基于的机械手臂控制课程设计

《基于的机械手臂控制课程设计》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于的机械手臂控制课程设计（50页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、课程设计说明书 课 程 名 称:电气控制PLC课程设计 课 程 代 码: XXXXXXXX 题 目:基于(jy)PLC机械手控制系统 学 生 姓 名: X X 学 号: XXXXXXXXXXXXX 年级(ninj)/专业(zhuny)/班: XXXX级电气(dinq)自动化X班 学院(xuyun)(直属系) : XXXXXXX学院 指 导 教 师: X X 学院(xuyun)名称： XXXXXX 专业(zhuny)： XXX 年级(ninj)： 2021级 机械手控制系统(kn zh x tn)设计一、 选题(xun t)背景及题目来源工业(gngy)实际工程(gngchng)，可在天科TKP

2、LC-A实验装置机械手装置的模拟(mn)控制实验区完本钱模拟实验。二、训练目的1通过使用各根本指令，进一步熟悉掌握PLC的编程和程序调试；2学会绘制电气原理图及接线图；3选择电气元器件；4完成系统硬件和软件设计；5完成模拟实验；6编写技术文件。三、要求实现的功能启动机械手，将物体从A处移动到B处，机械手将完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、左移、循环或者回到原位动作过程。在执行动作时由限位开关对机械手位置进行控制，并且由双线圈二位电磁阀推动气缸完成。提出改良方案：在机械手夹紧过程进行探究，增加压力传感器用于机械手爪压力并进行反响控制；增加超声波传感器检测物体是否滑落。当物体出现

3、滑落或操作错误时发出报警等。四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台2、天科TKPLC-A实验装置3、机械手模块五、设计任务1根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；2绘制电气原理图及PLC I/O接线图；3设计软件系统；4组成控制系统；5进行系统调试，实现三所要求的控制功能，完成模拟实验。6撰写课程设计说明书。六、参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册2、?S7-200可编程序控制器手册?，西门子技术效劳中心，四川省机械研究设计院，2000.93、?现代电器(dinq)控制及PLC应用(yngyng)技术?第2版，王永华，北京航空航天大学出版

4、社指导(zhdo)教师： XX 签名(qin mng)日期： 2022 年 06 月 1日 可修改 欢送下载 精品 Word摘要(zhiyo)可编程控制(kngzh)器是一种以微处理器为核心的工业控制装置。它采用了可编程序的存储器，可以再其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时器、计数器和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入输出，控制各种类型的设备或生产过程。可编程控制器结构简单(jindn)、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长，应用范围广。 本课题(kt)设计了机械手控制系统(kn zh x tn)。主要应用于机床加工工件的装卸，装配印制板电路板，组装零部件；劳动条件

5、较差，危险等场合。采用西门子公司S7-200系列，CPU224型PLC进行实验，运用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程，并通过TKPLC-A型可编程控制器实验箱机械手装置模拟控制实验区完本钱模拟实验。主要功能是循环地将物件从A地运往B地。为了使动作操作更加准确，参加压力传感器、超声波传感器，进行检测改良。该装置涵盖了可编程控制技术、位置控制技术、检测技术等。由PLC接收来自外部的输入信号包括开关机、限位指令、传感器信号指令等，并控制双线圈二位电磁阀来控制机械手的夹紧和松开。在设计过程中，包括流程图、原理图、主电路图。关键词：PLC、机械手、传感器、检测技术目录(ml)引言(yn

6、yn)1第1章 机械手控制系统(kn zh x tn)方案设计21.1方案设计原那么(n me)21.2 系统的整体(zhngt)设计要求21.3控制系统的设计31.3.1 继电器控制系统31.3.2 单片机控制31.3.3 工业控制计算机控制31.3.4 可编程序控制器控制4第2章 机械手控制系统的硬件设计52.1 硬件选型52.1.1 PLC 机型选择52.1.2 PLC 容量选择62.1.3 I/O 模块的选择62.1.4 电源模块的选择72.2 机械手的根本构造及PLC I/O点分配82.2.1 系统组成82.2.2 执行机构92.2.3、机械手PLC的模拟实验面板112.2.4 机械

7、手PLC的I/O分配122.3 主电路的设计132.3.1 机械结构和控制要求132.3.2 主电路图的设计13第3章 机械手控制系统的软件设计143.1程序设计的一般方法143.1.1 经验设计法153.1.2 逻辑设计法153.1.3 顺序设计法153.2 PLC 控制的相关流程图163.2.1 控制流程图163.3 可编程控制器梯形图173.3.1可编程控制器梯形图简介(jin ji)173.3.2 相关(xinggun)程序段173.3.3 改良(giling)方案设计20第4章 系统(xtng)调试24结论(jiln)29设计总结30谢辞31参考文献32附件133附件234引言为了提

8、高产品质量，缩短(sudun)生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正向缩短生产周期、降低本钱(bn qin)、提高(t go)生产质量等方向开展(kizhn)。在炼油、化工(hugng)、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成局部。但是由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以至现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以实现的。所以为了帮助相关行业，特别是中小型企业实现物件搬运的自动控制，机械手的自动控制势必是摆在我们眼前的一大课题，借助实验室设备熟悉

9、工业生产中PLC 的应用，了解不同公司的可编程控制器的型号和原理，熟悉其编程方式，而机械手的控制更常见于工业生产中，几乎大局部的工厂都离不开机械手，其应用领域广。 计算机的出现给大规模工业自动化带来了曙光。1968 年，美国最大的汽车制造厂商通用汽车GM公司提出了公开招标方案，设想将功能完备、灵活、通用的计算机技术与继电器便于使用的特点相结合，把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向过程、面向问题“自然语言编程，生产一种新型的工业通用继电器，使人们不必花费大量的精力进行计算机编程，也能像继电器那样方便的使用。这个方案首先得到了美国数字设备DEC公司的积极响应，并中标。该公司于1969

10、年研制出了第一台符合招标要求的工业控制器，命名为可编程逻辑控制器PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER，简称PLC有的称为PC),并在GM 公司的汽车自动装配线上实验获得了成功。PLC 一经出现，由于它的自动化程度高、可靠性好、设计周期短、使用和维护简便等独特优点，备受国内外技术人员和工商业界厂商的极大关注，生产PLC的厂商云起。随着大规模集成电路和微处理器在PLC 中的应用，使PLC 的功能不断得到增强，产品得到飞速开展。采用基于 PLC 的控制系统来取代园林单片机、继电器等构成的控制系统，采用模块化结构，具有良好的可移植性和可维护性，对提高企业生产和管理自动水平有很大的

11、帮助，同时又提高了生产线的效率、使用寿命和质量，减少了企业产品质量的波动，因此具有广阔是市场前景。用PLC 进行开关量控制的实例很多，在冶金、机械、纺织、轻工、化工、铁路等行业几乎都需要它，例如灯光照明、机床电控、食品加工、印刷机械、电梯、自动化仓库、机械手系统、生产流水线等方面的逻辑控制，都广泛应用PLC 来取代传统的继电器控制。本次设计是将PLC 用于机械手的设计的控制，对学习与实用是很好的结合。第1章 机械手控制系统(kn zh x tn)方案设计1.1方案设计原那么(n me)整个设计过程(guchng)是按工艺流程设计，为设备安装、运行和保护检修效劳(xio lo)，设计的编号按照(

12、nzho)国家关于电气自动化工程设计中的电气设备常用根本(gnbn)图形符号GB4728及其他相关标准和标准编写。任何一种控制系统都是为了实现被控对象的工艺要求，以提高生产效率和产品质量。因此，在设计PLC控制系统时，应遵循以下根本原那么: (1) 最大限度地满足被控对象的控制要求；(2) 保证PLC控制系统平安可靠；(3) 力求简单、经济、使用及维修方便；(4) 适应开展的需要对于本课题来说，机械手抓动作过程和抓取物件的控制与升级，控制装置需要根据企业设备和工艺现况来构成并需尽可能的利用旧系统中的元器件。对于人机交互方式改造后系统的操作模式应尽量和改造前的相类似，以便于操作人员迅速掌握。要实

13、现整个机械手控制系统的设计，需要从怎样实现多个电磁阀的开关以及电动机启动的控制这个角度去考虑，现在就这个问题的如何实现以及选择怎样的方法来确定系统方案。1.2 系统的整体设计要求在该机械手控制系统中，需要完成抓取、移动、放松、回到原位等功能，控制要求如下： 机械手动作流程图1、下降抓取物体(wt)过程：按下启动开关，机械手下降，当下降到位时，闭合下限位开关SQ1，机械手停止下降，机械手抓紧物体，并持续夹紧(ji jn)动作。2、上升移动(ydng)过程：机械手夹紧(ji jn)物体，上升到位(do wi)时，闭合上限位开关SQ2，机械手停止上升，并保持夹紧动作。3、右移过程：持续夹紧物体，向右

14、移动，当右移到位时，闭合右限位开关SQ3，机械手停止右移。4、下降放松过程：机械手持续夹紧物体，下降到位时闭合下限位开关，机械手停止下降。此时，放松放下物体。5、回到原位过程：放下物体后，机械手上升，当上升到位时，闭合上限位开关，机械手停止上升，并向左移动，当左移到位时，闭合左限位开关，机械手停止左移。6、循环过程：在不出意外，正常运行的情况下，循环以上过程。1.3控制系统的设计就目前的现状有以下几种控制方式满足系统的要求：继电器控制系统、单片机控制、工业控制计算机控制、可编程控制器控制。本系统的设计我们采用可编程控制器控制。1.3.1 继电器控制系统控制功能是用硬件继电器实现的。继电器串接在控制电路中根据主电路中的电压、电流、转速、时间及温度等参量变化而动作，以实现电力拖动装置的自动控制及保护。系统复杂，在控制过程中，如果某个继电器损坏，都会影响整个系统的正常运行，查找和排除故障往往非常困难，虽然继电器本身价格不太贵，但是控制柜的安装接线工作量大，因此整个控制柜价格非常高，灵活性差，响应速度慢。1.3.2 单片机控制(kngzh)