2600T油压机自动上下料机械手控制系统的研究

2600T油压机自动上下料机械手控制系

统的研究

摘要：为实现2600T油压机迅速而可靠的完成自动上下料，设计了基于西门

子S7-1200PLC、西门子V90伺服驱动器的自动上下料系统。系统由上料平台、下

料平台、对料平台、上料机械手、下料机械手几部分组成，可实现抓取料，送料，码垛功能。该系统将西门子S7-1200PLC控制器与西门子V90伺服驱动器结合使用，台达触摸屏作为上位机，以西门子S7-1200PLC控制器为核心实现2600T油

压机自动上下料的整体控制。

关键词：2600T油压机;自动上下料;西门子S7-1200PLC;西门子V90伺服驱

动器;

1前言

在货车敞车侧门板、棚车侧板等大型件的成型工序一般利用大型油压机完成，压型工序过程为：安装模具—整垛上料（天车吊运）—单板送料（两人夹持送进

模具）—压型—成型板下料（两人夹持拽出模具）—码垛—成品下料（天车吊运）。由于单板质量较重，单板最大重量达到94Kg，在人工夹持上下板过程中门

板极易脱落，存在极大的安全隐患。同时长期搬运工人劳动强度较大。人工上下

料及吊运占用时间较长，整体生产效率较低。因此迫切地需要简洁有效的自动上

下料装置。同时由于车型种类较多，单板的尺寸经常变化，因此只能完成单一车

型门板自动上下料的设备已经失去了优势，取而代之的必将是柔性油压机自动上

下料设备。

为了实现油压机自动上下料的高效、便捷、自动化，运动控制系统[1]必不可少。运动控制系统作为数控、机器人[2]、自动化生产线等自动化装备的核心，虽

然目前已经发展到较高的水平，但仅限于一些通用性的运动控制系统和数控类系

统，还没有基于这些运动控制系统，针对油压机实现5轴联动、柔性自动上下料要求的产品。

在国内货车生产行业，目前还是以手工或单一车型的油压机上下料生产线为主，不仅生产效率低下而且存在一定的安全隐患。

为了解决上述问题，设计了基于西门子S7-1200PLC的油压机柔性自动上下料控制系统，本文对油压机柔性自动上下料机械手控制系统的软硬件设计部分进行细致的分析与研究。

2、2600T油压机自动上下料机械手控制系统硬件结构

2.1 2600T油压机自动上下料机械手系统硬件结构

为了实现控制系统脱离PC机运行，该系统主控制器选用了西门子S7-

1200PLC。根据事先编制好的程序该系统可以脱离PC机运行,使用台达触摸屏作为上位机。同时为了实现上、下料的分离，方便进行维修与调试，我们采用了双控制器的方式，一个PLC用来控制上料机械手、上料平台、对料平台，另一个PLC用来控制下料机械手、下料平台。该系统具体分为以下部分：机械手本体部分，控制部分，操作部分。各部分的布局图如图1所示。伺服电机、接近开关、模拟量位移传感器、电磁阀以及机械机构，构成了自动上下料机械手的本体部分也就是被控对象，其中接近开关、模拟量位移传感器与伺服电机为系统提供位置保障。西门子S7-1200系列PLC是整个运动控制部分的核心，它根据编好的程序及在触摸屏上设定的参数对自动上下料机械手进行控制，把控制输出到相应的执行机构，进而完成对被控对象的控制等实时性的任务。触摸屏及外部按钮构成了系统的操作部分，它们负责系统启动、停止，手动、参数输入等相应的功能。

图1电气系统硬件结构图

2.2 2600T油压机自动上下料机械手控制系统硬件搭建

在整个运动控制系统中，西门子S7-1200单元是核心元件，在通讯接口方面S7-1200有两个以太网口以供使用，一个网口用来连接伺服驱动器，另一个网口用来与其他设备进行组态，因此极大的方便了控制系统的组网。

西门子S7-1200自带输入输出点和模拟量输入点，所以不需要扩展外部输入输出点，同时S7-1200可以配置6个伺服轴。两套系统的通讯是通过网络通讯来完成的，在网络通讯过程中需要使用路由器。路由器在支持两套系统通讯的同时还可以将两套系统的PLC与PC进行联机，完成程序的编辑与调试工作。系统的连接及扩展模块的连接示意图如图2所示。

图2模块连接示意图

S7-1200与系统本体部分的连接分为通过伺服驱动器与伺服电机连接、与各种传感器连接以及与执行装置连接三大部分。该系统上下料机械手的走行位置是依靠程序以及伺服驱动器和伺服电机来保证的，除此之外该系统还要保证对料风压和对料的尺寸，因此该系统使用了压力继电器与模拟量位移传感器。同时还使用了磁性开关和接近开关，用来使各个动作连续运行。

3、2600T油压机自动上下料机械手控制系统软件的实现

3.1控制程序

PLC程序的编写主要借助西门子公司提供的TIA Portal V16软件完成，该软件可同时进行程序的编写、调试以及在线监视。当程序在PC上编写完成之后，就可以通过网口和S7-1200相连，实现与S7-1200的通讯。程序编辑调试完成后便可以将程序下载到S7-1200中，如需要可拆除连接的网线实现S7-1200的脱机运行。为了操作方便我们还使用了触摸屏和外部按钮，通过触摸屏和外部按钮实现一些简单的操作，使整个系统操作起来更加的简单方便。

由于S7-1200是循环扫描的，所以程序是按顺序的逻辑关系进行编写的，只有在执行完上一步之后才会继续向下执行。在整套系统中机械手各轴位置是很重要的参数，因此该系统使用了西门子报文111、SinaPos指令来读取各个轴的实际位置并进行精准的定位控制，保证系统的正常运行。部分程序如图3所示。

图3 轴精准定位控制控制程序

5结论

该系统以PC开发整套系统的控制程序，PLC负责完成实时性任务。目前该控

制系统已用于2600T油压机自动上下料的工序，运行稳定，满足工艺要求。

参考文献:

{1}孟庆鑫，王晓东．机器人技术基础[M]．哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，2006．

{2}SalisburyJK, Craig J J. Articulated hands: force control and kinematics issues . The International Journal of Robotics Research, 1982, 1.

2600T油压机自动上下料机械手控制系统的研究

2600T油压机自动上下料机械手控制系 统的研究 摘要：为实现2600T油压机迅速而可靠的完成自动上下料，设计了基于西门 子S7-1200PLC、西门子V90伺服驱动器的自动上下料系统。系统由上料平台、下 料平台、对料平台、上料机械手、下料机械手几部分组成，可实现抓取料，送料，码垛功能。该系统将西门子S7-1200PLC控制器与西门子V90伺服驱动器结合使用，台达触摸屏作为上位机，以西门子S7-1200PLC控制器为核心实现2600T油 压机自动上下料的整体控制。 关键词：2600T油压机;自动上下料;西门子S7-1200PLC;西门子V90伺服驱 动器; 1前言 在货车敞车侧门板、棚车侧板等大型件的成型工序一般利用大型油压机完成，压型工序过程为：安装模具—整垛上料（天车吊运）—单板送料（两人夹持送进 模具）—压型—成型板下料（两人夹持拽出模具）—码垛—成品下料（天车吊运）。由于单板质量较重，单板最大重量达到94Kg，在人工夹持上下板过程中门 板极易脱落，存在极大的安全隐患。同时长期搬运工人劳动强度较大。人工上下 料及吊运占用时间较长，整体生产效率较低。因此迫切地需要简洁有效的自动上 下料装置。同时由于车型种类较多，单板的尺寸经常变化，因此只能完成单一车 型门板自动上下料的设备已经失去了优势，取而代之的必将是柔性油压机自动上 下料设备。 为了实现油压机自动上下料的高效、便捷、自动化，运动控制系统[1]必不可少。运动控制系统作为数控、机器人[2]、自动化生产线等自动化装备的核心，虽 然目前已经发展到较高的水平，但仅限于一些通用性的运动控制系统和数控类系

统，还没有基于这些运动控制系统，针对油压机实现5轴联动、柔性自动上下料要求的产品。 在国内货车生产行业，目前还是以手工或单一车型的油压机上下料生产线为主，不仅生产效率低下而且存在一定的安全隐患。 为了解决上述问题，设计了基于西门子S7-1200PLC的油压机柔性自动上下料控制系统，本文对油压机柔性自动上下料机械手控制系统的软硬件设计部分进行细致的分析与研究。 2、2600T油压机自动上下料机械手控制系统硬件结构 2.1 2600T油压机自动上下料机械手系统硬件结构 为了实现控制系统脱离PC机运行，该系统主控制器选用了西门子S7- 1200PLC。根据事先编制好的程序该系统可以脱离PC机运行,使用台达触摸屏作为上位机。同时为了实现上、下料的分离，方便进行维修与调试，我们采用了双控制器的方式，一个PLC用来控制上料机械手、上料平台、对料平台，另一个PLC用来控制下料机械手、下料平台。该系统具体分为以下部分：机械手本体部分，控制部分，操作部分。各部分的布局图如图1所示。伺服电机、接近开关、模拟量位移传感器、电磁阀以及机械机构，构成了自动上下料机械手的本体部分也就是被控对象，其中接近开关、模拟量位移传感器与伺服电机为系统提供位置保障。西门子S7-1200系列PLC是整个运动控制部分的核心，它根据编好的程序及在触摸屏上设定的参数对自动上下料机械手进行控制，把控制输出到相应的执行机构，进而完成对被控对象的控制等实时性的任务。触摸屏及外部按钮构成了系统的操作部分，它们负责系统启动、停止，手动、参数输入等相应的功能。

连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究

连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究 连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究 近年来，随着制造业的发展，机器人技术在生产线上扮演着越来越重要的角色。特别是对于连续冲压工艺而言，自动上下料机器人成为不可或缺的设备。本文将对连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究进行探讨。 首先，我们需要了解连续冲压工艺的基本原理。连续冲压是一种高效率的冲压工艺，可连续加工金属材料，极大提高了生产效率和产品质量。然而，由于其高速和高频率的操作，传统的人工上下料已不能满足要求，因此需要引入自动化设备。 在结构设计方面，连续冲压自动上下料机器人需要满足以下要求：1. 稳定性和刚度性。由于冲压过程中存在冲压力、震动等外部力和因素的影响，机器人需要具备良好的稳定性和刚度性，以确保上下料的准确性和稳定性。2. 灵活性和适应性。由于不同产品的连续冲压需求会有所不同，机器人需要具备一定的灵活性和适应性，以满足不同尺寸和形状产品的自动上下料需求。3. 操作简便性。机器人的操作需要简单易学，可以通过人机交互界面进行操作，提高操作人员的工作效率。 基于以上要求，我们设计了一种基于六自由度机械臂的连续冲压自动上下料机器人。该机器人结构主要由机械臂、控制系统和上下料工具组成。机械臂采用六自由度设计，可以进行多样化的动作，满足不同产品的上下料需求。控制系统通过各个关节的电机控制，实现机械臂的精准运动控制。上下料工具可以根据不同产品进行更换，以满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。 接下来，我们进行了连续冲压自动上下料机器人的仿真研

究。通过使用Solidworks等CAD软件对机器人进行三维建模，模拟机械臂的运动轨迹和工作空间。同时，通过使用MATLAB 等仿真软件，对机器人的控制系统进行仿真，验证控制算法的可行性和准确性。仿真结果显示，机器人在进行连续冲压自动上下料过程中，具备较好的上下料精确性和稳定性，满足了工艺要求。 综上所述，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过合理的结构设计和仿真研究，可以提高自动化设备的运作效率和稳定性，满足不同尺寸和形状产品的上下料需求。此外，该研究还为其他领域的机器人应用提供了借鉴和思路。随着技术的不断发展，连续冲压自动上下料机器人的研究仍有许多待完善之处，我们希望通过不断的研究和改进，为制造业的发展做出更大的贡献 综合以上内容，连续冲压自动上下料机器人的结构设计与仿真研究对于提高生产效率和产品质量具有重要意义。通过合理的结构设计和仿真研究，可以实现机器人的多样化动作，满足不同产品的上下料需求。控制系统的精准运动控制确保了机器人的上下料精确性和稳定性。此外，该研究为其他领域的机器人应用提供了借鉴和思路。虽然还有待完善之处，但通过不断的研究和改进，连续冲压自动上下料机器人将为制造业的发展做出更大的贡献

自动上下料机械手及主要零部件设计毕业论文

自动上下料机械手及主要零部件设计毕业论文 目录 第一章绪论 (1) 1.1前言和意义 (1) 1.2 工业机械手的简史 (1) 1.3 国外研究现状和趋势 (3) 1.4 本章小结 (4) 第二章机械手直臂部分的总体设计 (5) 2.1 执行机构的选择 (5) 2.2 驱动机构的选择 (5) 2.3传动结构的选择 (6) 2.4 机械手的基本形式选择 (7) 2.5 机械手直臂部分的主要部件及运动 (8) 2.6 机械手的技术参数 (9) 2.8 本章小结 (10) 第三章机械手手爪的三维设计 (11) 3.1 手部设计基本要求 (11) 3.2 典型的手部结构 (11) 3.3 机械手手爪的设计计算 (11) 3.3.1选择手爪的类型及夹紧装置 (11) 3.3.2 手爪夹持围计算 (12)

3.3.3 滑动丝杠设计 (13) 3.3.4 直齿轮设计 (16) 3.3.5电机选型 (16) 3.4 机械手手爪的三维出图及其主要零部件出图 (18) 3.5 本章小结 (20) 第四章机械手手腕部分的三维设计 (21) 4.1腕部设计的基本要求 (21) 4.2 腕部的结构以及选择 (21) 4.2.1 典型的腕部结构 (21) 4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 (22) 4.3 腕部的设计计算 (22) 4.3.1 蜗轮轴的设计计算 (22) 4.3.2 蜗轮齿轮设计 (24) 4.3.3 步进电机选型 (26) 4.4 手腕部分出图及主要零部件出图 (27) 4.5本章小结 (33) 第五章直臂部分的三维设计 (34) 5.1 手臂的结构的选择及其驱动机构 (34) 5.2 滚珠丝杠设计 (34) 5.3 锥齿轮设计 (37) 5.4 电机选型 (40) 5.5 机械手直臂部分三维出图及主要零部件出图 (41) 5.6 本章小结 (44) 总结 (45) 参考文献 (46) 致谢 (48)

自动上下料机械手设计

自动上下料机械手的设计 摘要 随着机电一体化技术和计算机技术的应用，机械手的研究和开发水平获得了迅猛的发展并涉及到人类社会生产及生活的各个领域，特别是工业机械手在生产加工中的应用。机械手是近代自动控制领域中出现的一种新型技术装备，它能模仿人体上肢某些动作，在生产中代替人搬运物体或操持工具进行动作，已成为现代机械制造系统中的一个重要组成部分。本次设计主要设计自动上下料的机械手，该系统采用液压驱动，传动平稳，且易于控制，控制系统采用一般PLC所具有的位移寄存器和位移指令来编程。 关键词：机械手，液压驱动，控制系统

目录 1绪论 (1) 2 工业机械手的设计方案 (2) 2.1 工业机械手的组成 (2) 2.2 上下料机械手的工作原理 (3) 2.3 规格参数的选择 (3) 2.4 设计路线与方案 (4) 2.4.1 机械手的总体设计方案 (4) 2.4.2 设计步骤 (4) 2.4.3 研究方法和措施 (4) 3 机械手各部分的计算与分析 (5) 3.1 手部计算与分析 (5) 3.1.1 滑槽杠杆式手部设计的基本要求 (5) 3.1.2 手部的计算和分析 (5) 3.2 腕部计算与分析 (12) 3.2.1 腕部设计的基本要求 (12) 3.2.2 腕部回转力矩的计算 (13) 3.2.3 腕部摆动油缸设计 (16) 3.2.4 选键并校核强度 (18) 3.3 臂部计算与分析 (18) 3.3.1 臂部设计的基本要求 (18) 3.3.2 手臂的设计计算 (20) 3.4 机身计算与分析 (28) 4 液压系统设计 (29) 4.1 液压系统总体设计 (29) 4.2 液压元件的选择 (29) 4.2.1 液压缸 (29) 4.2.2 液压泵的选取要求及其具体选取 (31) 4.2.3 选择液压控制阀的原则 (33)

2600T油压机自动上下料机械手结构设计

2600T油压机自动上下料机械手结构设 计 摘要：为落实发展工厂智能制造理念，改善作业环境，降低职工劳动强度， 提高作业安全性。针对2600T油压机进行自动上下料机械手设计。自动上下料系 统由上料平台、下料平台、对料平台、上料机械手、下料机械手几部分组成，可 实现抓取料，送料，码垛功能。 前言：2600T油压机主要加工产品为C70E下侧门板，C80E左右门板等大型 板材，最大重量94Kg。加工过程：安装模具—整垛上料（天车吊运）—单板送料（两人夹持送进模具）—压型—成型板下料（两人夹持拽出模具）—码垛—成品 下料（天车吊运）。人工上下料时，共需作业人员4人。且作业人员需进入到滑 块下方进行操作，存在极大安全隐患，同时作业人员劳动强度较大。为解决上述 问题，根据现场工艺平面对机械手机械结构进行研究设计。 1设计理念： 1.1、在不破坏2600T压力机总工艺平面的基础上，进行自动化，智能化升级。 1.2、因现场条件约束[1]，上、下料机械手钢结构采用斜梁单臂结构，不占 原厂地的工艺平面。设计中通过NX软件进行有限元分析，在抓取100KG板材时，钢结构变形量0.26mm。机械手为五轴联动，最大回转半径4米，可实现上料抓取、对料抓取、送料抓取、下料码垛。 1.3、机械手各部传动为X轴伺服电机带动齿轮、齿条传动，实现横向移动。Z轴伺服电机带动链轮、链条传动，实现机械手升降。3个回转轴采用摆线针轮 RV减速器，保证机械手回转精度[2]。一号转臂安装有滚柱式回转支承，提高机械 手使用稳定性。机械手横梁及滑车均安装直线导轨，保证机械手抓取精度，滑枕 安装两套平衡风缸，保证了其安全可靠性。上料机构由6个94KG真空吸盘组成。

数控车床的上下料机械手臂的研究-机械工程论文-工程论文

数控车床的上下料机械手臂的研究-机械工程论文-工程论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 机械手臂论文研究热点范文8篇之第八篇：数控车床的上下料机械手臂的研究 摘要：以数控车床的上下料机械手臂为研究对象，采用可编程控制器（PLC）对其气压的驱动装置进行电气控制，实现了系统的智能化和柔性化。对系统的工作原理及机械结构、气压驱动和PLC 控制方案等方面进行了较为详尽的论述。 关键词：自动化上下装料；PLC; 气压系统； 随着现代工业自动化的发展，出现了各种数控加工中心，它在减轻工人劳动强度的同时，提高了劳动生产率。但以往数控加工中常见的上下料工序，通常仍采用人工操作或传统继电器控制的半自动化装置。前者费时费工，效率比较低；后者因设计复杂，需较

多继电器，接线繁杂，易受车体振动干扰，而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题。为解决这些问题，我们研究开发了一套采用可编程序控制器PLC控制的装料机械控制系统。该系统动作简单可靠、线路设计实用合理、具有极强的抗干扰能力，保证了系统运行的可靠性，降低了维修率，并提高了工作效率。 一、系统工作原理 图一机械结构图 如图1所示，本系统的上下料机械手采用料斗，搬运和上下料组件的整体结构，这种料斗可通过调节通道尺寸变动料件的规格，具有结构紧凑、运动平稳准确的特点，可以方便地实现无级调

速。本设备抓取工件质量可达1kg, 工作范围为横向1m、纵向0.9m, 并且可以调节距离范围。 系统开机启动时，先进行自检，若机器正常，则机械手处于待料位置，泵站电机处于卸荷状态。当加工开始信号传来时，机械手臂开始动作，其具体行动过程如下：原始位置机械臂伸出开关发出料到位信号真空吸盘松开（放料）尾架合拢（同时卡盘夹紧工件，机床开始加工）托爪退出送料架升起托爪复位加工结束（主轴动力脱开，刹车进入）机械手进入取工件机械手真空吸盘吸住工件尾架刹车退出机械手将工件拔出机械手将工件取出机械手把工件搬运到下一工位机械手真空吸盘松开工件机械手复位，系统原位卸荷。[1] 二、系统结构组成 机械手的整个系统主要由控制系统、驱动系统和执行系统三部分组成。

机械手自动控制系统用PLC实现的程序设计

摘要 本文介绍的物料搬运机械手可在空间抓放物体，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。本文利用MCGS全中文通用工控组态软件和基于MCGS全中文组态软件开发的计算机监控PLC模拟实验系统软件实现机械手的仿真，并用STEP7-Micro/WIN设计PLC的控制程序来实现对机械手的自动控制，从而实现了机械手自动化系统的控制过程。 关键词：PLC 机械手自动化程序设计

目录 摘要............................................................................................................................................. I 第1章课题介绍 (1) 1.1 课题设计内容 (1) 1.2 课题设计具体要求 (2) 1.3 课题来源及研究的目的和意义 (2) 第2章机械手和PLC的概念及选择 (3) 2.1机械手的概念 (3) 2.2 PLC的概念 (4) 第3章 PLC控制机械手的系统 (5) 3.1 I/O地址分配 (5) 3.2分析系统的控制并设计PLC程序 (5) 第4章调试机械手PLC控制程序 (7) 第5章结论 (8) 参考文献 (9) 致谢 (10) 附录A 指令语句表 (11) 附录B梯形图程序 (17)

第1章课题介绍 1.1 课题设计内容 机械手设有调整、连续、单周及步进四种工作方式，工作时要首先选择工作方式，然后操作对应按钮。其工作示意图如图1.1所示。 图1.1机械手工作循环示意图 1.1.1调整工作方式：可按相应按钮实现左移、右移、上移、下移、加紧、放松各个动作的单独调整。 1.1.2连续工作方式：按下起动按钮，机械手按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移的顺序周而复始的连续工作；按下停止按钮，机械手将自动结束本周期的工作，回到原位后停止。按下急停按钮，系统立即停车。 1.1.3单周工作方式：按下起动按钮后，机械手按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移的顺序自动工作一个周期停止。若要再工作一个周期，可再次按下起动按钮。按下停止按钮，机械手将自动结束本周期的工作，回到原位后停止。按下急停按钮，系统立即停车。 1.1.4步进工作方式：每按一次起动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。按下急停按钮，系统立即停车。

毕业设计基于PLC的机械手自动化控制系统实现方法研究概要

本科毕业论文(设计 论文(设计题目: 基于PLC的机械手自动化控制系统实现方法研究 --工作台上工件搬移机械手 学院:机械工程学院 专业:机械设计制造及其自动化 摘要 随着可编程控制器应用技术的不断发展,PLC的应用范围日益扩大,使得当今工程技术人员在设计电气控制系统时,考虑选用PLC控制取代接触器控制。本文重点分析了基于PLC的机械手控制系统的组成,并详细叙述了在以PLC为核心的基础上,对步进电动机进行综合控制的软、硬件的实现方法。该系统利用步进电动机单位脉冲所具有的步进距离不变的特点,对其采用开环点位控制。因此可将整个运动视为折线运动,每一个动作可视为运动程序相同、特征参数各异的点位相对运动。其以起点作为参考点,通过脉冲计数得到目的点的位置,手动操作机械手从参考点运动到目的点后,保存目的点位的特征参数,并统一进行列表管理。从而实现手动模式下运用关键点位输入及自动模式查表方式的“仿形”动作。 关键字:可编程控制器,机械手,定位控制 Abstract With the Programmable Logic Controller the continuous development of applied technology, PLC on the application of growing, making today's engineering and technical personnel in the design of electrical control system, consider replacing optional PLC control access control. The paper analyzed the PLC-based control system Manipulator the composition, and described in detail in the PLC as the core on the basis of the Stepping

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机器人控制算法在工业自动化系统中的应用 研究 随着科技的进步和工业自动化系统的不断发展，机器人技术已经在工 业生产中发挥着越来越重要的作用。机器人控制算法作为机器人技术的核心，对于提高自动化系统的效率和性能至关重要。本文将就机器人控制算法在工业自动化系统中的应用进行深入研究。 首先，我们需要了解机器人控制算法的基本原理和分类。机器人控制 算法可以分为传统控制算法和先进控制算法两大类。传统控制算法包括PID 控制、模糊控制和神经网络控制等，而先进控制算法则包括模型预测控制、强化学习和深度学习等。这些算法在工业自动化系统中有着各自的应用场景和优劣势。 其次，我们将探讨机器人控制算法在工业自动化系统中的具体应用。 在生产线上，机器人控制算法可以帮助机器人实现精准的动作控制和路径规划，提高生产效率和产品质量。在联网的工厂中，机器人控制算法可以与其他设备实现无缝对接，实现智能化生产和自动化调度。在危险环境下，机器人控制算法可以代替人工进行危险操作，保障工人的安全。 接着，我们将分析机器人控制算法在工业自动化系统中的挑战和未来 发展。由于工业环境的复杂性和不确定性，机器人控制算法面临着诸多挑战，如实时性要求高、抗干扰能力差等。未来，随着人工智能和大数据技术的不

断发展，机器人控制算法将会更加智能化和自适应，为工业自动化系统带来更大的发展空间。 最后，我们将总结本文的研究成果，并提出未来的研究方向。通过对 机器人控制算法在工业自动化系统中的应用进行深入研究，我们可以更好地理解其在工业生产中的作用和意义。未来的研究可以进一步探讨机器人控制算法与人工智能、物联网等技术的融合，为工业自动化系统的发展提供更多的可能性。 梳理一下本文的重点，我们可以发现，具有重要的理论和实践意义。 通过不断深入探讨和研究，我们可以不断提升机器人控制算法在工业自动化系统中的应用效果和性能，推动工业生产向更加智能化和高效化的方向发展。希望本文的研究成果能够为相关领域的研究和实践工作提供一定的借鉴和参考。

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基于PLC的三轴机械手控制系统的设计研究 摘要：为了实现机械供料操作的自动化，需要根据不同的工艺操作，进行机械 立体操作。三轴机械手是智能机械化操作系统的重要部分，本文将根据三轴机械 手运行要求，以ＰＬＣ控制器为核心，详细分析驱动三轴机械智能化移动的设计 程序和功能。通过进行灵活性的程序设计后，机械手可以实现多种轨迹移位操作，一次促进现代化制造业的智能机械技术发展。 关键词：三轴机械手；控制系统；步进驱动；运行轨迹 三轴机械手可以实现空间移动操作，可以在各种恶劣环境下稳定运行，更好的满足了实际操 作需求吗，完成了人类无法完成的操作。三轴机械手在制造业广泛应用，而目前市场对其的 要求也越来越高，不仅要实现机械手精准定位、牢固抓取，还要实现多元化运动操作。所以，本文将基于ＰＬＣ在三轴机械手系统控制中的应用设计，对其自动化驱动，可实现更加复杂 的生产操作进行分析和研究。 1 三轴机械手设备结构和控制方式 三轴机械手设备的结构 1.1 三轴机械手平台组成部分包括：X、Y、Z轴移动平台、传感器、工件放置平台、吸盘、步进电机等，详细器械结构见图1.其中PH1、PH2、PH3、PH4、PH5、PH6、PH7、PH8、PH9 表示X、Y、Z轴移动平台中传感器获取的原点位置和三轴极限检测信号；M1、M2、M3表示X、Y、Z轴位置的步进电机，主要操控机械手移动位置的；YVI表示吸盘，主要负责移动物料。 图1三轴机械手平台结构 ２控制系统的方式 １．机械手的运动要根据工艺要求进行移动操作，运动轨迹随着工艺做相应变化。以下 是针对两种不同的典型控制工艺进行设计路线分析。 控制方式一： （１）机械手自从进行整个操作周期的循环，在吸取和移动操作中实现从Ａ区将物料移 动到Ｂ区，同时将物料摆成方形在工件放置台上。如果在执行过程中按停止操作，这时机械 手将停下整个程序操作环节，之后再按启动按键，工序还在停止步骤开始继续运作。 控制方式二： （２）操作流程和方式一相似，而不同的是它会将物料摆放成圆形形状放在操作台上。 想要满足上述两种典型操作，机械手需要完成三维轨迹运行，在程序设计中可以根三维 坐标，建立前后移动、上下移动、左右移动，以及吸气和放气操作。上述两种操作可以通过 手动操作和自动操作设置来实现，每次开机需要进行程序初始化，让机械手动作操作回到开 始位置。 2 控制系统硬件结构

基于PLC控制器的五轴送料机械手控制系统设计

基于 PLC控制器的五轴送料机械手控制 系统设计 摘要：机械手在工业生产中被广泛应用，随着工业的不断发展，人们对于机 械手控制系统有着更高的要求，自动化控制大势所趋，基于PCL控制器实现自动 化控制，能够促进机械手工作的顺利进行，从而提升工作效率。本文将基于PCL 控制器的五轴送料机械手控制系统进行分析，然后进行控制系统的设计，从而提 升系统的科学性，能够使其在运行中更加高效安全。 关键词：PCL；五轴送料；控制系统；机械手 一、PCL控制器的相关概述 （一）PCL控制器的概念 PCL控制器是将计算机软件技术、总动控制技术融为一体的工业化控制器。[1]随着工业的不断发展，PCL控制器被更多的应用在工业化技术中，从而完成更 加复杂的工业化工程，从而促进我国工业化迅速发展。 （二）PCL控制器的功能 PCL控制器在控制系统中发挥着非常重要的作用，从而促进系统的顺利运行。下面来简单分析一下。 1.控制功能。对于PCL控制器，控制功能是基础也是核心所在。PCL控制器 对采集的信号进行综合分析和处理，从而对过程中的各执行机构的运动进行控制。如PCL控制器通过高速计数和位置控制等相关传感器和模块采集到的信号，综合

分析处理后，对相应的执行机构进行控制；过程控制是通过采集到的模拟量来控 制一些非电量的参数，比如温度、湿度、流速等参数，转换为电信号，通过程序 分析处理后，对相应的执行机构调节和控制。 2.数据处理。在控制过程中，系统会产生相应的数据，PCL控制器能够对读 取到的数据，很好地进行数据转换、分析和运算等工作，比如机器人控制系统可 以对读取信号产生大量的数据进行运算和处理，从而得出最佳结果，控制机械手 等执行结构工作。 3.实时监控。PCL控制器具有人工智能的优点，能够通过智能技术来对系统 进行实时监控，可以监测系统的运行情况，当遇到问题时，能够及时的发出警示，并自动进行处理、记录和保存，为故障分析提供依据和指导。 4.通信和联网。PCL控制器可以与计算机联网，进行系统远程自动化控制。 将不同地域、节点设备的数据通过网络传输到综合控制中心，由控制中心来对对 不同地域、不同节点的设备进行统一控制，从而实现联动控制、远程控制和自动 一体化的控制，极大的提升工作效率。 二、五轴送料机械手控制系统设计 （一）机械手控制系统结构 机械手控制系统主要由两个部分组成：机械手躯干和机械手夹持机这两个部分。其中机械手躯干又由三个部分组成，其中包括手臂、机座和立柱。 机械手控制系统按编写的PLC程序进行相应的自动化动作，可靠的PLC控制 程序，对读取的信号进行处理，可应对各种工况，从而保证系统的正常运行。 在手动操作过程中，操作着仅需简单的操作一次，PLC控制器可自动的完成 后续的操作，可快速准确的完成后续手动操作的工作流程。 （二）控制系统硬件设计 对于机械手的系统设计，包括有硬件设计和软件设计两个部分，其中硬件设 计包含系统中的驱动、执行和控制设计。在驱动中应用较为广泛的就是步进电机

车床自动上下料机械手臂自动化改造电控方案设计

车床自动上下料机械手臂自动化改造电控方案设计 文章设计了一套基于PLC的监控系统，对车床控制系统进行技术改造。该监控系统由三菱FX3U系列PLC、工控机和组态软件构成。运用机械手通过PLC 编程实现对机床上下料的自动控制、联锁保护、运行组态软件，设计了具有良好的人机接口功能的监控画面，实现过程信息的集中显示和处理。目前，改造后的设备运行良好，提高了企业的生产效率，为企业节约了大量成本。 标签：PLC；技术改造；监控系统；组态软件 1 预期达到功能 （1）首先机械手臂在待料区自动抓取工件后上移及横移至指定位置待命。 （2）当数控车床内部零件被加工完成后，安全门被自动开启，并触及启动手臂开关。 （3）机械手臂下降至主轴夹头前端夹紧零件后并自动旋转180度，将另一待加工零件放入主轴夹头内，接着机械手臂上升到指定安全高度，数控车床的安全门自动关闭，并自动执行车削加工指令。 （4）在机床加工的同时机械手臂反向横移及下降到待料区，放下被加工好的零件并抓取另一个待加工零件后快速上移且横移至安全门上方指定位置。如此循环，直至下达中断指令或零件加工完毕。 2 设备总体方案说明 如图1所示，整个系统由数控车床、上料机器人（两轴）、上料区、下料暂存箱、电控系统等组成。其中，数控车床为现有的加工设备，系统方案不涉及本部分，且数控车床的自动开关门机构为数控车床原有功能，本系统只对其进行相关的信号控制，本系统不对数控车床进行机构的改造。机器人主要由X轴、Z 轴以及抓取机构组成，其中根据现有的数据资料，选定X轴的行程为1800mm，采用同步带与直线导轨（CPC品牌）的配合，伺服电机采用400W伺服电机（台达），Z轴的行程为1200mm采用滚珠丝杠与直线导轨（CPC品牌）的配合，伺服电机采用200W带抱闸伺服电机（台达），抓取机构采用JRT（韩国）气爪与亚德客的摆缸配合完成产品的取放工作。 3 电控系统及安全要求 系统所有组件设备采用整线控制模式控制，即一处出问题，整线处于受控状态。 （1）设备操作体设有可靠的漏电保护装置（一旦漏电将自动切断电源），电

上下料机械手开题报告(共6页)

上下料机械手开题报告 篇一：生产线组合机床自动 毕业设计（论文）开题报告 题目生产线组合机床自动上下料机械手课题类型设计课题来源自拟课题学生姓名张三学号 20xx01010001 专业机制本科年级班 09级1班 指导教师李四职称讲师 填写日期： 20xx 年 3 月 28 日 篇二：上下料机械手设计-开题报告 题目：上下料机械手的设计 姓名： 学号： 专业： 指导老师： 职称： 时间： 上下料机械手的设计 1 、科学依据 ? 课题的科学意义 通过设计出上下料机械手来提高工作效率，降低工人的工作强

度，使我们的工厂向无人化、机械化、高效化发展。通过设计，培养学生调研、文献检索及应用的独立工作能力，使学生掌握机电系统的监控的一般方法及步骤，熟练掌握各类资料、手册以及计算机等工具的使用方法，提高学生的自学能力、动手能力与创新能力。 ? 课题的提出 进入21世纪，随着我国人口老龄化的提前到来，近来在东南沿海还出现在大量的缺工现象，迫切要求我们提高劳动生产率，降低工人的劳动强度，提高我国工业自动化水平势在必行，本设计的目的就是设计一个气动上下料机械手，应用于工业自动化生产线，实现自动化生产，减轻产业工人大量的重复性劳动，同时又可以提高劳动生产率。 现在的机械手大多采用液压传动，液压传动存在以下几个缺点: 1) 液压传动在工作过程中常有较多的能量损失(摩擦损失、泄露损失等):液压传动易泄漏，不仅污染工作场地，限制其应用范围，可能引起失火事故，而且影响执行部分的运动平稳性及正确性。 2)工作时受温度变化影响较大。油温变化时，液体粘度变化，引起运动特性变化。 3）因液压脉动和液体中混入空气，易产生噪声。 4）为了减少泄漏，液压元件的制造工艺水平要求较高，故价格较高;且使用维护需要较高技术水平。鉴于以上这些缺陷，本机械手拟采用气压传动。

上下料机器人工作站系统应用(安川) T-01-O-Y-上下料机器人工作站系统的认识

1 上下料机器人工作站系统的认识 1.1 工业机器人在机床上下料领域的应用 由于生产力水平的提高与科学技术的日益进步，工业机器人得到了更为广泛的应用，正向着高速度、高精度、轻质、重载、高灵活性和高可靠性的方向发展。在工业生产中，机器人已经广泛应用于涂、焊、拆装、码垛、搬运、包装等作业。与此同时，数控机床在机械制造领域的应用也广泛，数控机床自从20世纪50年代问世以来，发展迅速，在发达国家的机床业总产值中已占大部分，其应用范围己从小批量生产扩展到大批量生产的领域。现在，部分发达国家，例如日本、美国、西班牙等国家，已经在数控机床数控系统的控制下，实现了零件加工过程的柔性自动化。我国大多数工厂的生产线上，数控机床装卸工件仍由人工完成，其生产效率低、劳动强度大，而且具有一定的危险性，已经满足不了生产自动化的发展需求。为了提高工作效率，降低成本，并使生产线发展成为柔性制造系统，适应现代机械行业自动化生产的要求，有必要针对具体生产工艺，结合机床的实际结构，利用机械手技术，设计出用一台上下料机械手代替人工工作，从而提高劳动生产率。因为机械手能代替人类完成重复、枯燥、危险的工作，减轻人类劳动强度，提高工作效率，以至于机械手得到了越来越广泛的应用，在机械行业中它可用于加工工件的搬运、装卸、零部件组装，尤其是在自动化数控机床、组合机床上使用更为普遍。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。将机床设备和机械手组合成一个柔性制造单元或柔性加工系统，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，而且结构紧凑，适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断加工生产新的品种，提高产品质量与生产率，更好地适应市场竞争的需要。 1.2 上下料系统类型 对于特别复杂的零件，往往需要多个工序的加工，甚至还要增加一些检测、清洗、试漏、压装和去毛刺等辅助工序，还有可能和锻造、齿轮加工、旋压、热处理和磨削等工序的设备连接起来，就需要组成一个完成复杂零件全部加工内容的自动化生产线。 因为自动化生产线会有不同种类的设备，所以通过桁架式的机械手、关节机器人和自动物流等自动化方式组合起来，从而实现从毛坯进去一直到成品工件出来的全自动化加工。 1.桁架式机械手 对于一些结构简单的零部件加工，通常的加工都不超过两个工序就可以全部完成的自动化加工单元，这个单元就采用一个桁架式的机械手配合几台机床和一个到两个料仓组成，如图1-1所示。

《基于PLC的下料液压机械手控制系统设计11000字》

基于PLC的下料液压机械手控制系统设计 目录 前言 (2) 一、PLC的选型与机械手的组成 (4) （一）PLC的基本概念 (4) （二）PLC的选型 (4) （三）机械手 (5) 1.机械手概述 (5) 2.机械手的应用 (5) （四）机械手的组成 (6) （五）机械手控制示意图 (7) 二、基于PLC控制系统硬件设计 (9) （一）系统控制原理 (9) 1.I/O分配表 (9) 2.PLC软件编程元件 (9) （二）限位开关选型 (10) （三）光电开关选型 (11) （四）电动机选型 (11) （五）电磁阀选型 (12) （六）PLC控制系统硬件接线图 (13) 三、机械手控制系统软件设计 (15) （一）PLC编程软件简介 (15) （二）控制系统工艺流程 (15)

（三）控制系统项目创建 (16) 1.新建项目 (16) 2.系统块设置 (17) （四）控制系统程序设计 (18) 1.符号表的建立 (18) 2.主程序设计 (19) 3.手动控制程序设计 (20) 4.自动控制程序设计 (22) 5.复位及报警程序设计 (23) （五）控制系统仿真与调试 (24) 1.仿真软件设置 (24) 2.主程序仿真 (25) 3.手动控制程序仿真 (26) 4.自动控制程序仿真 (27) 5.复位及报警程序仿真 (28) 五、结论 (30) 参考文献 (30) 前言 现在工业水平的不断提高，科学技术逐渐成为第一生产力也给人们的生活带来了本质性的变化，大大提升了工作环境和幸福指数。现在的自动化技术被广泛的应用于工业生产，也普遍使用于自动化制造行业之中。 机械臂在未来将逐步取代传统机器在工业生产中使用，大大提高了人类的生产效率，并使工业生产更加智能化。工业机械臂即机械手，机械手的出现给工业生产带来了巨大的变化，并且成为其中现代化工程生产制造重要的组成部分。机

通用上下料机器人控制系统设计

(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！) 河南工程学院论文版权使用授权书 本人完全了解河南工程学院关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交论文的印刷本和电子版本；学校有权保存论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名： 年月日

河南工程学院毕业设计原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文，是本人在指导教师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 论文作者签名： 年月日

河南工程学院 毕业设计（论文）任务书 题目通用上下料机器人控制系统设计 专业机械设计及其自动化学号姓名 主要内容、基本要求、主要参考资料等： 通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。确定通用上下料机器人的控制方案，比较选取最合适的控制方案，实现对机械手和机械臂同时控制。要求该系统实时快速、操作方便，比较符合上下料控制系统的需要。 基本要求 完成通用上下料机器人控制系统设计。 主要内容包括： 1．查阅国内外相关文献不少于15篇（其中外文文献不少于2篇，列入参考文献中），根据查阅的文献资料情况，写出文献综述（不少于3000字）；翻译外文文献一篇（译文字数不少于3000字）。文献综述与翻译单独装订成册。 2．确定控制方案。 3．写出程序，流程图。 4．按要求撰写毕业论文。 参考资料： 1．推荐参考书： [3] 李允文．工业机械手设计[M]．北京:机械工业出版社,1996． [4] 程宪平．可编程控制原理及应用．化学工业出版社，2009．8 [5] 史国生．PLC在机械手步进控制中的应用[J]．中国工控信息网,2005．1 [6] 王永华．现代电气控制及PLC应用技术[M]．北京:北京航空航天大学出版社,2009． 2．学术期刊、学术会议等其它参考文献 自备。 完成期限：

自动上下料机械手设计毕业论文

中国石油大学（北京）现代远程教育 毕业设计（论文） 机械设计制造及其自动化方向 ——自动上下料机械手设计 姓名： 学号： 200808108461 性别：男 专业: 机械设计制造及其自动化 批次： 0809 层次：专升本 电子邮箱： @https://www.sodocs.net/doc/2819361352.html, 联系方式： 学习中心： 指导教师： 2011年4月22日

目录 第一章绪论 (4) 1.1工业机械手概况 (4) 1.2工业机械手的分类 (4) 1.3工业机械手的发展趋势 (5) 1.4本章小结 (6) 第二章工业机械手的设计方案 (7) 2.1工业机械手的组成 (7) 2.2规格参数 (8) 2.3设计路线与方案 (8) 2.4本章小结 (9) 第三章机械手各部分的计算与分析 (10) 3.1手部计算与分析 (10) 3.1.1 输入输出力的比率分析 (10) 3.2 腕部计算与分析 (13) 3.2.1腕部设计的基本要求 (13) 3.2.2腕部回转力矩的计算 (13) 3.2.3腕部摆动油缸设计 (16) 3.2.4选键并校核强度 (17) 3.3臂部计算与分析 (18) 3.3.1 臂部设计的基本要求 (18) 3.3.2 手臂的设计计算 (20) 3.4 机身计算与分析 (28) 3.5 本章小结 (28) 第四章液压系统 (29) 4.1液压缸 (29) 4.2计算和选择液压元件 (31) 4.2.1液压泵的选取要求及其具体选取 (31) 4.2.2选择液压控制阀的原则 (33) 4.2.3选择液压辅助元件的要求 (33)

4.2.4具体选择液压原件 (33) 4.3本章小结 (34) 第五章液压缸的保养与维修 (36) 5.1液压元件的安装 (36) 5.2 液压系统的一般使用与维护 (36) 5.3 一般技术安全事项 (36) 第六章机械手控制系统 (37) 结论 (38) 参考文献 (39) 致谢 (40)