基于PLC的机械手模型控制系统开题报告

全文总字数：3135字

1. 研究目的与意义

机械手是能够模仿人体上肢的部分功能,可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。

机械手一般由控制系统及检测装置、驱动系统、执行机构三大部分组成，智能机械手还具有感觉系统和智能系统。机械手通过模仿人的手部动作，在控制器的指挥控制下按照给定的程序、轨迹和要求，实现自动抓取、搬运和操作。特别是在高温、高压、多粉尘、易燃易爆等恶劣环境中以及笨重、单调、频繁的操作中，机械手可以代替人去作业，因此，它在许多领域获得了越来越多的应用。

2. 国内外研究现状分析

1、机械手的研究

目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件。国内机械手的工作过程是一般是由气缸驱动的,针对电磁阀的控制要求,提出了plc为控制核心的机械手的自动控制系统、机械手的四种工作方式以及实现方法。同时，其未来发展的趋势是高精度、模块化、节能化和机电一体化。

国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料、点焊、喷漆等作业。国外机械手的发展趋势是研制具有某种智能的机械手，使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。目前已经取得一定成绩。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。

3. 研究的基本内容与计划

内容：使用plc、步进电机驱动器以及步进电机，结合位置控制、气动技术等，设计一个机械手模型的步进伺服控制系统，要求：(1)采用二相八拍混合式步进电机来控制机械手的动作；(2)以plc作为控制脉冲源，控制步进电机的转角；(3)通过编程控制步进脉冲频率，即伺服机构的进给速度。本课题机械手涉及八个动作过程，依次是下降、夹紧、上升、右移、下降、松开、上升、左移。在程序设计时，选用三菱fx-2n型plc。

计划：①1-2周查阅相关书籍和文章20篇，在理解消化的基础上完成开题报告内容。

②3-6周了解机械手模型的工作原理和要求，设计基于plc的机械手模型控制系统硬件原理图，实现对机械手模型的步进伺服控制。

4. 研究创新点

使用PLC、步进电机驱动器以及步进电机，结合位置控制、气动技术等，使机械手体积小，结构简单，传动布置合理，效率高，噪声低，安全可靠、操作和维护方便。