码垛机械手控制系统设计附录 - 图文

二、国内外研究综述 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用 我国的工业机器人起步与70年代初期，经过20多年的发展，大致经历了3个阶段：70年代的萌芽期，80年代的开发期和90年代的适用化期。从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础 在国外机械制造业中，工业机械手运用较多，发展较快。目前主要用于机床，摸锻压机的上下料，以及点焊，喷漆等作业中，它可按照事先制定的作业程序完成规定的操作，但是还不具备任何传感反馈能力，不能应付外界的变化。如发生某些偏离时，就将引起零部件机械手本身的损害。为此，国外机械手的发展趋势是大力研制具有某些智能的机械手，使其拥有一定的传感能力，能反馈外界的条件的变化，做出相应的变更。 PLC作为一种专为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子系统，它采用了可变成的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、记数、和算术等面向用户的指令，并通过数字式或模拟式的输入/输出，控制各种类型的机械或生产过程。标准化编程的出现使机器人更加容易控制、配置和重新配置。与过去昂贵的专利产品不同，现在的传动控制和可编程逻辑控制（PLC）产品使得工厂可以使用标准的编程语言来运行机器人。标准化的控制装置带有便于使用的软件安装向导，不需要专门停下来进行操作员或者程序员培训。。 5 / 22

三、毕业设计（论文）所用的方法 1. 收集相关资料，并对现有的资料进行研究分析，进而分析自己完成本系统的开发工作还存在那方面的困难，除了现有的知识外还应该具备那些新的知识。 2. 选定自己适合和熟悉的开发编程工具，对选定的开发工具进行深入学习及具体实践。 3. 对电路进行仔细研究，了解电路的工作原理，绘制硬件电路图。 4. 软件系统的分析，根据要求编写出适合系统的程序，并校验程序的正确性。 对整个系统进行虚拟调试。 四、主要参考文献与资料获得情况 1、PLC编程实用指南， 宋伯生编著， 北京：机械工业出版社，2007 2、工业控制电子学：设备、系统与应用，(美) Terry Bartelt著；姜绍龙, 富晓静, 张剑译， 北京：清华大学出版社，2005 3、工业控制工程实践技术，付家才主编，北京：化学工业出版社教材出版中心，2003 4、PLC编程手册/设计手册 5、从入门到精通：西门子S7-300/400 PLC技术与应用，张运刚等，北京：人民邮电出版社，2007 五、指导教师审批意见 自上学期接受课题之后积极开展毕业设计工作，查阅国内外研究文献和相关书籍，前期文献调研工作开展较为深入，对毕业设计课题有较好的认识， 结合毕业设计要求准备相应知识能力，能够较好的完成毕业设计课题的工作要求。 准予开题。 指导教师签名 2012年 3 月27 日

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附录4计划进程表

毕业设计（论文）计划进程表

学生姓名 丁金涛 学号 20080460205 教师姓名 题 目 码垛机械手PLC控制系统设计 时 间 工 作 内 容 张瑞 职称 讲师 完 成 情 况 第17周 第18周 第19周 第20周 本学期 第1周 第2周 第3周 第4周 第5周 第6周 第7周 第8周 第9周 第10周 第11周 第12周 第13周 第14周 第15周 选题及了解设计任务 查阅相关资料进一步了解设计内容 调查研究 收集资料，研读资料 完成文献综述 阅读相关外文文献，进行外文翻译 完成开题报告 查阅有关参考书和技术资料，确定设计方案 系统硬件元件选型 硬件电路设计 绘制硬件电路图 修改并最终完成硬件电路图 系统软件设计 系统软件设计 调试程序、模拟运行 调试程序、模拟运行 编写说明书 编写说明书 完成论文，准备答辩 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 已完成 7 / 22

附录5 中期检查表

毕业设计（论文）中期检查表

题目名称 码垛机械手PLC控制系统设计 学生姓名 丁金涛 所学专业 机械工程及自动化 学号 20080460205 一、已完成的任务 1.认真阅读毕业设计任务书和毕业设计指导书，到图书馆及上网查找和研读相关文献，对所涉及知识都有掌握，并已找到所需参考书等资料； 2.完成外文翻译﹑文献检索及开题报告工作； 3.查阅有关参考书及技术资料，进行分析﹑比较﹑论证后确定最佳的设计方案； 4.了解PLC﹑变频器﹑编码器和光电开关等所要用到的硬件元件，并根据工作要求完成对各个元件的选型； 5.用CAD绘制PLC组成模块图﹑电动机控制图﹑输入输出接线图等硬件图，并对其进行修改以满足设计要求和注入自己的设计理念； 6.了解s7-300PLC编程软件的应用，熟悉及掌握PLC编程语言； 7.根据系统要求画出控制系统的工艺流程图； 8.开始编写程序，基本完成自动控制部分程序的编写； 9.熟悉PLCSIM仿真软件的使用，试着调试程序。 二、存在问题 1.对变频器和编码器的工作原理不是很明白，导致对总的工作过程的实现有些地方不清楚； 2.在I/O分配表时，对模拟量及数字量输入输出地址不知怎么确定； 3.用CAD绘制PLC组成模块图时不知道各组成模块的各自端子编号； 4.绘制I/O接线图时，没有把模拟量输入输出和数字量输入输出分开，且对各输入输出的电源提供不清楚； 5.电动机正反转控制中，对接触器的理解错误，导致绘制的电路图出现问题； 6.软件方面，对s7-300编程软件操作，有些地方不明白； 7.自动控制程序中，对于当码垛高度高于原点的情况不知如何解决； 8.对手动控制的过程及具体功能不太清所以楚的编程还不知如何下手； 9.对仿真软件PLCSIM对所编程序的调试还不熟悉。 8 / 22