基于plc控制机器人的毕业设计

本文设计了一种4自由度关节型机器人,介绍了该机器人的总体结构和控制系统,论述了电气控制系统的硬件设计, 控制软件结构以及手动控制程序和自动控制程序设计。

基于PLC的关节型机器人控制系统设计

孙利娟，刘玉锋

中国农业大学工学院，北京（100083）

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摘 要：本文设计了一种4自由度关节型机器人，介绍了该机器人的总体结构和控制系统，论述了电气控制系统的硬件设计, 控制软件结构以及手动控制程序和自动控制程序设计。 关键词：关节型机器人；PLC；控制系统 中图分类号：TH-39

1. 引言

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。随着国民经济的发展、我国机器人市场潜力日益增大， 2006年机器人拥有量增至近万台，其中以点焊、弧焊、喷漆、注塑、装配、搬运、冲压等各类机器人为主。据有关专家预测，2010年我国机器人拥有量为17300台，到2015年机器人市场容量约达十几万台套[1]。 本文设计的机械人是4自由度关节型，由液压驱动, 运行平稳, 工作力矩大。通过限位开关、压力继电器采集信号, 再由PLC 控制液压系统的电磁换向阀, 来控制机器人的动作和位置。由于可编程控制器具有抗干扰

摘 要 摘 要

煤矿救援机器人是一种能够在煤矿井下灾害环境遥控或自主导航工作的机器人，能代替煤矿的搜救队员深入井下，抢救矿难后被困矿工，并以这种方式减少甚至避免救护队员的伤亡。同时在煤矿爆炸事故后的探测救援过程中，救护人员在井下高温环境下负重作业，其体力以及氧气消耗都很大。救援机器人主要作用是代替救护人员搬运、转移伤员和遇难者至安全区域，而且救援机器人需要携带必要的救护设备和仪器，因此救援机器人应该具有足够大的尺寸和动力以及良好的续航能力。

首先，本文在满足上述要求的基础上，设计了煤矿救援机器人行走机构的机械部分。在综合比较后选择轮式的行走机构。同时考虑到救援机器人的特殊工作环境，通过链传动实现了各轮的同步移动，克服了轮式移动机构跨沟能力差及易打滑等缺点。参照 PACKBOT 机器人增加摆臂，机器人伸出摆臂有利于越障。

其次，详细设计了煤矿救灾机器人控制系统的硬件电路，包括数据采集单元电路、运动控制单元电路、编码器解析单元电路等。

关键字：轮式；同步移动；摆臂；数据采集；运动控制

I

摘 要 ABSTRACT

Coal mine rescue robot is one kind of robots used i

某某科技大学本科生毕业设计

目录

1绪论 ......................................................... 1

1.1研究背景及意义 .......................................................................................................... 1

1.2国内码垛机器人的研究现状 ...................................................................................... 2 1.3码垛机器人的发展趋势 .............................................................................................. 4

2设计方案 .........................................................................................................

工 业 机 器 人

摘 要

在当今大规模制造业中，企业为提高生产率，保障产品质量，普遍重视生产过程的自动化程度，工业机器人作为自动化生产线上重要的成员，逐渐被企业所认同并采用。工业机器人的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家工业自动化的水平。目前，工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重复性并且劳动程度极大的工作，工作方式一般采取示教在线的方式。

本文将设计一台圆柱坐标型的工业机器人，用于给冲压设备运送物料。首先，本文将设计机器人的大臂、小臂、底座和机械手的结构，然后选择合适的传动方式、驱动方式，搭建机器人的结构平台：在此基础上，本文将设计该机器人的控制系统，包括数据采集卡和伺服放大器的选择、反馈方式和反馈元件的选择、以及控制元件的设计，重点加强控制软件的可靠性和机器人运行过程的安全性，最终实现的目标包括：关节的伺服控制和制动问题、实时监测机器人的各个关节的运动情况、机器人的示教编程和在线修改程序、设置参考点和回参考点。

目 录

摘要

1 绪论…………………………………………………………………1 1.1 工业机器人研究的目的和意义…………………………………1

1.2 工业机器人在国内外的发展现状与趋势……………………..

某某科技大学本科生毕业设计

目录

1绪论 ......................................................... 1

1.1研究背景及意义 .......................................................................................................... 1

1.2国内码垛机器人的研究现状 ...................................................................................... 2 1.3码垛机器人的发展趋势 .............................................................................................. 4

2设计方案 .........................................................................................................

设计内容 主要结论 第一章 概述 1. 1 机器人概述 机器人----这一词最早使用始于1920年至1930年期间在捷克作家凯勒尔* 凯佩克（Karel capek）的名为\罗莎姆的万能机器人\的幻想剧中，一些小的人造的和拟人的傀儡绝对地服从其主人的命令。这些傀儡被称为“机器人”。该单词起源于捷克语“robota”。意思是“强制的劳动”。 机器人的组成与人类相似。举例说，人搬运某一物体的运动过程可用图（a）所示的方块图来说明。首先，人听到外部的命令或用眼睛看到外部的指令，并由眼睛测量出距离。感受到这两种信息经过感觉神经送到大脑中，大脑经过分析计算，然后通过运动神经发出指令，手臂用最好的方式伸向物体，并将物体抓住，手上的感觉神经，感觉物体已经抓牢了，把信息传给大脑。大脑命令手抓起物体，同时指令脚移动到所要求到达的地点，最后放下物体。一般包括以下几个部分见图（b）：

1

摘要

机器人技术是综合了许多学科的知识，例如计算机、控制论、机构学、信息和传感技术、人工智能、仿生学等多学科而形成的高新技术，是当今研究领域十分重视的课题，机器人在很多领域都得到广泛应用。

本毕业设计概述了工业机器人的分类、历史以及发展趋势。重在设计研制国产搬运机器人的主臂运动机构，该工业机器人由腰部和大小臂组成，腰部和肩部形成肩关节，大臂和小臂间形成肘关节，使大臂做回转运动和仰俯运动，小臂做回转运动和仰俯摆动。本文主要阐述了如何设计机器人腰部、肩部以及肘部这三个主要关节，每一个关节选择合适的驱动方式、传动方式，通过合适的减速装置最终达到所要求的转速。设计具体包括机器人关节类型确定，谐波减速器的基本结构、工作原理、主要特性介绍与选用以及其减速比的确定，各关节伺服电机的选择计算以及重要部件的具体设计及其校核，如齿轮的设计及校核，轴的设计及校核，轴承的选用及校核。

关键词：工业机器人；搬运；机器人关节；谐波减速器

I

Abstract

Robotic technology is comprehensive knowledge of the many subjects, such as computer, cybernetics, organiza

目 录

摘要 ……………………………………………………………………………… 1 关键词……………………………………………………………………………… 1 Abstract…………………………………………………………………………… 1 Key words……………………………………………………………………………1 引言 ……………………………………………………………………………… 2 1 电梯控制系统的方案设计……………………………………………………… 4 1.1 电梯的工作原理……………………………………………………………… 4 1.2 电梯的功能要求……………………………………………………………… 4 2 电梯的硬件设计 ………………………………………………………………… 5 2.1 PLC的简介 ………………………………………………………………… 5 2.1.1 PLC的特点 ………………………………………………………………… 5 2.1.2 PLC在电梯控制中的特点……………………………………………………5 2.1.3 S7-200系列PLC的简介 ……………………………………………………6 2.1.4 PLC结构和组成 …………………

广东技术师范学院

毕业设计（论文）开题报告

题目4-DOF搬运机器人的结构设计

专 业 名 称 飞行器动力工程

班 级 学 号

学 生 姓 名

指 导 教 师

填 表 日 期 2013 年 10 月 28 日

一、选题的依据及意义：

传统的工业机器人常用于搬运、喷漆、焊接和装配工作。工业现场的很多重体力劳动必将由机器代替,这一方面可以减轻工人的劳动强度,另一方面可以大大提高劳动生产率。搬运机器人是可以进行自动化搬运作业的工业机器人。最早的搬运机器人出现在1960年的美国，Versatran和Unimate两种机器人首次用于搬运作业。搬运作业是指用一种设备握持工件，是指从一个加工位置移到另一个加工位置。搬运机器人可安装不同的末端执行器以完成各种不同形状和状态的工件搬运工作，大大减轻了人类繁重的体力劳动。目前世界上使用的搬运机器人逾10万台，被广泛应用于机床上下料、冲压机自动化生产线、自动装配流水线、码垛搬运、集装箱等的自动搬运。部分发达国家已制定出人工搬运的最大限度，超过限度的必须由搬运机器人来完成。搬运机器人是近代自动控制领域出现的一项高新技术，涉及到了力学，机械学，电器液压气压技术，自动控制技术，传感器技术，单片机技术和计算

图书分类号： 密 级：

毕业设计(论文)

垃圾捡拾机器人控制结构设计 GARBAGE PICK-UP ROBOT CONTROL

ARCHITECTURE DESIGN

毕业设计(论文)

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