基于机械手的物料搬运系统开发与实现毕业设计（论文）.docVIP

基于机械手的物料搬运系统开发与实现 机电工程学院：王伟 指导老师：闫纪红 摘 要：本论文介绍了如何在一个简单的物料搬运机械手基础上，搭建一个自动化的物料搬运系统。首先分析了自动化的物料搬运系统的组成结构，然后详细介绍了搭建物料搬运系统所需要的若干关键技术，如物料搬运任务调度算法、搬运设备自动化控制、设备状态监测、以及搬运任务实施监测技术。最后利用LabVIEW和PLC实现了一个自动化的物料搬运系统。 关键字：物料搬运系统；搬运机械手；LabVIEW；PLC Abstract：This paper introduces how to use a simple material handling robot to build an automated material handling system. Firstly, the structure of the automated material handling system is explored, and then some key technologies required by the material handling systems are elaborated in this paper, such as scheduling algorithms for material handling tasks, automation and controlling for handling facilities, condition monitoring, as well as the inspection of status of tasks to be handled. Finally an automated material handling system is developed and implemented by use of LabVIEW and PLC Keywords：Material handling system material handling robot LabVIEW PLC 1 引 言 随着时代的发展，工业生产正逐渐向智能化、集成化、信息化发展。这就要求与此同时有一个自动化、智能化的物料搬运系统与之相适应，才能使企业的物料流动最快、生产效率最高，进而提高企业的市场响应度，和竞争力。一个先进的自动化的物料搬运系统是一个集合着计算机科学、运筹学、数据库技术、机械设计技术、人因工效学等多门学科的高度复杂化的系统[1]。目前国内外对于该系统的研究，主要集中在搬运设备自动化阶段，而很少从系统的角度对整个搬运系统进行全局的设计。因此本课题研究和设计的任务是在一个物料搬运机械手的基础上，设计一个物料搬运系统框架，然后利用LabVIEW实现该系统的搭建。 2 搬运系统的设计 对于一个自动化的物料搬运系统而言，它主要包括管理层、控制层和执行层三部分[2]： （1）管理层 管理层是一个计算机物料搬运管理软件系统，它是物料搬运系统的中枢;管理层具有较强的数据处理能力和较高的智能性。 （2）控制层 控制层是物料搬运系统的重要组成部分，它接收来自管理层的指令，控制物料搬运机械完成指令所规定的任务。控制层的本身数据处理能力不强，主要是接收管理层的命令;控制层的另一任务是实时监控物流系统的状态，将监测的情况反馈给管理层，为管理层的调度决策提供参考。 （3）执行层 执行层由自动化的物料搬运机械组成，搬运设备的控制器接收控制层的指令，以控制设备执行各种操作。 本课题在搬运机械手的基础上，结合搭建一个简单的自动化物料搬运系统。在该物料搬运系统中，主要由四个部分组成： （1）物料搬运管理软件系统 物料搬运管理软件为该物料搬运系统的控制大脑，其具有强大的数据处理和分析能力。本课题将采用LabVIEW作为该系统开发的基本工具，实现物料搬运调度系统、搬运机械手的运动控制系统、搬运设备状态监测系统、物料搬运任务实施监测系统四个主要模块。 （2）搬运设备运动控制系统 该部分为物料搬运系统的控制层，主要是接收来自管理系统的指令，实现对搬运机械手的控制，同时实时监控系统的物料搬运状态。 （3）搬运机械手 搬运机械手为物料搬运系统的执行实体，它主要是接收来自运动控制系统的搬运指令，完成具体的搬运任务。 （4）数据采集系统 数据采集系统主要用于实现对设备运行状态进行实时采集，以便计算机管理层及时掌握系统的稳定状态。 图1详细给出了本课题所要搭建的搬运系统的结构图，并标明各模块之间是如何协调工作，以及和外界生产系统之间的关系。 图1 物料搬运系统结构框图 通过搭建上面的物料搬运系统，主要实现的功能是： （1）根据生产计划任务制定搬运任务工单； （2）把搬运任务工单下