基于PLC控制的物料分揀機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計開題報告1課題意義機(jī)械手是一種模仿機(jī)器人手臂動作的擬人式電子機(jī)械設(shè)備，普遍的機(jī)械手都是通過專業(yè)運動控制卡來控制的，而簡單的運動控制可以通過PLC控制，機(jī)械手在被控制系統(tǒng)的程序賦予運動工作能力后，按照指定的運動模式進(jìn)行工作，同時還能夠?qū)崿F(xiàn)物件的區(qū)分辨認(rèn)，后續(xù)進(jìn)行自動抓取并運輸送達(dá)物件至指定位置的一種擁有自動化技術(shù)的機(jī)械設(shè)備。通過在內(nèi)部電路中配備有特殊功能模式的傳感器，可以實現(xiàn)快速響應(yīng)的能力以及針對環(huán)境條件和性能目標(biāo)對其機(jī)械設(shè)備的性能進(jìn)行特定分析的能力。就分揀機(jī)械手來說，由于物流客戶需求，機(jī)械手還具有超長事件連續(xù)工作不停歇的能力，相比于人類體力需要休息調(diào)整更具有可用性，節(jié)約成本，程序設(shè)定完畢后極少概率出現(xiàn)精度差錯，并能完美克服分揀作業(yè)中的任何外部環(huán)境因素。在某種程度上講，它是工業(yè)分揀機(jī)械進(jìn)化過程的產(chǎn)物，。對于工業(yè)和非產(chǎn)業(yè)界來說還是先進(jìn)制造技術(shù)中必不可缺的機(jī)械設(shè)備特別是在高溫，高壓，悶熱潮濕，寒冷干燥等極端環(huán)境下，工業(yè)機(jī)械手可以在所有正常工作中代替絕大多數(shù)人力勞動。在此階段，PLC程序控制機(jī)械手已廣泛用于機(jī)械加工和制造，沖壓模，鑄造，鍛造，電焊，熱處理，電鍍，噴涂，安裝，輕工業(yè)和運輸。例如圖1蜘蛛樣式的分揀用機(jī)械手：圖1蜘蛛機(jī)械手工作圖2國內(nèi)外研究綜述2.1國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀分析分揀機(jī)械手的這些主要優(yōu)點和基本特性都是非常顯而易見的，它們往往是因為它們能夠更加準(zhǔn)確而且完全無須休息地連續(xù)進(jìn)行各種機(jī)械操作，簡單來講，機(jī)械手幾乎都是可以應(yīng)用到一切所有需要進(jìn)行大量的重復(fù)勞動。隨著我國現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高，機(jī)械手己經(jīng)發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng)(FMS)、自動化廠房(FA)、甚至成為計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)的主流自動化設(shè)備。在發(fā)達(dá)國家中，自動化模式下的機(jī)械手已成為自動化裝備的主流及未來的發(fā)展方向。除物流分揀外，國外在線的汽車電子制造設(shè)備行業(yè)、目前在汽車電子家用和電器儀表工具制造設(shè)備行業(yè)、工程機(jī)械等許多領(lǐng)域，我們已經(jīng)大量采用了機(jī)械手，以此來保障其產(chǎn)品質(zhì)量，提高其設(shè)備的生產(chǎn)工作效率，同時也避免了一些意外工傷事故。目前全球諸多地區(qū)和國家對于自動化機(jī)械手的應(yīng)用與實踐都表明，機(jī)械手的廣泛使用與發(fā)展表明，機(jī)械手在我國的廣泛應(yīng)用是一種可以實現(xiàn)企業(yè)和社會生產(chǎn)經(jīng)營管理效率，推動整個企業(yè)和社會生產(chǎn)能力的發(fā)展。雖然中國對機(jī)械手的設(shè)計和自動化系統(tǒng)模式的研究也在不斷的進(jìn)步中，但和國際同行相比，差距依舊明顯。單從市場占有率來說，更無法相提并論。機(jī)械手當(dāng)中很多的核心技術(shù)，目前我們尚未掌握，未來機(jī)械手的更新?lián)Q代和更高自由度的機(jī)械手設(shè)計出來，歐美等科技水平相對更發(fā)達(dá)的國家有可能再次搶先，這是影響我國機(jī)械手和機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。自動分揀系統(tǒng)目前在國外同時期行業(yè)的技術(shù)相當(dāng)成熟，但是由于其建設(shè)費用和維修成本相對較高，所以維修困難。而國內(nèi)同時期行業(yè)針對物流配送中心的規(guī)劃建設(shè)在探討的過程中，都還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠成熟；國內(nèi)的實際應(yīng)用水平，只有當(dāng)時的郵政物流服務(wù)系統(tǒng)中得到了較好的運用，而其它行業(yè)卻不太合適。所以對于其他物流體系的科學(xué)研究以及它們的設(shè)備研究，都可以說具有很重要的意義。這樣不僅有效地節(jié)約了公司的人力資源，而且被廣泛運用于鐵路客運列車行包辦公、食品工業(yè)、造紙產(chǎn)品、化學(xué)制品、機(jī)械制造、超市配送中心、配送、出版社等各種行業(yè)中。在一些物流量高度發(fā)達(dá)的國家，物流數(shù)量非常多，其中大量物品都是需要進(jìn)行分揀之后才可以被分配給客戶去實施，所以歐美各國和日本都采用了許多種類的分揀系統(tǒng)，從而完成了分揀這一繁瑣而又枯燥的任務(wù)。而在我國物流工具制造行業(yè)迅猛發(fā)展的今天，自動化分揀裝置就占據(jù)了十分重要的位置。長期以來國內(nèi)的分揀工藝和技術(shù)較為落后，一定的程度上嚴(yán)重影響了我國現(xiàn)代化物流行業(yè)的生存和發(fā)展，亟待大量引入一種高速而有效的分揀裝置，自動化分揀的機(jī)械手也正是符合這一要求。2.2國內(nèi)研究現(xiàn)狀對于國內(nèi)來說，目前國際市面上的主要自動分揀裝置在操縱的過程中，某些環(huán)節(jié)仍然需要配備一臺人工參與，但是作業(yè)的強(qiáng)度己經(jīng)越來越低，完全靠機(jī)械來做好分揀。機(jī)械化、自動化、智能化成為現(xiàn)代分揀系統(tǒng)的主要特點。而現(xiàn)在的自動分揀設(shè)備類型多樣，分揀效率更是達(dá)到了高效、快速、穩(wěn)定、高質(zhì)量的水準(zhǔn)，這也是科技促進(jìn)設(shè)備發(fā)展的結(jié)果?，F(xiàn)階段就國內(nèi)市場而言，主流的自動化分揀裝置在操縱過程中，某些環(huán)節(jié)仍然需要配備一臺人工參與，但是作業(yè)的強(qiáng)度己經(jīng)越來越低，完全靠機(jī)械來做出分揀。機(jī)械化、自動化、智能化已經(jīng)成為現(xiàn)代化分揀管理系統(tǒng)的一大主要特征。REF_Ref71974512\n\h[4]而現(xiàn)在的自動分揀設(shè)備類型多樣，分揀效率更是達(dá)到了高效、快速、穩(wěn)定、高質(zhì)量的水準(zhǔn)，這也是科技促進(jìn)設(shè)備發(fā)展的結(jié)果。隨著快遞自動化分揀裝置的引領(lǐng)下我國傳統(tǒng)物流產(chǎn)品行業(yè)正逐步走向智能化和信息技術(shù)發(fā)展時期，高性能的分揀機(jī)器人能夠滿足各種需求，適合各種場景下的分揀任務(wù)，備受各地快遞公司的廣泛青睞，并且成為我國物流技術(shù)發(fā)展的一個新亮點。伴隨著對物流服務(wù)的需求不斷提高，自動分揀的工作效率將會變得越來越高，分揀的技術(shù)將變得更加智能化、人性化。2研究內(nèi)容現(xiàn)代化的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)科學(xué)和信息技術(shù)的確是一場新型產(chǎn)業(yè)革命，將整個西方世界的知識經(jīng)濟(jì)由傳統(tǒng)資本主義經(jīng)濟(jì)模式引入并帶到了現(xiàn)代知識經(jīng)濟(jì)的新發(fā)展時代。在現(xiàn)代電子信息世界的各個領(lǐng)域，從20世紀(jì)時代中的一個新型無線電通信時代也已經(jīng)開始直到進(jìn)入21世紀(jì)以家用計算機(jī)和其他信息電子技術(shù)應(yīng)用為設(shè)計核心的一個現(xiàn)代化和智能化新型家用電子系統(tǒng)時代。而傳統(tǒng)的機(jī)械手控制系統(tǒng)則逐漸發(fā)展成熟到與電腦進(jìn)行互聯(lián)，使得機(jī)械手控制的系統(tǒng)變得更加的智能化，操作也變得更加簡易方便。隨著工業(yè)自動化的進(jìn)一步發(fā)展，機(jī)械手（或稱工業(yè)機(jī)器人）的應(yīng)用將更加普遍，尤其隨著我國的物流行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，歐美和日本包括中國等偏遠(yuǎn)地區(qū)的機(jī)械手也已經(jīng)開始了百花爭放，未來整個人類經(jīng)濟(jì)社會將不斷更新各種各樣的新型分揀機(jī)械手。本文結(jié)合近年來整個機(jī)械手的發(fā)展,并分析了機(jī)械手系統(tǒng)和機(jī)械手方面的設(shè)計，提出了用氣動驅(qū)動和PLC控制設(shè)計方案?？紤]了軟、硬件各自的特點，對物料分揀機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、執(zhí)行結(jié)構(gòu)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計，我們可以采用整體化的設(shè)計思想并進(jìn)行互補(bǔ)和優(yōu)化。在氣動驅(qū)動和PLC控制設(shè)計方案中，其驅(qū)動系統(tǒng)中采用氣動驅(qū)動，控制系統(tǒng)中選擇PLC的控制單元來完成系統(tǒng)功能的初始化、機(jī)械手的移動、故障報警，分揀等功能。我們很容易得出了一種簡單、易于實現(xiàn)、理論意義明確的控制策略。3研究方法與進(jìn)度起止日期設(shè)計（論文）各階段名稱2022.11.22-2022.11.30查閱文獻(xiàn)2022.12.10-2022.12.20撰寫開題報告，確定設(shè)計(研究)方案2022.12.25-2023.01.10設(shè)計（研究）2023.01.20-2023.02.28撰寫畢業(yè)設(shè)計(論文)2023.04.17-2023.04.20畢業(yè)設(shè)計(論文)答辯

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