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基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计【毕业设计】

发布日期：[10-05-3017:05:04]浏览人次：[8641]

水平手臂回缩到指定的位置，PLC输入端X007接通输入，输出端Y000输出，左旋按钮
SB7接通，三位四通电磁阀12的电磁铁6YA得电，执行摆动气缸的向左旋转。

垂直手臂的下降

摆动气缸向左旋转到指定位置(90度)，PLC输入端X003接通输入，输出端Y005输
出，垂直手臂下降按钮SB6接通，使三位四通电磁阀11的电磁铁3YA得电，执行小臂的下
降运动。

放物

小臂下降到指定位置，PLC输入端X006接通输入，输出端Y007输出，吸盘放气按钮
SB12接通，真空发生器住手工作，真空消失，压缩空气进入真空吸盘，将物料与吸盘吹开。

小臂上升

经滑觉传感器检测到物料已经放开，输出端Y004输出，小臂上升按钮SB5接通，使三
位四通电磁换向阀10的电磁铁2YA得电，执行小臂上升动作。

回到初始位置

小臂上升到指定位置，PLC输入端X005接通输入，自动重复以上动作。

4.5PLC程序设计

4.5.1总体程序框图

设备有“手动/自动”两种工作方式，其控制程序可分为自动控制程序和手动控制程序
两个模块，各模块程序分开编写，结构清晰，便于调试和修改。

在进行编程前，应先绘制出整个控制程序的结构框图，如图4.2所示。在该结构图中，
当操作方式选择开关置于“手动”时，输入点X012接通，执行手动程序；当操作方式选择
开关置于“自动”时，输入点X013接通，执行自动程序。

图4.2控制程序的结构框图

同是为了方便操作，应设计一个机械手操作面板，机械手操作面板如图4.3所示

图4.3机械手操作面板

4.5.2初始化及报警程序

初始化及报警程序如图4.4所示

图4.4初始化及报警程序

4.5.3手动控制程序

手动控制程序用于实现机械手升降、伸缩、摆布旋转、吸气/放气及复位的运动。在自
动工作过程中，若将“手动/自动”转换开关打到“手动”位置时，输入X012接通系统进入

手动控制方式状态。此时，按下相应的受动按钮可实现手动上升、下降、左旋、右旋、伸出、
缩回、吸气、放气及复位动作，手动操作程序如图4.5所示。

图4.5手动操作程序

4.5.4自动控制程序

分析知，在“自动”工作方式下，本机械手的运动是以开关量作为转移信号，按所设
计的工艺流程一步一步地进行工作，其控制过程为顺序循环控制。当机械手完成一次物料的
吸放任务后返回原位为下一个任务做好准备。自动控制的状态转移图如图4.6所示。

图4.6自动控制状态转移图

根据自动控制的状态转移图就可设计出自动控制的步进梯形图如图4.7所示。

图4.7自动控制步进梯形图

图4.7自动控制步进梯形图(序)

第五章总结与展望

机械手的浮现延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危（wei）险、有害、有毒、
低温和高热等恶劣环境中的工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证
产品质量。随着科学技术的发展和PLC在工业生产过程中的广泛应用，机械手技术方面的研
究不断得到创新，促使成果不断涌现。

本论文的设计主要取得了以下成果：

对物料分拣机械手的结构形式、驱动装置、控制系统等各组成部份进行了较为全面的
分析，最后得出其总体设计方案。

气动驱动系统是强的非线性系统，其根本原因是空气具有可压缩性，使得系统中存在
流量饱和效应，非线性磨擦力等因素，实现气缸的精度定位非常艰难。因此在其应用中，要
对各参数进行调定，以达到比较理想状态。

机械手的控制系统采用了技术性、可靠性非常高的PLC进行控制。这使得机械设备更
加灵便，动作准确，易于维护，劳动生产率大大得到了提高。各种操作方式自由切换，满足
了各