摘 要

在人类的机械工业发展史上，自动线和机械手留下了浓重的一笔，它们以效率高，适应性强等特点正在逐步代替人工劳动。作为自动线和机械手控制的核心，PLC则决定他们的工作效率和精确度。经过多年的发展，PLC已取得了长足的进步。

这次的毕业设计中，本论文主要研究了以西门子公司的PLC为核心的机械手上下料自动线控制系统。在该系统中PLC软件与硬件配合实现自动控制系统，本论文是基于PLC的应用技术，在论文中将用PLC控制传输带的起停，防护门的开关，机床的加工控制，机械手的抓放动作。我将系统分为三大部分：传输带、机械手抓取、机械手放料。

在程序设计完成之后，还要用CAD画出系统中PLC的接线图以及控制电路图。

关键词：自动线 机械手 PLC CAD

Abstract

In the history of human's mechanical industry development，Automatic wire and mechanical hand left a heavy，with high efficiency, adaptability and other characteristics, they are gradually replacing the manual labor.As the core of the automatic line and manipulator, PLC determines their work efficiency and precision. After many years of development, PLC has made considerable progress.

This graduation project, this paper mainly studies the SIEMENS company's PLC as the core of the mechanical hand and automatic wire control system.In the system of PLC software and hardware with the realization of automatic control system. This paper is based on the application of PLC technology, the paper will use of PLC control transmission band stop, door switches, control the machining, mechanical hand grasp action.I will be divided into three parts: the transmission belt, mechanical hand grab, mechanical hand release.

After the completion of the program design, the use of CAD to draw the system in the PLC wiring diagram and control circuit diagram.

Key words: Automatic line; Manipulator; PLC; CAD

摘要 I

Abstract II

第一章 引 言 1

1.1 课题研究背景 1

1.2 课题研究的科学意义及目的 1

1.3 课题研究内容 2

1.4 本章小结 2

第二章 机械手抓取自动线及控制方案确定 3

2.1 抓取机械手 3

2.2 自动线 4

2.3 控制方案确定 4

2.4 本章小结 6

第三章 设备及元器件的选型 7

3.1 PLC 7

3.1.1 PLC的定义 7

3.1.2 PLC的分类 7

3.1.3 PLC的工作原理 9

3.1.4 PLC的构成 10

3.1.5 PLC的优点 10

3.2 行程开关、光电开关和按钮 11

3.2.1 行程开关 11

3.2.2 光电开关 12

3.2.3 按钮 12

3.3 电动机、接触器和继电器 12

3.3.1 电动机 12

3.3.2 继电器 12

3.4 本章小结 12

第四章 控制系统设计 14

4.1 硬件的设计 14

4.2 软件的设计 14

4.2.1 PLC选型 14

4.2.2 I/O分配 15

4.2.3 控制系统的外部接线图 17

4.3 传输带1系统PLC控制程序设计 17

4.3.1 传输带1控制过程分析 17

4.3.2 传输带1PLC程序设计 18

4.4 机械手抓料系统程序设计 18

4.4.1 机械手抓料控制过程分析 18

4.4.2 机械手抓料PLC程序设计 18

4.5 机械手放料系统程序设计 19

4.5.1 机械手放料系统分析 19

4.5.2 机械手放料PLC程序设计 19

4.6 机床加工系统程序设计 21

4.6.1 机床加工系统分析 21

4.6.2 机床加工PLC程序设计 21

4.7 传输带2系统程序设计 21

4.7.1 传输带2系统分析 21

4.7.2 传输带2PLC程序设计 21

4.8 本章小结 22

第五章 总结与展望 23

5.1 总结 23

5.2 展望 23

参考文献 24

致谢 26

第一章 引 言

1.1 课题研究背景

此次毕业论文的题目是机械手上下料系统方案设计，论文涉及到自动线和机械手，而自动线和机械手在工业生产中应用非常广泛，并在现代自动化工业中迅猛的发展。此次的毕业设计是将自动线与机械手相结合来完成加工件的运输、装夹以及加工等工序，机械手的上下料系统涉及了PLC的应用、机械手、传感器等技术，将我大学所学的知识综合的应用到了一起，系统的设计需要PLC知识，加工件的检测需要传感器技术，而且还需要PLC将系统中机械设备运行和各相关零部件的控制有机的应用到自动线中。

我国的机械手技术和自动线技术与国外相比有着不小的差距，因此，进行机械手和自动线系统的设计，可以推动机械行业的扩展，具有一定的经济效益和理论研究价值。所以我会珍惜这次毕业设计的机会，努力完成此次的毕业设计。

1.2 课题研究的科学意义及目的

机械行业在为国民生活提供消费品和工业生产起着一个重要的作用，机械工业技术水平能够衡量衡量国家经济实力和科学技术水平。自动线和机械手结合能够给整个机械工业的快速发展。在机械工业生产中，人工将生产过程的装配、加工等不连续的生产工序衔接起来，不仅时间浪费、效率低，而且人工的劳动强度较大、失误率高，有事还会出现人工的伤害。显然，这些缺点严重影响到了整个工业生产的效率。因此，自动线和机械手对生产过程进行控制可以很好地解决这些问题，首先，它不存在人工劳动中偶然的失误，也能避免人工劳动时可能受到的伤害。其次，自动线能够提高工业生产的效率，将生产中的工序进行有效的衔接，而机械手配合自动线就是将这些工序有机的结合。

本次毕业设计的目的是借助机械手上下料系统设计的研究，将大学四年所学的专业知识进行综合，培养我理论与实际相结合的思想，提高我的专业技能。

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