2。1。3系统总体框图 5

2。2系统动作路径设计 6

2。3系统运行方案的确定 7

2。4本章小结 8

第三章 系统硬件设计 9

3。1系统硬件整体布局 9

3。2系统机械结构设计 9

3。2。1元器件选型 9

3。2。2 机械图纸设计 12

3。2。3 3D模型的建立 14

3。3电气控制系统设计 15

3。3。1 控制器选择 15

3。3。2 PLC的I/O地址分配表 16

3。3。3电气控制系统原理图 16

3。4本章小结 18

第四章 系统软件设计 19

4。1系统运行流程图 19

4。2系统控制程序设计 22

4。2。1 程序通信设置 22

4。2。2 步进电机控制程序设计 24

4。2。3 安全性程序设计 32

4。3上位机系统设计 34

4。3。1 触摸屏的选择 34

4。3。2 触摸屏程序设计 34

4。4本章小结 36

第五章 安装与调试 37

5。1系统调试 37

5。1。1硬件的组装 37

5。1。2硬件的调试 38

5。1。3程序的调试 38

5。1。4触摸屏的调试 39

5。2系统使用注意事项及解决方案 40

5。3 最终成果展示 40

5。4本章小结 41

结  论 42

致  谢 43

参考文献 44

第一章 绪论

1。1课题研究背景与意义

工业4。0，又可以称之为第四次工业，这是相对于前三次工业而言的。信息技术与工业技术的高度融合，使得其改变了制造业的生产模式，并在全球持续刮起工业4。0风。

随着我国劳动力供给减少、人工成本上升和新一代劳动力制造业就业意愿的下降，我国制造业的国际竞争力受到了巨大制约。有数据显示，中国沿海地区劳动力综合成本已经与美国本土部分地区接近。客观上说，推进“工业化和信息化”融合，抢先进入“工业4。0”时代，以保持第一大支出产业-制造业竞争力，是中国无法不选择的道路。

机械手是一种模拟人手操作的自动化机械。它能够按照指定程序完成某些特定操作，例如抓取，搬运物件或操持工具。工业机械手通常用作机床的附加装置，如在自动机床或自动化生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等[1]。本系统研究的工业卷边机智能上下料系统就是利用特制的机械手实现对卷圆机的上料和下料操作，实现了机床的自动化，提高生产效率。传统的机械手自动控制系统由继电器-接触器控制组成，存在故障多，可靠性差，工作寿命短和不易检修等缺点。但是随着PLC的普及和完善，以及PLC本身所具有的高可靠性，易编程修改等特点，使用可编程控制器来实现工业机械手取得了更加良好的效果[2]。