螺丝机械手的PLC控制系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着信息技术的快速进步、机械人技术的发展速度越来越快，智能度也越来越强。当前机械手正朝着智能化和多样化方向飞速发展，在生产和生活中的应用越来越广泛，越来越多的代替人的操作，使人类从繁重单调的工作中解脱出来。另一方面机械手的使用使得人类的生产率有了大幅度的提高，同时改善了工作环境，让人类的生活变得越来越智能化。

通过该设计，我能把在书本上学的理论知识充分结合起来，熟练的掌握电气控制系统的设计/调试方法，和一些常用低压元件的使用，以及PLC相关知识，大大提高了自己的动手能力，为以后的就业打下了扎实的基础。

2. 国内外研究现状分析

国际方面：机械手首先是从美国开始研制的；1954年美国工程师德尔沃最早提出机械人的概念；1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。1962年美国正式将机械人的使用性提出来，且制造出类似人的手臂；1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的工业机械人；到1980年在日本得到普及，并定为机械人元年。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，轻量化的发展趋势。

国内方面：东北大学的蔡军爽对螺丝机控制系统进行了研究，该研究将往硬盘上拧螺丝的螺丝机为研究对象，设计新的控制方案，并进行硬件的选型与连接，再利用plc编程控制整个系统，再利用vb建立于螺丝机控制界面的通讯监控。利用vb编写plc和pc通讯软件代替触摸屏组态团建，界面更加友好，提高了生产效率。南昌大学的郭剑晖对机械手PLC控制系统进行了研究，该研究在了解plc控制技术和plc控制技术的国内外研究现状及发展趋势基础上，选用四自由度液压机械手作为控制对象进行研究。采用OMRON公司生产的PLC和触摸屏进行控制，用自带编程软件编程实现机身旋转，手臂伸缩，手腕转动和手指夹取等动作。 太原科技大学的王亮对搬运机械手运动控制的研究，该研究在plc和电机控制技术构成的机械手实验平台的基础上，通过对机械手控制系统的控制方法进行改善，使其功能更完善，更精确。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：机械手是在锻压、冲压、热处理等领域中遇到的一种常见控制对象。通过plc的控制编程实现机身旋转，手臂伸缩，手腕转动和手指夹取等自动，半自动和点动动作，可以使机械手模拟完成工业自动螺丝机的功能，即在工作台上的任一位置自动装卸螺丝。

计划：13周撰写开题报告和文献综述

45周设计总体方案，学习电气控制系统的设计方法

4. 研究创新点

研究机械手在任意位置自动装卸螺丝，机械手代替人工操作，机械手一般有耐高温，抗高温，耐腐蚀的材料制成，又适应现场恶劣环境，提高了劳动强度和工作效率，核心控制是采用三菱公司的FX-2N或西门子公司的S200型号的PLC，使得控制更加具有操作性，智能性，使系统的优越性充分体现出来。