分拣机器人单片机控制系统设计
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二 〇 一 七 年 五 月
学校代码： 10128 学 号： 010202064
题目：分拣机器人单片机控制系统设计 学生姓名： 学院： 系别： 专业： 班级： 指导教师： 本科毕业设计说明书
摘要
一般的分拣机器人由于其操作方式较复杂，分拣的效率较差，人机交互系统的不太完善，机械性能欠佳等已经很难满足当今社会的生产实践需要。伴随着社会的飞速发展，人们对性能优良智能分拣人的需求也与日俱增。设计一款基于单片机的分拣机器人有很大的实践需要和社会功能。根据控制系统的要求，决定采用美国INTEL公司MCS-51系列单片机基本产品89C52，作为分拣机器人的主控
制芯片。它具有运行速度快，功耗低，抗干扰能力强等优点，能够完全我的设计要求。本系统包括硬件和软件两个部分。硬件系统主要包括电压转换电路的设计、单片机连接PC机串口电路的设计，单片机系统的设计，驱动电路的设计，显示电路的设计等。在电路图板上完成各模块的设计与连接。分析易得，此系统可以完全满足设计需要。通过光耦等器件克服电机驱动部分与单片机部分的相互干扰。
关键词：单片机；硬件设计；软件编程；89C52
Abstract
The general sorting robot is more complicated due to its operation，sorting is less efficient，human-computer interaction system is not perfect，poor mechanical performance has been difficult to meet the needs of today's social production practice. Accompanied by the rapid development of society，the demand for smart sorters is also growing。The design of a sorting robot based on a single chip has a great practical need and social function.According to the requirements of the control system，Decided to adopt the United States INTEL MCS-51 series of basic products 89C52，as the main control chip for the sorting robot。It has the advantages of fast running speed, low power consumption and strong anti-interference ability，can be completely my design requirements。The system includes both hardware and software。The hardware system mainly includes the design of voltage conversion circuit，design of serial circuit of PC computer connected by single chip microcomputer，design of Single Chip Microcomputer System，design of the drive circuit，display circuit design, etc。In the circuit board to complete the design and connection of the module。Analysis easy to get，This system can fully meet the design needs。Through the optocoupler and other devices to overcome the motor drive part and the microcontroller part of the mutual interference。
Keywords:Single chip，hardware design，software programming，89C52
目录
第一章前言 (1)
1.1 本论文的背景和意义 (1)
1.2 研究现状 (1)
1.3 本论文的主要方法与研究进展 (2)
1.4 本论文的工作原理框图 (2)
1.5 本论文的主要内容 (3)
第二章系统方案设计 (4)
2.1 单片机型号的论证与选择 (4)
2.2 数据显示模块的论证与选择 (5)
2.3 驱动器模块的论证与选择 (6)
2.4 电磁阀的论证与选择 (7)
2.5 总体的方案比较与选择 (7)
第三章系统硬件电路设计 (8)
3.1 STC89C52RC单片机模块 (8)
3.1.1 中央处理单元CPU的介绍 (8)
3.1.2 STC89C52RC单片机的特点 (9)
3.2 复位电路模块 (10)
3.3 振荡电路模块 (10)
3.4 LCD12864液晶显示器模块 (11)
3.5 继电器驱动电路 (11)
3.6 8255电机驱动 (12)
3.7 外部定时器 (12)
3.8 下载电路 (14)
第四章软件系统设计 (15)
4.1程序流程图 (15)
4.2块初始化函数 (15)
4.2.1定时器初始化和pwm的模拟 (15)
4.1.2 12864液晶的初始化 (20)
4.2 按键检测程序 (25)
4.3电机运行状态控制程序 (27)
4.3.1电机控制方法简介 (27)
4.3.2电机速度控制策略 (27)
4.4机械爪控制程序 (31)
4.5锁存器74LS573控制程序 (32)
第五章设计总结及技术展望 (33)
致谢 (34)
参考文献 (35)
附录1 系统设计电路总图 (36)
第一章前言
1.1本论文的背景和意义
随着人类社会的进步，人类的聪明才智使得工具越来越先进。工具一直是为人类服务而被生产和改进。工具的进步使人类劳动更加方便，能够在更困难的环境中工作。机器人的诞生是通过解放人类的双手和大脑，从社会生产力的枯竭和生产更方便的工具。
自恩格尔伯格先生的发明[1]，机器人已经在过去的100年里发生了很大的变化。目前，机器人已广泛应用于人类生产活动的各个领域。在现代工厂中，白天不懂夜的黑，输送搬运物品，危险完成排爆排爆机器人代替人类工作，甚至坐在宇宙飞船探索宇宙去探索人类未知的世界。与人类相比，机器人有许多优点。机器人不怕累，怕脏，不怕苦。在危险的情况下，机器人的功能突出。而且，机器人工作的准确性比较高，人们不会受到同样情绪波动的影响。机器人的运动方式主要是机械运动，电机驱动[2]是其主要控制方式。
单片机控制电机驱动[3]在当今社会很普遍。随着单片机理论和硬件系统的更替，单片机控制技术在国民经济发展中起着重要的作用。自20世纪70年代单片机诞生以来，先后经历了单片机、单片机和SOC三个发展阶段。目前，供应链管理正朝着高性能、多品种方向发展。未来的趋势将是CMOS，低功耗，小体积，高性能，低价格，外围电路。目前，如功率表、示波器等智能仪表，在工业控制、家用电器、各种大型电器等的模块化应用中，都有单片机的使用。单片机渗透到我们工作的各个领域。
1.2研究现状
国外分拣系统起步较早，目前普遍采用自动化的分拣系统，在我国分拣系统起步较晚，目前主要采用人工分拣方式。智能分拣系统发展依赖于机械设计水平的不断提高，在自动分拣系统中[4]，机械手爪设计科学性影响系统的正常工作。
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自动分拣系统是二战后，发达国家为了提升运送物品效率提出的一种作业方式，广泛应用于大型商场、快递行业。分拣系统适用于大批量的分拣货物，降低了出错概率。此系统的出现极大的减少了人员使用。随着技术的发展，国外的分拣系统呈现出自动化程度越来越高[5]，精确度越来越高。但是系统一次性投入较大，资本回收较慢，系统结构复杂，同时对商品外观要求较高，因此国内发展较慢。而机械机械手在国外发展也较快，由于国外起步较早，其机床加工水平相对较高，机械手爪的生产主要使用自动化机械生产，产品工艺水平高，同时机械手臂自由度公式的出现，加快了工业水平的提升，通过理论计算可以得到机械手臂的尺寸以及需要多少相关的模块[6][7][8]。在进行设计之前可以进行仿真分析每个部件受到的力度，优化各部分尺寸的设计。
在国内分拣系统起步较晚，目前还是主要采用人工分拣方式。我国的分拣系统集约化程度低。企业投资一般集中在货架以及传送带等设备上面。物流体系整体运转较低，技术设备相对落后。随着技术的发展，我国自动分拣系统也在不断发展，我国可以自主生产多种自动分拣机，如托盘式翻板式与交叉带式分拣机等，主要应用于配送中心、邮政、机场等部门。但精度还需要提高。同时我国的机械加工水平不断提升，我国机械加工起步较晚，但随着车床等技术的引进，发展较快。
1.3 本论文的主要方法与研究进展
本毕业设计论文以生产实践中所出现的问题为出发点，为了满足市场化需要，提升我国的自动化水平，本文拟研究一款基于单片机的分拣机器人。该系统采用传送结构实现，传送带负责将物件传送等待分拣，红外检测到物品到达时，单片机控制伺服电机抓取物品，放置在对应的物品箱。
1.4 本论文的工作原理框图
本设计采用以单片机为控制核心，实现抓物的基本动作功能，基于红外技术的收发系统实时检测机器抓物的设计与实现的工作原理框图如图
1.4所示。
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图1.4工作原理框图
1.5 本论文的主要内容
研究伺服电机与步进电机区别，伺服电机的工作原理，单片机控制器使用驱动器高精度控制伺服电机的运动[9]，可以实现水平、垂直两个轴的定位控制和机械手爪的开合控制；
（1）手爪运行速度可达3m/s，定位精度不小于0.5mm；
（2）要具有较好的人机接口和安全性措施；
（3）控制系统具有与其它计算机通讯功能。
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第二章系统方案设计
2.1 单片机型号的论证与选择
方案一：51单片机
优点：STC89C52RC是51单片机，它的成本低性能高而且支持ISP和IAP技术。用户可以在系统板上烧录自己的程序，修改调试非常简单方便。IAP技术能将内部部分EEPROM可以用专用Flash代替使用，保证停电后能保证数据不丢失，擦写次数可以达到100000多次，不用外接EEPROM。而且与传统8051单片机程序兼容，硬件无需改动。
缺点：作为8位的单片机，运行速度相对来说比较慢。而且普通的非加强版51单片机并不带内部时钟电路，如果不外接振荡电路就无法工作，5v的工作环境相对来说比较耗电。
方案二：MSP430单片机
优点：使用MSP430系列单片机。MSP430系列单片机是美国德州仪器公司生产的一种16位微处理器，使用的是精简指令集。MSP430单片机最显著特点就是超低功耗。微小的电量就能使单片机正常工作，中央处理器可的工作电压在1.8V~3.3V之间[10]。
缺点：超低功耗使得单片机只需要3.3v就能工作，但是这也使得很多需要5v才能工作的硬件电路需要外加驱动才能工作，使得硬件设计复杂化。而且430单片机不带片内EEPROM，这就使得430单片机不能执行一些特殊指令。430单片机作为16位单片机虽然运行速度快了一些但是价格却高了很多，在产品设计中无疑会增加产品的成本。
方案三：STM32单片机
优点：STM32F1系列属于32位ARM微控制器中的中低端产品，由意法半导体公司生产， Cortex-M3内核。可由Flash的大小可分为小容量、中容量、大
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容量。芯片集成定时器，CAN，ADC，SPI，I2C，USB，UART，等多种功能[11]。所以STM32单片机基本具备51和430单片机的所有优点，而且随着STM32的普及，部分STM32的低端产品甚至比430还要便宜。
缺点：基于ARM内核的STM32单片机的价格也是单片机中价格最高的，而且程序编写复杂，初学者不容易看懂。
综上所述，STM32单片机虽然最强，但是由于其出色的性能与高昂的价格，使得它并不适用于小型的电子产品的应用，430单片机可以说除了低功耗基本没有任何优点。至于51单片机，作为年代最早的单片机，它使用的方式简单，基本能满足多种小型电子产品设计的需求，而且它使用和学习都十分简单，比较能被更多人接收。通过对比使用STC89C52RC单片机。
2.2数据显示模块的论证与选择
方案一：数码管
优点：数码管是由半导体发光器件组成，主要是由八个发光二极管工作。而且数码管拥有两种驱动方式，静态显示驱动和动态驱动，但是无论是动态驱动还是静态驱动，数码管都有高亮度和低功耗的优点。而且数码管的使用相当的简单且价格低廉。
缺点：不同位数的数码管的管脚数不同，位数越多管脚越多。所有的数码管都需要外接驱动电路，焊接比较复杂而且能显示的内容相当有限。
方案二：LCD1602
优点： LCD1602为平面薄型显示设备,LCD1602能够显示字母、符号和数字，能够显示16*2个字符，能够显示较多信息。而且LCD1602价格低，体积小，功耗低等优点，被广泛的用作各种仪器的显示器。
缺点：1602除了程序上要求复杂一点基本没有缺点。
方案三：LCD12864
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优点：12864液晶显示模块分为有字库和无字库两种，都是由128*64个点阵构成，该模块可以较多的各种文字数字字符图案等信息。而且使用较为方便。
缺点：该模块的价格较高，有字库的12864在编程是容易出现字符乱码的现象，处理起来较为麻烦。
综上所述，LCD1602具有很大的优势，但是考虑到实际的需求，虽然数码管的使用硬件设计比较复杂，但是很多情况下可以直接使用驱动芯片来代替驱动电路，而且在大部分电子产品中液晶LCD1602的使用并不是很普及，比如它显示的字符特别小，且不可改变，大部分电子产品中使用的都是笔段式液晶，其原理和用法和数码管一样，但是成本却比数码管要高得多，但是这两种模块都只能十分局限的显示数字字母等信息，无法符合本次设计的要求，以本次设计选择了无字库的LCD12864。
2.3 驱动器模块的论证与选择
方案一：继电器
优点：继电器是在电气输出电路中使用的电气控制装置，使用较为广泛，用法简单。而且根据不同的要求还分为不同的继电器，普通的继电器价格也十分的低。
缺点：继电器的使用需要外接驱动电路，而且不同的功率的继电器所需要的驱动的电压也不同，所以使用继电器时要考虑到电源的要求。
方案二：可控硅
优点：使用简单，无论多大功率的可控硅都只需要高低电平就能驱动，不需要考虑控制端电源的要求。
缺点：只适用于交流电。
综上所述：本次设计不需要使用大功率电机，所以普通的继电器就能工作，所以选择继电器。
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2.4电磁阀的论证与选择
方案一：直动式电磁阀
在通电时电磁力会将关闭阀门的开关提起，阀门就打开了，断电的时候电磁力消失开关又开始工作阀门就会关闭[12]。
优点：能在各种环境下工作。
缺点：孔径太小，用处很局限。
方案二：先导式电磁阀
在通电的时候电磁力会先把导孔打开，这样会使上腔的压力下降，在关闭开关周围形成压差，流体产生的压力毁推动开关向上移动，阀门开启。同样断电，阀门关闭[13]。
优点：可以通过定制随意安装。
缺点：工作时有流体压差的限制。
综上所述，作为机械手，需要满足任意性，有力度限制，所以选择先导式电磁阀。
2.5 总体的方案比较与选择
该设计运动主要利用直流电机实现在平面上运动，数字金属舵机构成机械手抓取物体。利用按键控制装置到达指定位置，再由机械手抓取物体，再将物体送往指定位置，从而实现物体的分拣。[13]
主控芯片选择较多，有常见的AVR、STC、ARDUINO 等。根据之前学过的课程，我们决定采用stc系列的STC89c5A60S2增强型单片机作为主控芯片。之所以不选89C52等芯片，不是因为他们的运算速度不够，主要原因是它们的片上flash太小，难以满足需求，其次是因为自己有闲置的STC89C5A60S2，片上内存大，运算速度1T，即充分利用资源节省成本，又可以实现所需要的功能需求。
最后就是附属配件 usb转ttl串口的stc下载线。
选择采用cp2102作为usb转串口芯片方案，下载STC单片机完胜PL2303
方案，最高下载速度可达115200波特率。
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第三章系统硬件电路设计
3.1 STC89C52RC单片机模块
3.1.1 中央处理单元CPU的介绍
STC89C52RC单片机是宏晶科技推出一款超低功耗、抗干扰、高速的单片机。STC89C52RC单片机选用8051核的ISP在系统可编程芯片。它具有结构简单，易于开发和价格便宜等特点。
STC89C52RC单片机有两种工作电压，一种是2.0V-3.8V,即3V电压单片机，另一种是3.4V-5.5V,即5V电压单片机，本设计选用5V电压单片机。
STC89C52RC单片机具有很宽广的工作温度范围，工业级的单片机能够工作在-40℃至85℃的环境里，商业级的单片机能够工作在0℃至75℃的环境里。
STC89C52RC单片机的工作频率最大能够达到48MHz，这样它就能够以飞快的速度去处理相关数据。
STC89C52RC单片机内部拥有专用复位电路，当外部晶体频率在20MHz 以下时，可以省去外部的复位电路。
STC89C52RC单片机是一种低功耗、抗干扰性强、速度快的单片机。STC89C52RC单片机在系统可编程芯片上使用8051核isp。其特点是结构简单，开发简单，价格低廉。
STC89C52RC微控制器有两种工作电压，一种是2.0 V到3.8 V，即三V 电压单片微机，另一种是3.4 V到3.4 V，5 V电压单芯片微机，这种设计选择5伏电压单片机。
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STC89C52RC单片机具有广泛的工作温度范围，工业级MCU可在40到85的环境中工作，在0到75的环境中，单片微型计算机的商业水平可以工作。
STC89C52RC单片机的工作效率最高为48MHz，因此它可以以快速的速度处理相关数据。
STC89C52RC单片机有一个专用的复位电路，当外部的晶体频率低于20MHz时，它可以保存外部复位电路
3.1.2 STC89C52RC单片机的特点
1.512字节的RAM;
2.eepm功能;
3.两个16位的定时器/计数器;
4.看门狗;
5.有一个程序系列的UART通道;
6.六个中断;
7.低功耗模式;
8.有三个级别的加密内存
图3.1.2 STC89C52RC的管脚图
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3.2 复位电路模块
当系统接入5V电源时时，STC89C52RC单片机开始复位，如图3.3所示复位电路模块电路原理图。
图3.2复位电路模块电路原理图
3.3 振荡电路模块
此次设计选用的是11.0592MHz的晶振和30pF的电容，那么STC89C52RC 单片机的工作周期是11.0592MHz×(1/11.0592MHz)=1us。如图3.3所示的最小时钟振荡电路原理图。
图3.3振荡电路模块
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3.4 LCD12864液晶显示器模块
本设计使用LCD2864液晶显示作为观察正在执行的功能。如图3.4所示为LCD12864液晶显示器电路原理图。
图3.4LCD12864液晶显示器模块电路原理图
3.5继电器驱动电路
当认为按下启动按键时，单片机开始工作，给继电器发送指令。因为STC89C52RC单片机端口输出的电流比较低，所以加一个三极管以增大功率，驱动继电器正常工作。如图3.5所示的继电器电路原理图。
图3.5 继电器驱动模块电路原理图
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3.68255电机驱动
DRV8255可以驱动一个二项四线步进电机，也可以驱动两个直流电机，与8-45v输入电压，最大电流为1.7a，经得起2.5a的瞬时电压通过PWM输入驱动。可以avref / bvref调整电机绕组电流的电阻，电流应大小的电机额定电流；通过模型/模型/模式，三角配置细分驱动模式，您可以配置2 / 4 / 8 / 16 / 32细分。nhome脚，从电源，电机转了45度的位置，nhome引脚会输出一个低电平。如图3.6.
图3.68255连接电路
3.7外部定时器
此次8253作为定时器执行复杂的电机控制器。
1．数据母线缓冲器这个三态、双向和八位的缓冲器用于将8253与系统数据总线连接起来。CPU执行输入／输出指令时缓冲器就发送或接收数据。数据总线缓冲器有三个基本功能：
·通过编程确定8253的工作方式；
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·向计数寄存器装入数据；
·读出计数值。
2．读／写逻辑读／写逻辑接受来自系统总线的输入，然后产生控制整个器件工作的控制信号。由CS 信号来允许或禁止读写逻辑的工作，因此除非该器件被系统逻辑选中，否则不会发生改变其功能的操作。
3．RD （读）这个输入端上的低电平信号告知8253，CPU 正在输入计数值。
4．WR （写）这个输入端上的低电平信号告诉8253，CPU 正在输出工作方式信息或向计数器装入数据。
5.A0A1这两个输入端通常连接到地址总线上。其作用是选择三个计数器中的一个以及选择控制字寄存器以便选择工作方式。
6．CS （选片）这个输入端上的低电平信号将启用8253。除非器件被选中，否则不会发生读或写操作。CS 输入信号对计数器的实际操作没有影响8253内部拥有三个独立但是结构和功能全部相同的定时器。本次设计使用到了两个8253，连接方式如图3.7。
图3.78253连接图
3.8下载电路
本次设计使用到了CH340芯片下载，因为现在的笔记本电脑都没有了并口通信接口，而用了CH340就可以实现USB转串口，电脑上装上驱动后就可以下载数据，接线方式如图3.8图所示.
图3.8CH340下载电路
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第四章软件系统设计
4.1程序流程图
程序采用了顺序结构，流程图如下：
4.2块初始化函数
4.2.1定时器初始化和pwm的模拟
本方案中定时器采用的是8253定时器，该定时器有六种工作方式，我们需要定时功能。8253的片选端是用来控制定时器工作方式的端口。该端口连接至单片机io口。只需要设置对应端口的电平就可以设置定时器的工作方式。定时
器的作用是用来控制电机的转动时间。
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由于存在着电机这种设备，所以需要使用pwm进行调速。但是51单片机并不能直接输出pwm，所以本设计中通过软件模拟的方法产生pwm。软件模拟主要利用定时器的定时中断功能。本设计采用的是51单片机，51单片机内部有两个定时器，分别是T0和T1，T0和T1是两个完全一样的16位定时器。定时器的作用主要就是定时，在51单片机中定时器的工作方式是以中断的方式进行的。设定一个定时时间当定时器定时达到定时时间后，就会进入定时器中断。在中断中可以处理相关的事件。
在本设计中定时器中断的作用是用来模拟产生pwm的。由于51单片机内部不带硬件pwm，所以需要模拟。模拟的思路是通过定时器设定时间来控制脉冲的宽度，其控制思路如下图所示：
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基于PLC的物料自动分拣系统设计 毕业设计
基于PLC的物料自动分拣系统设计 摘要 随着工业自动化的普及和发展，生产过程中物料分拣的效率问题越来越引起人们的关注。重复繁琐的人工分拣物料过程已不能满足企业追求的生产效益和如今社会的需求。人、机器与物料三者关系的协调，已成为我们需要解决的重要问题之一。理所当然，用尽可能少的人力控制机器分拣物料来完成如期的生产任务是最佳的选择模式——即采用自动化技术代替人工分拣物料的过程。 本文主要讲述PLC在材料分拣系统中的应用，利用可编程控制器( PLC) ，设计成本低、效率高的材料自动分拣装置。以PLC为主控制器,结合气动装置、传感技术、位置控制等技术，控制产品的自动分拣。系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点，可根据不同对象，稍加修改本系统即可实现要求。 关键词：传感器PLC 物料分拣
目录 第1章绪论 (1) 1.1 论文研究背景 (1) 1.2 研究现状及发展趋势 (1) 1.3 论文研究的意义 (1) 1.4 本论文研究的主要内容 (2) 第2章物料分拣装置结构及总体设计 (3) 2.1 材料分拣装置工作过程概述 (3) 2.2 系统的技术指标 (4) 2.3 系统的设计要求 (4) 2.3.1功能要求 (4) 2.3.2系统的控制要求 (4) 第3章控制系统的硬件设计 (6) 3.1系统的硬件结构 (6) 3.2 系统关键技术 (6) 3.2.1系统对PLC的要求 (6) 3.2.2 PLC的选择 (7) 3.2.3 PLC的输入输出端子分配 (9) 3.2.4 PLC输入输出接线端子图 (10) 3.3 检测元件与执行装置的选择 (11) 3.3.1 输入电气元件 (11) 3.3.2 输出电气元件 (16) 3.3.3 执行电气元件 (18) 第4章控制系统的软件设计 (22) 4.1控制系统流程图设计 (22) 4.2 西门子编程软件、模拟仿真软件 (23) 4.2.2 西门子仿真软件 (23) 4.3 控制系统程序设计 (24) 第5章控制系统的调试 (30)
带有视觉识别模块的分拣机器人
带有视觉识别模块的分拣机器人 传统的机器人分拣操作一般采用示教或离线编程方式，当机器人所处的工作环境发生改变时机器人很难即时作出相应的调整，为了使机器人具有更加智能化的功能，以阿童木并联机器人和工业智能相机为基础，组成一套带有视觉模块的机器人分拣系统。这样的分拣系统结合了并联型机器人和视觉模块两个方面的优势，通过视觉模块智能的识别不同的对象，系统可以完成高速的分拣工作，显著提升了机器人对工作环境的适应能力，提高了工作效率。同时，实验结果证明了该系统软硬件设计正确，分拣成功率高。 随着我们国家生产需求的不断增加，机器人越来越多的参与到各行各业的生产过程中来。其中，对工件的分拣作业是当前生产过程中的一个重要环节，传统的机器人分拣，其动作和目标的摆放位置都需要根据程序预先严格的设定。一旦机器人所处的环境有所改变，很容易导致抓取错误。本文模拟工业生产中的分拣作业环境，引入视觉模块，用摄像机来模拟人类的视觉功能来对待测的对象进行识别分类，可以使分拣作业拥有更高的可靠性和灵活性，作业对象以及分拣工序可以随时随地的变换，也提高了工作的效率和机器人的智能化程度。 1机器人系统组成介绍 我们设计的机器人分拣系统主要由并联机器人、视觉模块、传送带装置以及分拣对象组成，结构如图1所示： 1.1并联机器人 相比于其他工业机器人，并联机器人占用较小的空间，其更具有高速度、高精度、灵活性等特点，更能適合苛刻的工业生产需求。我们在实验中采用的是阿童木4轴并联型机器人，如图2所示，它能够完成空间中X、Y、Z方向的移动及角度的转动。除了并联型机器人本体之外，机器人配套设施还包括机器人控制柜、控制编程器和驱动机器人各关节运动的伺服交流电机。机器人末端执行机构为气动吸盘，用于吸附传送带上的分拣对象，完成抓取动作。 1.2 视觉模块 视觉模块我们采用康奈视公司的In-Sight7000型智能相机，如图3所示。该视觉模块能够智能的识别出实验中不同种类的实验对象，以及采集各个实验对象的位置信息。 1.3网络交换机 实验中，我们使用一般的家用路由器来替代网络交换机。视觉模块采集到的信息要通过局域网来络传递给机器人，因此我们要用到网络交换机来搭建局域网络，进而使各个模块间完成信息传输。
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摘要 自动分拣控制系统在各个行业都应用广泛：物流配送、邮政、采集、海运、仓管等行业得到广泛运用，分拣系统极大提升各单位生产效率。 初次设计后，进行了整体思路、流程调整。硬件组成方面适当优化调节各组成部分方位、并有细微角度修正，达到平稳系统运作、理想化传感器角度的目的。硬件整体调整完善后，开始软硬件协调测试，最终促成本设计中邮件输入、邮件输送、邮件分拣的系统过程。 本系统在机械自动化理念及分拣系统基础原理上，根据给定的要求,以邮件为对象选取PLC控制核心、MCGS监控软件的简单组合，进而设计出邮件安全分拣系统的控制和监控。将PLC做主控器,结合传感器应用等技术,能够实时监控和保障邮件的安全分拣。系统具有思路简明、运行稳定、分拣精度高、易控制的特点,若分拣对象改变,只需简单改动便可达到良好效果。 关键词：邮件分拣；安全平稳；传感器；PLC；监控软件
Abstract Sorting control system in all sectors of society such as: logistics and distribution center, post office, mining, ports, terminals, warehouses and other industries are widely used, we can see that the sorting system can greatly improve the level of production enterprises efficiency. Familiar with the goods in the automatic and sorting system principle foundation, according to certain request to sort the Mitsubishis PLC as control core, Mcgs software for monitoring software, the design gives material sorting control system. The transport of goods and materials sorting system mainly by PLC controller, combined with pneumatic device, the sensor technology, configuration and monitoring technology, on-site control product automatic sorting. System has a high degree of automation, stable operation and high precision, easy control sorting based on the features of different sorting object, slightly modifying the system can be realized requirements. After completed its design of the system, executing the overall commissioning. In hardware, testing the installation location and angle of the various parts to make it run the block material and the angle of the sensor suitable for installation. After the various parts of the hardware debug range of motion, integrating hardware and software debugging to achieve material sorting system, feeding, delivery and sorting of the entire process Key words：Material sorting；sensor；Pneumatic device；PLC；Mcgs software
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高等教育自学考试本科毕业论文 黑白棋子识别与分拣输送装置的设计 考生姓名：李红亮准考证号： 011808101277 专业层次：本科院（系）：机械与动力工程学院 指导教师：唐建敏职称：讲师 重庆科技学院 二O一O年月日
高等教育自学考试本科毕业论文 黑白棋子识别与分拣输送装置的设计 考生姓名：李红亮 准考证号： 011808101277 专业层次：本科 指导教师：唐建敏 院（系）：机械与动力工程学院 重庆科技学院 二O一O年月日
摘要 物料的自动分拣及输送系统在汽车制造业、物流业及邮政系统等多个行业中广泛应用。本设计为黑白棋子的识别与分拣输送装置设计，在自动上料机构的作用下，待分拣棋子自A地出发，由传输带输送至B地；在B地利用光电传感器进行识别及分拣，由分拣装置将分拣后的黑白棋子分别送至不同的储料箱。装置的工作节拍用可编程逻辑控制器（PLC）控制。 本文是对整个设计工作较全面的介绍和总结。 关键词：黑白棋子识别；自动分拣输送；可编程逻辑控制器
Abstract The sorting and transportation automatically of raw material is wildly used in motor industry , logistics job and postal service system etc. This scheme introduced the design of the black-and-white chessman identing, sorting and transporting apparatus. At the hands of self-feeding apparatus, the sorting chessman departs from place A to place B through the given transmission line. When the sorting chessman arrives at place B, the sensor will identify and sorting them. And then, different raw material will be send to different box. The device job meter uses programmable logic controller (PLC) to control. This paper is more comprehensive introduction and summing-up for the whole design work. Key words: the black-and-white chessman identing;automatic sorting and transportation; programmable logic controller
(完整版)基于单片机控制的双足行走机器人的设计
基于单片机控制的双足行走机器人设计 摘要：21世纪机器人发展日新月异，从传统的履带式机器人到如今的双足行走机器人，机器人的应用范围越来越广。本系统以单片机（STC89c52）为系统的中央控制器，以单片机（STC12c5410ad）为舵机控制模块。将中央控制器与舵机控制器，舵机，各类传感设备及受控部件等有机结合，构成整个双足行走机器人，达到行走、做动作的目的。单片机中央控制器与舵机控制器以串口通信方式实现。系统的硬件设计中，对主要硬件舵机控制器和STC89C52单片机及其外围电路进行了详细的讲述。硬件包括舵机控制器，STC12C5410AD 单片机，按键，各种传感器和数据采集与处理单元。软件包括单片机初始化、主程序、信号采集中断程序、通过串口通讯的接收和发送程序。论文的最后部分以双足行走机器人为基础，结合传感器，外围控制设备组成控制系统，并给出了此系统应用领域的一些探讨和研究。 关键词：单片机；舵机控制； STC12C5410AD
Bipedal robot design based on MCU Abstract：In the 21st century robot development changes with each passing day, from the traditional crawler robot to now bipedal robot, the robot's application scope is more and more widely.This system by single chip microcomputer (STC89c52) as the central controller in the system, STC12c5410ad MCU as the steering gear control module. The central controller and the servo controller, Steering gear, all kinds of sensing and control components such as organic combination, make up the whole bipedal robot, the purpose of to walk, do the action.Single chip microcomputer central controller and the servo controller to realize serial communication way.System hardware design, the main hardware servo controller and STC89C52 single-chip microcomputer and peripheral circuit in detail. Hardware including servo controller, STC12C5410AD micro controller, buttons, all kinds of sensor and data acquisition and processing unit. Software includes MCU initialization, the main program, and interrupts program signal collection, through a serial port communication to send and receive procedures. The last part of the paper on the basis of bipedal robot, combined with the sensor, the peripheral control device of control system, this system is also given some discussions and research in the field of application. Keywords：MCU; Servo Control; STC12C5410AD
邮件分拣PLC控制系统设计
邮件分拣PLC控制系统设计 一、设计目的： 用PLC构成邮件分拣控制系统，使其掌握PLC的编程和程序调试方法。二、工作过程： 启动后绿灯L2亮表示可以进邮件，S1为ON表示模拟检测邮件的光信号检测到了邮件，拨码器模拟邮件的邮码，从拨码器读到的邮码的正常值为1，2，3，4，5，若是此5个数中的任一个，则红灯L1亮，电机M5运行，将邮件分拣至邮箱内，完后L1灭，L2亮，表示可以继续分拣邮件。若读到的邮码不是该5个数，则红灯L1闪亮，表示出错，电机M5停止，重新启动后，能重新运行。三、控制系统流程示意图： 实验流程图：
四、机型的选择 邮件分拣是一个比较固定的、环境条件较好的工艺过程，要实现的功能也相对简单，无需A/D和D/A转换、加减运算。另外，控制程序也比较固定，不需要在线编程，选用整体式PLC就可以满足工艺的要求了。综合前面的工艺要求与I/O点数可知，在机型上可选用三菱FX2N-48MR的可编程控制器。 1,什么是PLC 可编程控制器 可编程控制器是以微处理器为基础，综合了计算机技术、自动控制技术和网络通信技术等现代科技而发展起来的一种新型工业自动控制装置，是将计算机技术应用于工业控制领域的新产品。它从诞生至今，仅有三十年历史。 2,关于BCD码的简介和算法 简介：BCD码是四位二进制码, 也就是将十进制的数字转化为二进制, 但是和普 通的转化有一点不同, 每一个十进制的数字0-9都对应着一个四位的二进制码,对应关系如下: 十进制0 对应二进制0000 ;十进制1 对应二进制0001 (9) 1001 接下来的10就有两个上述的码来表示10 表示为00010000 也就是BCD 码是遇见1001就产生进位,不象普通的二进制码,到1111才产生进位10000。 运算法则：BCD码是十进制数，而运算器对数据做加减运算时，都是按二进制运算规则进行处理的。这样，当将BCD码传送给运算器进行运算时，其结果需要修正。修正的规则是：当两个BCD码相加，如果和等于或小于1001(即十进制数9)，不需要修正；如果相加之和在1010 到1111(即十六进制数0AH～0FH)之间，则需加 6 进行修正；如果相加时，本位产生了进位，也需加 6 进行修正。这样做的原因是，机器按二进制相加，所以 4 位二进制数相加时，是按“逢十六进一”的原则进行运算的，而实质上是 2 个十进制数相加，应该按“逢十进一”的原则相加，16 与10相差6，所以当和超过9或有进位时，都要加 6 进行修正。 五、系统硬件设计 根据该邮件分拣机的控制要求，该系统有4台电机，2个指示灯，6个接近开关，5个邮箱，3个按钮，1个BCD拨码器，1个传动装置。该邮件分拣系统采用PLC控制需要有12个输入点，7个输出点，选用三菱FX-2N系列PLC。 六、I/0分配表 启动按钮SB0 X000 复位按钮 SB1 X0006 检验邮码按钮 SB2 X001 拨码按键（即数字按键）由低位到高位分别为：X0002 ,X0003,X0004 ,X006 红灯L1 Y001 绿灯L2 Y000 电机5运行 Y002 电机1运行Y003 电机2运
喷漆机器人控制系统方案设计
喷涂机器人控制系统初步方案 一、控制系统组成框图 本控制系统采用了以PC104为核心，以步进电机驱动网为低层控制通道的开放式控制器。下图是整个控制系统的组成框图。
二、PC104模块选型 采用PC104是因为它有如下特点：结构小巧紧凑, 仅96 mm ×90 mm面积内集成了PC 机所有功能；采用自栈接的母线结构，级联牢固，易于扩充；整机功耗低；兼容性好，可以借鉴PC机成熟技术；外设丰富，应用简单。 本控制系统PC104模块选用研华PCM-3343F。其组成如下：核心模块DM&P V ortex86DX 的高性能低功耗CPU 模块，CPU 速度1.0 GHz，带有浮点运算单元，在板集成了256MB DDR2 SDRAM（最大可支持512MB）、显示控制器（支持LCD显示，最高分辨率为1024×768），以太网控制器等。带有PA TA硬盘接口1个，PC104扩展插槽1个，KB/MS插槽1个，USB2.0接口4个，16位GPIO口，RS-232接口3个，RS-232/422/485接口1个。 选择该嵌入式主板时，应注意： 1）购买时，要求将系统内存升级到512MB； 2）购买时，要求配齐以下配件： ①键盘及鼠标的接口线共2根（编号及图片如下）； p/n: 1703060053p/n: 1700060202 ②VGA接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1700000898
③US B×2接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1703100260 ④RS-232×2接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1701200220 ⑤RS-422/485接口线1根（编号及图片如下）；p/n: 1703040157 ⑥IDE接口线1根（编号及图片如下）； p/n: 1701440350 ⑦外接Li电池1个（编号及图片如下）； p/n: 1750129010
物料分拣机械手自动化控制系统设计
物料分拣机械手自动化控制系统设计 摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
基于单片机及传感器的机器人设计与实现
基于单片机及传感器的机器人设计与实现 摘要:本设计基于单片机及多种传感器，完成了一个自主式移动机器人的制作。单片机作为系统检测和控制的核心，实现对机器人小车的智能控制。反射式红外光电传感器检测引导线，使机器人沿轨道自主行走；使用霍尔集成片，通过计车轮转过的圈数完成机器人行走路程测量；接近开关可探测到轨道下埋藏的金属片，发出声光信息进行指示，并能实时显示金属片距起点的位置。 关键词：单片机; 机器人; 传感器 1前言 机器人技术是融合了机械、电子、传感器、计算机、人工智能等许多学科的知识，涉及到当今许多前沿领域的技术。一些发达国家已把机器人制作比赛作为创新教育的战略性手段。如日本每年都要举行诸如“NHK杯大学生机器人大赛”、“全日本机器人相扑大会”、“机器人足球赛”等各种类型的机器人制作比赛，参加者多为学生，旨在通过大赛全面培养学生的动手能力、创造能力、合作能力和进取精神，同时也普及智能机器人的知识.[1] 开展机器人的制作活动，是培养大学生的创新精神和实践能力的最佳实践活动之一，特别是机电专业学生开展综合知识训练的最佳平台。本文针对具有引导线环境下的路径跟踪这一热点问题，基于单片机控制及传感器原理，通过硬件电路制作和软件编程，制作了一个机器人，实现了机器人的路径跟踪和自动纠偏的功能，并能探测金属，实时显示距离。 2机器人要完成的功能 选取一块光滑地板或木板，上面铺设白纸，白纸上画任意黑色线条（线条不要交叉），作为机器人行走的轨迹，引导机器人自主行走。纸下沿黑线轨迹随机埋藏几片薄铁片，铁片厚度为0.5～1.0mm。机器人沿轨迹行走一周，探测出埋藏在纸下铁片，发出声光报警，并显示铁片距离起点的位置。 3 硬件设计方案 机器人总体构成
分拣机器人单片机控制系统设计
（ 二 〇 一 七 年 五 月 学校代码： 10128 学 号： 010202064 题目：分拣机器人单片机控制系统设计 学生姓名： 学院： 系别： 专业： 班级： 指导教师： 本科毕业设计说明书
摘要 一般的分拣机器人由于其操作方式较复杂，分拣的效率较差，人机交互系统的不太完善，机械性能欠佳等已经很难满足当今社会的生产实践需要。伴随着社会的飞速发展，人们对性能优良智能分拣人的需求也与日俱增。设计一款基于单片机的分拣机器人有很大的实践需要和社会功能。根据控制系统的要求，决定采用美国INTEL公司MCS-51系列单片机基本产品89C52，作为分拣机器人的主控 制芯片。它具有运行速度快，功耗低，抗干扰能力强等优点，能够完全我的设计要求。本系统包括硬件和软件两个部分。硬件系统主要包括电压转换电路的设计、单片机连接PC机串口电路的设计，单片机系统的设计，驱动电路的设计，显示电路的设计等。在电路图板上完成各模块的设计与连接。分析易得，此系统可以完全满足设计需要。通过光耦等器件克服电机驱动部分与单片机部分的相互干扰。 关键词：单片机；硬件设计；软件编程；89C52
Abstract The general sorting robot is more complicated due to its operation，sorting is less efficient，human-computer interaction system is not perfect，poor mechanical performance has been difficult to meet the needs of today's social production practice. Accompanied by the rapid development of society，the demand for smart sorters is also growing。The design of a sorting robot based on a single chip has a great practical need and social function.According to the requirements of the control system，Decided to adopt the United States INTEL MCS-51 series of basic products 89C52，as the main control chip for the sorting robot。It has the advantages of fast running speed, low power consumption and strong anti-interference ability，can be completely my design requirements。The system includes both hardware and software。The hardware system mainly includes the design of voltage conversion circuit，design of serial circuit of PC computer connected by single chip microcomputer，design of Single Chip Microcomputer System，design of the drive circuit，display circuit design, etc。In the circuit board to complete the design and connection of the module。Analysis easy to get，This system can fully meet the design needs。Through the optocoupler and other devices to overcome the motor drive part and the microcontroller part of the mutual interference。 Keywords:Single chip，hardware design，software programming，89C52
基于PLC对邮件分拣系统的控制
基于PLC对邮件分拣系统的控制 摘要 最初的分拣系统是完全基于人力的作业系统．通过人工搜索、搬运来完成货物的提取。这种分拣系统的作业效率低下，无法满足现代化物流配送对速度和准确性的高要求。随着科学技术的飞速发展，分拣系统中开始运用各种各样的自动化机械设备．计算机控制技术和信息技术成为信息传递和处理的重要手段。机械化、自动化、智能化成为现代分拣系统的主要特点与发展趋势。 随着计算机技术的飞速发展，可编程控制器应运而生。并且功能也越来越强大。在应用上，PLC有着其他设备无以比拟的优越性，它可靠性高，抗干扰能力高；适用性强，应用灵活；编程方便，易于使用；功能强大，扩展能力强；控制系统设计、安装、调试方便；维修方便，维修工作量少；体积小，质量轻，易于实现机电一体化。邮件分拣作业是邮件配送中的一个关键环节，它指的是依据邮件的地址．迅速、准确地将发往不同地点的邮件从众多邮件中按邮政编码分拣出来，并准确、及时地运送到邮件的目的地。 本文介绍了用PLC控制技术实现的邮件分检系统。分析了邮件处理自动化的实现方法和工艺流程，对设计邮件自动化设备有一定的参考价值。利用PLC内部的指令实现邮件系统的处理技术，无需硬件的额外投资即可明显提高邮件分拣效率。 关键词：西门子S7-200PLC BCD拔码器邮件分局
Mail sorting system based on PLC control Abstract The initial sorting system is based entirely on human operating system. Through manualsearches, handling to complete the extraction of goods. The sorting system operatingefficiency, can not meet the modern logistics distribution on the speed and accuracy of high demand. With the rapid development of science and technology, sorting system began using a variety of automated machinery and equipment. The computer control technology and information technology has become an important means of information transmission and processing. Mechanization, automation, intelligent modern sorting system main characteristic and development trend. With the rapid development of computer technology, the programmable controller to emerge as the times require. And the function is more and more powerful. In the application of, PLC with other equipment unparalleled superiority, it has high reliability, high anti-interference ability; strong applicability, flexible application; programming convenient, easy to use; powerful, scalable; control system design, installation, convenient debugging; repair repair convenient, less workload; has the advantages of small volume, light weight, and is easy to realize the integration of mechanical and electrical. Mail sorting mail distribution is a key link in the basis, it refers to the mail address. Quickly, accurately sent to different locations of the messages from the other mail by postal code sorting out, and accurate, timely delivery of the message destination. This paper introduces the use of PLC control technology to realize the mail sorting system. Analysis of the mail processing automation to realize the method and the process of design, mail automation equipment has a certain reference value. Using the PLC internal instruction realizing mail processing technology, without the need for additional investment can obviously improve the hardware of mail sorting efficiency. Key words: Siemens S7-200PLC BCD code dialing device mail Branch Bureau
机器人控制系统设计(毕业设计)文献综述
一、前言 1.课题研究的意义，国内外研究现状和发展趋势 1.1课题研究的意义 随着机器人在工业装配线的应用越来越广泛，工业环境对其控制系统的要求也越来越高，所以开放式机器人控制系统的设计具有工程实际意义。 课题以一四自由度关节型机器人研制为背景，设计机器人运动控制系统的硬件电路和软件结构，对机器人的运动控制电路进行设计，实现机器人按照预定轨迹或自主运动控制功能。 在机械工业中，应用机械手的意义可以概括如下： ①以提高生产过程中的自动化程度 应用机械手有利于实现材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化的程度，从而可以提高劳动生产率和降低生产成本。 ②以改善劳动条件，避免人身事故 在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其他毒性污染以及工作空间狭窄的场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的，而应用机械手即可部分或全部代替人安全的完成作业，使劳动条件得以改善。 ③可以减轻人力，并便于有节奏的生产 应用机械手代替人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都没有机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产 随着机器人技术的发展，机器人应用领域的不断扩大，对机器人的性能提出了更高的要求，因此，如何有效地将其他领域（如图像处理、声音识别、最优控制、人工智能等）的研究成果应用到机器人控制系统的实时操作中，是一项富有挑战性的研究工作。而具有开放式结构的模块化、标准化机器人，其控制系统的研究无疑对提高机器人性能和自主能力，推动机器人技术的发展具有重大意义。 1.2国内外研究现状和发展趋势 随着机器人控制技术的发展，针对结构封闭的机器人控制器的缺陷，开发“具有开放式结构的模块化、标准化机器人控制器”是当前机器人控制器的一个发展方向。近几年，日本、美国和欧洲一些国家都在开发具有开放式结构的机器人控制器，如日本安川公司基于PC开发的具有开放式结构、网络功能的机器人控制器。我国863计划智能机器人主题也已对这方面的研究立项。 由于适用于机器人控制的软、硬件种类繁多和现代技术的飞速发展，开发一个结构完全开放的标准化机器人控制器存在一定困难，但应用现有技术，如工业PC
(完整版)基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
韶关学院 毕业设计 题目：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计 学生姓名：陈浩 学号：12101102015 系（院）：物理与机电工程学院自动化系 专业：自动化专业 班级：2012级2班 指导教师姓名及职称：韩竺秦讲师 起止时间：2015年10 月—2016年 5 月
基于PLC的机械手分拣控制系统设计 摘要：在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动，可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全。机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 结合近年来整个机械手的发展,并分析了机械手系统和机械手方面的设计，提出了用气动驱动和PLC控制设计方案。考虑了软、硬件各自的特点，对物料分拣机械手的整体结构、驱动系统、执行结构和控制系统进行了分析和设计，我们可以采用整体化的设计思想并进行互补和优化。在气动驱动和PLC控制设计方案中，其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警，分拣等功能。我们很容易得出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。 通过以上部分的分析,得出了经济,实用,高可靠的材料分拣机械手设计方案,对于其他经济的PLC控制系统的设计也有一定的参考价值。 关键词: 机械手；触摸屏（HMI）；可编程控制器（PLC）；自动化控制；物料分拣
Automatic sorting line PLC control system design Abstract: In today's life, science and technology, the development of the new moon, the manipulator in the advanced manufacturing field plays an extremely important role, it can carry goods, sorting goods, can realize the mechanization and automation of production, can be used to protect the safety of human body, the application will be more and more widely.The application of mechanical arm is also more and more extensive. The machine is a kind of high-tech automatic production equipment which has been developed in recent decades. It is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy. In this paper, based on the development of mechanical hand in recent years, combined with the design of the manipulator, the mechanical hand technology is analyzed, and the design scheme of pneumatic drive and PLC control is https://www.sodocs.net/doc/3d13011543.html,ing the holistic design idea, considering the characteristics of the software and the hardware, the software and the hardware are complementary and optimized.The whole structure, drive system, the structure and control system of the material sorting manipulator are analyzed and designed.In its drive system, the control system of the PLC control unit is used to complete the initialization of the system function, the movement of the manipulator, the fault alarm, the sorting and other functions.At last, a simple, easy to implement, and the theoretical significance of the control strategy is proposed. Through the work above, it is concluded that the economic, practical, high reliable material sorting manipulator design scheme, the design of PLC control system in other economic type also certain reference value. Keywords：manipulator ; touch screen (HMI);programmable logic controller (PLC); automatic control;sorting materials