基于西门子PLC的机械手控制系统设计.doc

题目:

基于西门子PLC的机械手控制系统设计

摘要

随着人工智能技术在工业领域的广泛应用，机械手已经成为工业生产中不可或缺的重要组成部分。在众多类型的机械手中，搬运机械手因其装机数量众多而备受关注。这些机械手主要用于在各个固定位置之间进行物品的移动和搬运工作。搬运机械手的动作非常灵活，能够替代人工进行各种作业，从而显著提高生产效率，并且使生产过程更加安全。本文所研究的课题是基于可编程逻辑控制器（PLC）的五自由度机械手控制系统的设计。这种机械手具备五个自由度，包括底座的旋转、垂直和水平位移、手爪的旋转以及手爪的夹紧和放松功能。这些功能使得机械手能够抓取不同位置的工件，并进行重复性的作业任务。在本文中，我们采用了CPU1215CDC/DC/DC型PLC作为控制系统的中心部件。通过KTP700BasicPN触摸屏，我们可以实时监控机械手的状态，确保其正常运行。此外，我们还使用了42CM04步进电机来提高机械手的运动精度。这种设计使得机械手具有结构简单、维护方便、成本低廉、控制简便、可改动性强以及工作效率高等特点。同时，这种机械手还具有进一步开发和优化的空间，以适应不断变化的工业生产需求。

关键词：搬运机械手；PLC；控制系统；触摸屏

Abstract

Withthewidespreadapplicationofartificialintelligencetechnologyintheindustrialfield,roboticarmshavebecomeanindispensablepartofindustrialproduction.Amongthevarioustypesofroboticarms,handlingroboticarmshaveattractedmuchattentionduetotheirlargenumberofinstallations.Theseroboticarmsaremainlyusedforthemovementandhandlingofitemsbetweenvariousfixedpositions.Themovementsofhandlingroboticarmsareveryflexible,capableofreplacingmanualworkandsignificantlyimprovingproductionefficiency,whilealsomakingtheproductionprocesssafer.Thesubjectofthispaperisthedesignofafive-degree-of-freedomroboticarmcontrolsystembasedonaProgrammableLogicController(PLC).Thisroboticarmhasfivedegreesoffreedom,includingrotationofthebase,verticalandhorizontaldisplacement,rotationofthegripper,andthefunctionofgrippingandreleasingthegripper.Thesefunctionsenabletheroboticarmtograspworkpiecesatdifferentpositionsandperformrepetitivetasks.Inthispaper,weusetheCPU1215CDC/DC/DCtypePLCasthecentralcomponentofthecontrolsystem.ThroughtheKTP700BasicPNtouchscreen,wecanmonitorthestatusoftheroboticarminreal-time,ensuringitsnormaloperation.Inaddition,wealsousea42CM04steppermotortoimprovethemotionaccuracyoftheroboticarm.Thisdesignmakestheroboticarmsimpleinstructure,easytomaintain,co