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基于PLC机械手控制系统设计

摘要

工业机器手,是中国最近数十年发展出来的一项高科技零点五自动生产装置。工业机器手同时也是现代工业中自动机器人的一项主要组成部分。他的优点在于能够使用程序来实现各种预期的工作,在结构和功能方面兼具人与计算机各自的长处,特别表现出人的智慧和适应性。机械手操作的可靠性以及环境中实现操作的灵活性,在国民经济方面具有广阔的开发前景。机械手的结构还有程序设计不算是很难,且专用性比较好。伴随着现在的工业科技不断的发展,机械手得到了普遍的采用。

目录TOC\o1-3\h\u

8751摘要 2

13339一、简介 4

324611.1机械手分类 4

59571.2机械手控制系统设计步骤 4

139221.3机械手工作过程 5

26865二、PLC程序设计 6

13472.1I/O配置表 6

105572.2PLC的输入输出端子分配接线图 7

21427三、机械手的PLC控制 8

198603.1控制特点 8

324703.2系统控制示意图 8

118503.3接线原理图 9

139353.4操作系统 9

312133.5回原位程序 10

320933.6手动单步操作程序 10

92803.7自动操作程序 11

138253.8机械手传送系统梯形图 12

32602四、总结 14

19429参考文献 15

6833致谢 16

一、简介

1.1机械手分类

机械手通常包括三种。第一种是智能机械手,它可以安装实先编程好的程序，进行工作，通常这类的机械手被广泛的应用在工业生产上。

第二种是人工控制。人工控制的机械手通常会使用在军事上面，后面随着科技的不断发展，人工控制的机械手被广泛的使用在，依靠无线电电子计量学信号，来操作的机械手。可以用来探索一下外围环境比较危险的地方。

第三种是专用机械手,主要附属在手动机械或自动线上,用来处理机床上下料和工件传送。

本次设计的机械手，是属于第一类。在现代的工业生产中,都上所需要的智能化的,所以使用大量机械手，可以很好的提高工业生产效率。

1.2机械手控制系统设计步骤

按照工艺条件判断被控系统需要进行的动作,判断这些动作间的关联和进行上述动作的先后顺序。

(1)分配输入、输出设备,要使的PLC的输入、输出点与之一一对应,对I/O加以分配。在此基础上确定PLC的选择。

(2)依靠所需要的设计要求,进行plc程序的设计。

(3)对所设定的PLC程序加以调试与修正,直到PLC全部达到控制系统所规定的控制功能。

(4)保存已完成的程序。

1.3机械手工作过程

机械手臂在工厂中的主要工作就是把工件由A点传递到B点,本系统的机械手的开机功能主要有二个,一个是依靠在现场的开关，还有一个则是程序智能控制。在控制系统上,还装有一个分档系统,这个分档系统有手动挡，还有自动挡两种选择,手动档里面有单调试还有回原地二档两种操作方式,在自动挡中，则分为单步、半自动和全自动三种操作形式,要求自动挡的功能都需要在回到原地的基础上,才能完成。

二、PLC程序设计

可编程控制器主要是针对于现代工业生产环境使用而开发的。在使用可编程序控制器进行控制的时候,其实际的本质就是，算法的转换,并切将这种转换与其物理的关系实现进行结合。使得输入与输出进行变换，这样就可以物理的方式来实现。但同时物理实现功能又是PLC和一般单片机的主要不同点之所在,它必须考虑现场控制系统的要求,在实际现场中，会有需要的干扰信号，这就需要PLC能将干扰信号排出，也正是因为PLC这项功能，使得plc更加的适应于工业生产中,同时输出功率也必须扩大到工业需要的范围内,并使现场控制器更方便地使用。

图2PLC基本结构图

2.1I/O配置表

本次设计的I/O配置表，详情见表2.1

表2.1I/O配置表

主机

模块1

模块2

模块3

模块4

CPU226

2AQ

2AQ

2AQ

2AQ

I0.1Q0.0

AQW0

AQW4

AQW8

AQW12

I0.2

AQW2

AQW6

AQW10

AQW14

I0.3

I0.4

I0.5

I0.6

I0.7

I1.0

I1.1

I1.2

I1.3

S7-200中的CPU226的最大负载电流为1000mA，四个EM232模块的负载电流为80mA，符合要求。

2.2PLC的输入输出端子分配接线图

图2.2PLC输入输出端子分配接线图

三、机械手的PLC控制

3.1控制特点

机械手电气控制系统,除了具有多工步功能以外,还需要同时具有连续操作和自动控制的工作模式。操作方式的设置,能够非常简单地在控制界面上显示出来。当旋钮打