碼垛機械手PLC控制系統(tǒng)設計文獻綜述

文獻綜述題目工業(yè)機械手及PLC學生姓名丁金濤專業(yè)班級機械工程及自動化4班學號20080460205院（系）機械工程學院指導教師張瑞完成時間2012年03月01日工業(yè)機械手及PLC控制一．工業(yè)機械手概述用于再現(xiàn)人手功能的技術裝置稱為機械手。機械手是模仿人手的部分動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運或操作的自動機械裝置。在工業(yè)生產中應用的機械手被稱為工業(yè)機械手。工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新技術，并已成為現(xiàn)代機械制造生產系統(tǒng)中的一個重要組成部分，這種新技術發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學科——機械手工程。機械手涉及到力學、機械學、電器液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產設備。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(yè)，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領域有著廣泛的發(fā)展空間。機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的工具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的重視。機械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。機械手的結構形式開始比較簡單，專用性較強。隨著工業(yè)技術的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產品種的中小批量生產中獲得廣泛的引用。二．工業(yè)機械手的發(fā)展史現(xiàn)代工業(yè)機械手起源于20世紀50年代初，是基于示教再現(xiàn)和主從控制方式、能適應產品種PLC控制機械手可按使用要求選購相應的產品完成復雜的邏輯控制，邏輯控制為主，也可以組成模擬量控制系統(tǒng)，軟硬件開發(fā)工作量較少，輸出帶負載能力和抗干擾能力強，可靠性好，環(huán)境適應能力強，成本較為高。工業(yè)控制計算機具備完善的控制功能，軟件豐富，執(zhí)行速度快，軟件開發(fā)工作量較多，硬件開發(fā)工作量較少，執(zhí)行速度較慢，環(huán)境適應力一半，可靠性好，成本較為高。本設計是利用可編程控制器PLC作為載體的一套機械手驅動裝置，用來實現(xiàn)文字書寫的功能，并可根據(jù)需求的變化要求隨時更改相關控制參數(shù)。綜合各個文獻的內容可以看到PLC有以下優(yōu)點，它能適應工業(yè)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境，可靠性高。在工業(yè)生產中一般要求控制設備具有很強的抗干擾能力。而PLC在這方面的獨到之處有：它在硬件上采用光電隔離裝置以防止輸出對輸入的反饋干擾；采用屏蔽措施以防止空間的電磁干擾；設置濾波環(huán)節(jié)，以消除外部干擾和各模塊之間的干擾影響；采用連鎖及互鎖控制、自診斷電路和模塊式結構等措施，以提高硬件的可靠性及模塊的互換性；在軟件上采用了故障自檢測、自診斷等措施。其他實用方面的優(yōu)點有1.PLC軟件簡單易學。2.PLC使用方便；3.PLC體積小，重量輕，便于安裝。由于PLC具有上述一系列優(yōu)點，工業(yè)控制中廣泛用于以下三種控制：(1)開關量順序、邏輯控制。即代替繼電器控制系統(tǒng)，如冶金行業(yè)中的高爐上料系統(tǒng)，軋鋼機、連鑄機、費剪等控制系統(tǒng)；機械行業(yè)各種自動生產線、自動加工機床、機械手、龍門銑床等控制；輕工業(yè)中的注塑機、包裝機、食品加工機械等。(2)模擬量控制。如溫度、壓力、流量等；(3)數(shù)據(jù)采集、分析處理。如控制中的數(shù)據(jù)采集、算術運算、函數(shù)運算、邏輯運算、數(shù)據(jù)傳輸、轉換、捧序和查表等操作。綜上用PLC作為控制系統(tǒng)控制機械手寫字的設計是一種方便、實用、可靠的控制系統(tǒng)設計方案。通過收集各種資料和初期的規(guī)劃我已對將要進行的設計非常了解，相信在老師的指導和我自己的努力下我可以很好的完成設計任務，雖然期間肯定會遇到這樣或那樣的困難，但是我有信心做好這一切。參考文獻[1]蔡自興.機器人學的發(fā)展趨勢和發(fā)展戰(zhàn)略[J].機器人技術與應用,2001,76(4):11-16.[2]張波.多功能上下料用機械手液壓系統(tǒng)[J].液壓與氣動,2002,8(2):31-32.[3]李允文.工業(yè)機械手設計[M].北京:機械工業(yè)出版社,1996.[4]張建民.工業(yè)機械人[M].北京:北京理工大學出版社,1992[5]史國生.PLC在機械手步進控制中的應用[J].中國工控信息網(wǎng),2005.1[6]王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應用技術[M].北京:北京航空航天大學出版社,2009.[7]朱春波.PLC控制的氣動上下料機械手[J].液壓氣動與密封,1999,21-24.[8]王勤.計算機控制技術[M]．南京:東南大學出版社,2003.[9]張萬忠.可編程控制器入門與應用實例(西門子S7-200系列)[M].北京:中國電力出版社,2005.[10]劉軒,王麗偉.機械手的PLC控制[J].機床電器,2006,34-49.[11]張鐵異,何國金,黃振峰.基于PLC控制的混合型氣動機械手的設計與實現(xiàn)[J].液壓與氣動,2008,18(9):6—8.[12]郭艷萍.基于PLC的工業(yè)機械手控制系統(tǒng)[J].儀表技術與傳感器,2007,9(9):31-32.[13]常曉玲，電氣控制系統(tǒng)與可編程控制器機械工業(yè)出版社.[14]常健生檢測與轉換技術機械工業(yè)出版社.[15]賈德勝PLC應用開發(fā)實用子程序人民郵電出版社.[16]Lozano,R.(Rogelio),．Adaptivecontrolsystems[M]．Fresno:WiterwoofInc.,1999[17]ClavelR.Delta,afastrobotwthparallelgeometry[J].The18thInt.Symposiumonindustrialrobots(ISIR),Sydney,Australia[18]JohnJ.Craig,IntroductiontoRoboticsMechanicsandControl[J],SecondEdition,Addison-Wesley,Reading,[19]Durstewitz,M;Kiefner,B,Virtualcollaborationenvironmentforaircraftdesign[J],InformationVisualisation,2002.Proceedings.SixthInternationalConferenceon，10-12July2002,Page:502-507[20]RamazanBayindir,Yuce