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摘 要

在工业生产中，工人难免会处于危险的环境中，在这种情况下，机械手的出现不仅减少了工业中工人的受伤率，同时在某些环境中，机械手拥有更高的工作效率，因此工业机械手越来越普遍，越来越受欢迎，机械手的种类及适应性也渐渐变多变强，能够代替人类完成更加危险、更加困难的工作。

：，,了解机械手控制系统设计的各种方案。2.在搬运5kg重物的条件下，计算了升降缸、伸缩缸、夹紧缸的驱动力和流量以及液压马达的驱动力及扭矩，对液压系统各个的回路图进行了设计，完成了

，为测量回路压力和流量以及液压缸的液压油温度，选择了所需要传感器型号，设计了380V和220V的电路图以及硬件的接线图和传感器的安装图。3对于控制系统的总线方式和输入输出量进行了分析，，对PLC 的CPU，绘制了总体原理框图。4.完成了控制系统软件的设计。对触摸屏的操作界面进行设计，介绍了机械手的登录界面，运行操作界面，传感器测量的布局，对软件功能进行了说明，，绘制PLC的I/O分配表，。

PLC，/放松，上升/下降，正旋/反旋，伸出/缩回等动作，使得机械手能够在一定的程序下，按照预定的轨迹完成物料的搬运。

关键词:机械手，四自由度，液压系统，PLC

ABSTRACT

In industrial production, workers will inevitably be in a dangerous environment. In this case, the emergence of manipulators not only reduces the injury rate of workers in the industry, but in some environments, the manipulators have higher work efficiency, so Manipulators are becoming more common and more popular. The types and adaptability of manipulators are gradually becoming stronger and stronger, which can replace humans for more dangerous and difficult tasks.

This paper does the following work: 1. Consult the literature to understand the development status of the manipulator at home and abroad, and various schemes of the manipulator control system design. 2. Calculate the driving force and flow rate of the lifting cylinder, telescopic cylinder, clamping cylinder and the driving force and torque of the hydraulic cylinder under the condition of carrying a 5kg weight, design the circuit diagrams of the hydraulic system, and complete the control The selection of the system hardware, in order to measure the circuit pressure and flow rate and the hydraulic oil temperature of the hydraulic cylinder, selected the required sensor model, designed the 380V and 220V circuit diagrams, hardware wiring diagrams and sensor installation diagrams. 3 The bus mode and input and output of the control system are analyzed, the bus form is determined, the CPU of the PLC is selected, and the overall principle block diagram is drawn. 4. Completed the design of the control system software. Designed the operation interface of the touch screen, introduced the login interface of the robot, the operation interface, the layout of the sensor measurement, explained the software functions, drawn the variable definition table and the PLC I / O allocation table, and finally designed the robot control program.

This paper completes the design of the hydraulic control system and PLC control system of the manipulator, which can control the manipulator to complete the grasping / releasing, ascending / descending, forward / reverse rotation, extension / retraction, etc., so that the manipulator can be under a certain procedure Complete the material handling according to the predetermined track.

Keywords: manipulator, four degrees of freedom, hydraulic system, PLC

目录

摘 要 II

ABSTRACT III

第一章.绪论 1

1.1课题背景和意义 1

1.2机械手及其控制系统 1

1.2.1机械手分类及应用 1

1.2.2液压机械手的组成及功能 3

1.3国内外机械手的发展状况 4

1.3.1国外机械手发展状况 4

1.3.2国内机械手发展状况 4

第二章.控制系统方案设计 5

2.1机械手载荷和驱动力的计算 5

2.1.1大臂升降缸载荷和驱动力的计算 5

2.1.2小臂伸缩缸载荷和驱动力的计算 7

2.1.3手爪夹紧缸的夹紧力和驱动力的计算 7

2.1.4底座摆动缸的载荷和转矩的计算 8

2.2液压缸主要参数的确定 9

2.2.1液压缸压力的初步确定 9

2.2.2液压缸尺寸参数的确定 9

2.2.3液压系统流量的确定 9

2.3液压缸和执行部件实际压力的确定 10

2.4液压系统控制回路设计 11

2.4.1调速回路的分析 11

2.4.2平衡回路的分析 11

2.4.3夹紧缸回路的分析 11

2.4.4卸压回路的分析 11

2.4.5液压系统原理图 12

2.5电气元件硬件选型 12

2.5.1压力传感器选型 12

2.5.2温度传感器 15

2.5.3流量传感器 18

2.5.4触摸屏的选型 21

2.5.5液压泵的选型 24

2.5.6电动机的选型 24

2.5.7液压马达的选型 25

2.5.8接触器的选型 25

2.5.9热继电器的选型 25

2.5.10按钮和行程开关的选型 25

2.5.11低压断路器的选型 25

2.5.12电磁阀的选型 25

2.6小结 25

第三章. PLC控制系统方案的拟定 26

3.1 总线方式分析 26

3.2机械手的控制分析 27

3.3输入输出量分析 27

3.4控制系统方案确定 29

3.4.1 CPU的选型 29

3.4.2总体原理框图 30

3.5小结 30

第四章. PLC的程序编程 31

4.1触摸屏工作界面设计 31

4.2界面说明 31

4.3变量定义表 32

4.4 PLC的I/O分配表 33

4.5 PLC控制机械手的梯形图 34

4.6小结 34

第五章. 经济型分析 34

结语 35

参考文献 36

致谢 38

第一章 绪论

1.1课题背景和意义

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