题 目：学 院：
课程设计（报告）
基于PLC的三自由度气动机
械手搬运控制
机电工程学院
专业班级：11级机械工程及自动化02班 指导教师： 肖 渊 职称： 副教授 学生姓名： 尹 博 学 号：
摘要
机械手是一种模拟人手操作的自动机械。它可按固定程序抓取、搬运物件或操持工具完成某些特定操作。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，用气动机械手设备来满足社会生产实践需要也越来越多的受到重视，气动机械手技术已经成为能够满足许多行业生产实践要求的一种重要实用技术，从而进行机械手的研究设计是非常有意义的。
本文主要研究基于PLC的三自由度气动机械手的搬运控制，由PLC输出脉冲，控制电磁阀的方向，从而控制机械手的精确定位，限位开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过气缸的伸缩来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。PLC有较高的灵活性，当机械手工艺流程改变时，只要对IO点的接线稍作修改，或对IO重新分配，在控制程序中作简单修改，补充扩展即可。经过重新编制相应的控制程序，就能够比较容易的推广到其他类似的加工情况。 关键词：气动机械手,汽缸,PLC,程序指令
目 录
第1章. 绪论 ......................................................................................................... 3
1.1气动技术及气动机械手的发展现状 ..................................................................... 3
1.2机械手的未来发展趋势 ....................................................................................... 3 1.3 选题的意义 ....................................................................................................... 4 1.4研究内容及结构安排 ........................................................................................... 5 1.5课题研究的要求 ................................................................................................. 5 第2章. 系统的总体方案设计 ........................................................................... 6
2.1设计要求和任务 ................................................................................................. 6 2.2方案设计 .......................................................................................................... 6 第3章. 系统的硬件设计.................................................................................... 8
3.1基本结构设计 ..................................................................................................... 8
3.1.1机械手的坐标形式与自由度 .......................................................................... 8 3.1.2 机械手的手爪设计 ...................................................................................... 8 3.1.3机械手的手臂结构设计 ................................................................................ 8 3.1.4机械手的驱动方式选择 ................................................................................ 8 3.1.5 机械手机构设计（ 三维图） ........................................................................ 8 3.2 可编程控制器PLC的选择 ................................................................................... 9 3.3系统的硬件设计 ............................................................................................... 10
3.4 PLC输出点配置表 ........................................................................................... 11 3.5三自由度气动机械手搬运接线图 ......................................................................... 12 第4章 系统软件设计 ...................................................................................... 14
4.1程序流程图 ...................................................................................................................................14 4.2各个阶段程序梯形图 ...................................................................................................................14 第5章 系统验证和调试.................................................................................. 20
5.1设备选取 ........................................................................................................ 20 5.2 验证和调试过程 ............................................................................................... 20 5.2.1 初始化阶段............................................................................................. 20 5.2.2 机械手单元 ............................................................................................. 20 5.3验证结论 ........................................................................................................ 21 总 结 ................................................................................................................ 22 参考文献 ................................................................................................................ 23
(完整版)基于PLC的三自由度气动机械手搬运控制毕业论文
