基于PLC的四自度机械手控制系统的仿真设计.doc

本科生毕业论文（设计） 基于PLC的四自由度机械手控制系统的仿真设计 二级学院 ： 信息科学与技术学院 专 业 ： 电气工程及其自动化 完成日期 ： 2015年5月24日 目录 1 绪论 1 1.1 设计背景 1 1.2 设计的目的和意义 2 1.2.1 可以提高生产过程的自动化程度 3 1.2.2 可以改善劳动条件、避免人身事故 3 1.3 研究现状及发展趋势 3 1.3.1 机械手的研究现状及发展趋势 3 1.3.2 PLC控制系统的研究现状及发展趋势 4 1.4 机械手的整体设计思路 5 1.5 设计目标和研究内容 5 2 硬件设计 5 2.1设计思路 5 2.2基于PLC控制器机械手方案的确定 6 2.2.1整体硬件设计概图 6 2.2.2各模块功能的简单介绍 6 2.3 整体机构机械图 7 2.3.1机械手的整体模型 7 2.3.2机械手工作流程 7 2.3.3 控制要求 8 2.4 硬件介绍及选型 8 2.4.1步进电机及其驱动 8 2.4.2 PLC控制器选型 9 2.4.3触摸屏 9 2.4.4其他硬件选型 10 2.5 系统电气原理图 11 3系统的软件设计 11 3.1 整体设计 11 3.2总流程设计 12 3.2.1 手动功能设计 13 3.2.2 单步功能设计 14 3.2.3 循环功能设计 15 3.3程序设计 16 3.4 自动操作程序 17 4 三菱触摸屏的编写与仿真 19 4.1 GX-WORKS2 软件的介绍 19 4.2仿真设计思路 19 4.3 向导设置触摸屏的基础页面 20 4.4 I/O表对应的软元件 20 4.5触摸屏仿真 21 4.5.1 新建工程向导 21 4.5.2触摸屏程序的编写 22 5 调试 24 6 结论与展望 27 参考文献： 28 附录 29 附录A 、梯形图 29 附录B、指令表 37 致谢 41 基于三菱PLC的四自由度机械手仿真设计 摘 要: 本文介绍一种基于PLC 的四自由度机械手系统仿真设计。论文中首选介绍了机械手在工控领域的重要性;完成了四自由度机械手极坐标模型的搭建,完成了机械手硬件系统的设计以及硬件的选型;完成了软件系统的设计;实现了触摸屏对系统的模拟仿真,监控。 关键词: PLC; 四自由度; 机械手;触摸屏 Four dof manipulator control system design based on PLC Abstract: A This paper introduces a four dof manipulator design simulation system based on PLC.The thesis first introduces the importance of manipulator in the field of industrial control.Completed the construction of the four dof manipulator polar coordinate model, completed the manipulator in the selection of the design of the hardware system and the hardware;Completed the design of the software system;The touch screen on the system simulation, monitoring. Key words: PLC; four degrees of freedom; manipulator; touch screen 1 绪论 1.1 设计背景 1969年美随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化，对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。 在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。如果机械手发生某些偏离时，会引起零部件甚至机械本身的损坏，但若有了传感反馈自动，机械手就可以根据反馈自行调整。应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀