还会增加其通用性，而且会让机械手更合适一些特定的环境当中，对比单片机运动控制方案，可编程逻辑控制器(PLC)不但可以扩展输入/输出端口（I/O），它的通讯也能快速响应的能力，还有就是他的抗干扰能力比起单片机当然强大很多了。