基于PLC控制的机械手设计.doc

目 录 一、天津工程师范学院成人高等教育毕业论文…………………………………………… 1 第1章 绪论…………………………………………………………………………… 2 1.1 课题背景 2 1.2 机械手的定义与分类 3 1.3 机械手应用及组成结构 3 1.4 机械手的发展趋势 4 1.5 总体设计要求 5 第2章 PLC的介绍与选择 6 2.1 PLC的特点 6 2.2 PLC的选型 6 2.3 三菱FX系列的结构功能 8 第3章 各功能实现形式与控制方式 9 3.1 本机械手模型的机能和特性 9 3.2 夹紧机构 9 3.3 躯干 10 3.4 旋转编码盘 10 第4章 控制系统设计 11 4.1 控制系统硬件设计 11 4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 11 4.1.2 PLC的I/O分配 12 4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 13 4.2 控制系统软件设计 13 4.2.1 公用程序 14 4.2.2 自动操作程序 15 4.2.3手动单步操作程序 20 4.2.4 回原位程序 24 4.3 PLC程序的上载和下载 27 4.3.1 PLC程序的上载 27 4.3.2 PLC程序的下载 27 第5章 设计小结 28 致 谢 29 二、参 考 文 献 30 基于PLC控制的机械手设计 曹洪波 摘 要 机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器，本文介绍的是机械手模型基于PLC的控制系统设计。 首先，对可编程控制器进行相应的介绍，选择了PLC的型号。然后，通过对机械手的各功能实现形式和控制方式研究，给出各部分的实现方案并确定了控制系统的器材。最后，进行PLC控制系统的硬件结构和软件程序设计。 关键字： 可编程控制器PLC 机械手 步进电机 The design of manipulator based on PLC control Abstract Robots are a kind of automatic positioning control and can be programmed to change to the multi-function machine are introduced in this paper, the model of the manipulator based on PLC control system design. First, the programmable controller to introduce, make corresponding choice model of the PLC. Then, based on the function of the manipulator realization and control methods are studied, and the scheme of realization of the control system and the equipment. Finally, the PLC control system, the hardware structure and software design. Key words：PLC programmable controller Manipulator Stepping motor1.机械手结构示意图 图1-1机械手示意图 1、手爪张开闭合 2、手腕旋转 3 、水平移动 4、升降 5 、立柱旋转 6、手爪 7 、手腕电动机 8、横轴 9、 竖轴 10、竖轴电动机 11、横轴电动机 12、底盘 13、底盘电动机 2. 机械手工作流程 机械手工作流程是：开始运行后，如果机械手不在初始位置上，步进电动机开始运转(横轴向手抓方向移动，竖轴向上移动)。归位后首先横轴步进电动机工作，横轴前伸；前伸到位后，手爪电动机得电带动手爪旋转；当传感器检测到限位磁头时，电动机停止，PLC控制电磁阀动作，手张开；延时一段时间，竖轴步进电动机工作，竖轴下降；下降到位后，电磁阀复位，手爪夹紧；延时过后，竖轴上升，同时横轴缩回、底盘电动机带动底盘旋转；当横轴、竖轴、底盘都到位后，横轴前伸；到位后手爪旋转，然后竖轴下降，电磁阀动作，手爪张开；延时后竖轴上升复位，然后开始下一周期动。 3.控制要求 (1)手臂上下直线运动。(2)手臂左右直线运动。(3)手腕旋转运动。(4)手爪夹紧动作。(5)机械手整体旋转运动。 手臂采用步进电机驱动，由PLC发出控制脉冲控制步进电动机运转,实现手臂的进给和定位，手爪采用气压驱动。 二 PLC的介绍与选择 对于机械手的控制系统可以采用多种方式，如继电器控