徐永康开题报告最终版.doc

毕 业 论 文 开 题 报 告 书 论文题目 基于PLC的机械手设计 姓 名 徐永康 学 号 入学年月 2011年9月 院 系 电子信息学院 专 业 电气自动化 指导老师 唐慧 填写日期：2014_年3_月_2_日论 文 题 目基于PLC的机械手设计选题的背景及意义：随着社会进步和科学技术的发展，工业生产的操作方式也发生着革命性的变化，从手工作坊式的劳动，逐步演变成自动化、智能化的生产方式，人类也逐渐无法完成某些生产过程，所以为了适应生产的需要出现了特殊的生产工具机械手。机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手也被称为自动手，能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。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。1959年美国德尔沃与英格伯制造了世界上的第一台机械人；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； 1967年日本成立了人工手研究会，并召开了首届机械手学术会； 1970年在美国召开了第一届工业机械人学术会，并的到迅速普及；1973年辛辛那提公司制造出第一台小型计算机控制的的工业机械人，当时是液压驱动，能载重大成就45KG；到1980年在日本得到普及，并定为“机械人元年”此后在日本机械人得到了前所未有的发展与提升。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。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，运行速度可以达到3M/S，量产产品达到6轴，负载2KG的产品系统总重已突破100KG。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和门动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。虽然目前国内生产工业机械手的企业并不多，很多产品的生产技术还主要依靠进口，高科技的技术主要还掌握在国际龙头厂商手里。国内机械手厂家主要还是受到控制系统的困扰，没有比较成熟稳定的伺服系统，所以不能生产高端机器。而本论文主要是利用可编程控制器作为载体设计一套程序驱动机械手进行预订动作实现对笔的抓取并写出预设的文字，并可根据需求变化随时更改写出的文字。理论上，机械手控制电路的设计是对于大入学里面学到的课程，例如电气控制系统与可编程控制器、机械基础、电路理论等课程的进一步巩固。实践方面本课题将PLC应用于机械手的控制电路中，它通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单等点，具有很强的工程实践应用价值。选题的构思与设想（论文正文的章、节标题及要解决的问题）：第一章：利用可编程控制器作为载体设计一套程序驱动机械手进行预订动作实现物料搬运功能，并可根据工件的变化要求随时更改相关控制参数。 第二章：编写一套PLC的应用程序其功能是实现对机械手的循环控制，使机械手按照预先设想的轨迹运行实现物料搬运的功能。第三章：正确设计PLC与机械手的接线方式并进行控制信号线的连接。第四章运行程序使机械手按照预订的动作运动。创新点：1）技术可行性本课题所涉及的研究目标，在国内外已经有相当成熟的理论基础和技术基础。通过文献调查，机械手PLC控制系统的设计，绝大部分可以使用电气工程及其自动化专业知识进行构建，其他的部分则可以通过自学，调用已经开发好的一些功能模块完成课题涉及到的技术要求。2）经济可行性本课题通过对既有平台的使用，能够设计出比较完善的机械手控制系统，没有任何经济上的负担，通过本课题可以自主利用我校实验机房的软硬件设备，既节省了学校的经费，又锻炼了学生的自我研发意识和自己动手的能力。3）操作可行性本课题要求对可编程控制技术有比较细致的了解，能够通过对于已有文献的学习和已有技术的研习，利用自己在大学学习的电气工程专业相关的知识，PLC控制程序的设计。从可操作性的角度来讲，完全可行。技术路线与研究方法：以TVT-99D机械手模型为控制对象，使用三菱公司生产的FX2N系列PLC作为控制器按照正确的方式连接机械手模型与PLC。编写控制命令并输入PLC使机械手完成对放在固定位置的笔的抓取并在预定的位置写出想要的文字。其大致路线如下：出 货抓 货到左右货口到出货口复位开始 N到出货口抓 货到左右货口进度安排及各阶段主要任务2014年 2月 1 日-2014年2月17日：资料收集 2014年 2月17日-2月20日：进入设计主题2014年 2月21日-2月26日：编写写开题报告2014年 2月27日-3月15日：准备毕业论文材料2014年 3月16日-3月24日：写毕业论文2014年 3月25日-3月26日：论文答辩主要参考资料与技术条件：参考文献目录： 1.常晓玲， 电气控制系统与可编程控制器 机械工业出版社.2006 2.常健生， 机床数控技术与应用 机械工业出版社.2007 3.贾德胜， PLC应用开发实用子程序 人民邮电出版社. 2006 4.刘建华， 三菱FX2N系列PLC应用技术 机械工业出版社.2006 5.俞国亮， PLC原理与应用 清华大学出版社.2007 6.陈建明， 电气控制与PLC应用 电子工业出版社，2006 完成任务所具备的条件：1、 与选题相关的所有专业书籍必须有，以备随时查阅了解；2、 SIMATIC S7-200可编程控制器原理与应用；3、 STEP7-Micro/Win等；4、 学会充分利用各种资源去帮助自己课题的完成。指导老师意见：指导老师签名： 年 月 日