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1、课程设计（论文）题目：机械手控制系统程序设计设计名称：机电传动控制班级学号： 学生姓名： 指导教师： 成 绩 评 定 表学生姓名 班级学号 专 业机械设计制造及其自动化课程设计题目示教机械手控制系统设计评语组长签字：成绩日期 年 月 日课程设计任务书学 院机械工程学院专 业机械设计制造及其自动化学生姓名 班级学号 课程设计题目示教机械手控制系统设计实践教学要求与任务: 1.设计内容： 1）完成课程设计指导书所要求的控制循环。 2）按停止按钮，完成当前循环后再停。3）要求可以实现手动、回原点、单步、单周期、连续控制。2.设计要求：1）画出端子分配图和顺序功能图2）设计并调试PLC控制梯形图3）设
2、计说明书工作计划与进度安排:1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案 1天2）PLC梯形图设计与调试 4天3）说明书撰写 1天4）答辩 1天指导教师： 年 月 日专业负责人： 年 月 日学院教学副院长： 年 月 日目录0前言51课程设计的任务及要求61.1 课程设计的任务61.2 课程设计的基本要求72总体设计82.1 PLC选型82.2 PLC端子分配图92.3外部接线图103 PLC程序设计113.1 设计思想113.2 顺序功能图123.3 PLC梯形图144程序调试说明225结束语236参考文献240前言机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的
3、要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因此，它能大大地改善公认的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此受到各先进单位的重视，并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘和噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分检，本课题模拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下，左右以及抓取运动进行控制。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。单就机电而言
4、，它的发展大体上经历了成组拖动，单电机拖动和多电机拖动三个阶段。所谓成组拖动，就是一台电动机拖动一根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率低，劳动条件差，一旦电动机发生故障，将造成成组机械的停车；所谓单电机的拖动，就是用一台电动机拖动一台生产机械，它虽然较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件过多时，机械传动机构复杂；多电机拖动，即是一台生产机械的每一个运动部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大简化了生产机械的传动结构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件。1课程设计的任务及要求1.1 课程设计的任务1、 任务分析及方案确定根据控制要求
5、进行如下工作：1） 任务分析，然后确定主电路，注意考虑设备的保护；2） 确定控制规则；3） 选择PLC，包括PLC点数、类型及扩展模块的类型，注意操作方式及控制电路的保护；4） PLC输入输出点的确定及分配等。2、 电路图的确定1） 画出主电路原理图；2） 画出PLC原理或接线图。3） 画出顺序功能图3、 控制软件的设计及调试根据控制规则进行如下工作：1） 画出顺序功能图；2） 设计PLC控制梯形图；3） 程序调试说明。1.2 课程设计的基本要求动作要求：1单循环为：1）从原点开始下降；2）吸工件，延时1秒；3）上升；4）右转；5）下降；6）放下工件，延时1秒；7）上升；8）左转，回原点。2要
6、求有四种工作方式：手动、单步、单周期、连续。3连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。2总体设计2.1 PLC选型因为在设计程序时总共用到了17个输入信号和7个输出信号，这样CPU的输入端子要多一些以满足要求，因此在示教机械手控制系统中选用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器CPU226AC/DC/继电器。PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为此控制系统的主机。选用CPU226的特点，其基本参数如下：本机数字输入：32路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85264V输入电流仅
7、CPU/最大负载：35/100mA,AC240V电压范围：DC20.428.8V电流限制：约1.5A2.2 PLC端子分配图图1 PLC端子分配图2.3外部接线图图2 外部接线图3 PLC程序设计3.1 设计思想该机械手能完成手动，回原点，单步，单周期，连续工作。自动：当机械手处于起始位置时，上限开关和左限开关开关闭合。将控制按钮调到连续，按下启动按钮，关闭上限位左限位，自动程序开始运行，机械手下降，关闭启动按钮。然后按下下限开关，机械手开始吸工件并延时1秒，延时完成后按夹紧置位，机械手上升。按上限位，机械手右行。按右限位，机械手下行。按下限位，机械手放开工件并延时1秒。延时完成后上升，按上限
8、位和左限位，则左行。完成后计数器加1，并重复上述过程。手动：开始手动旋钮，与自动不同的是需要自己复位。3.2 顺序功能图图3 回原点顺序功能图图4 自动程序顺序功能图3.3 PLC梯形图图5 主程序梯形图图6 公用程序梯形图图7 手动程序梯形图图8 回原点程序梯形图图9 自动程序梯形图4程序调试说明仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的ASC文件，然后再下载到仿真PLC中去。在仿真软件中执行菜单命令“文件”“装载程序”，在出现的对话框中选择下载的程序块，点击“确定”按钮后，在出现的“打开”对话框中双击要下载的*.
9、awl文件，开始下载。下载成功后，CPU模块上出现下载的ASC文件名称，同时会出现下载的程序代码文本框和梯形图。图10 程序调试图点击运行按钮，开始执行用户程序。在执行的过程中可检查结果是否正确。本程序经仿真软件模拟后，没有发现错误，程序符合设计要求。5结束语为期两周的课程设计就这样结束了，这两周让我收获了不少。本次课程设计只有一个项目：示教机械手传动系统设计。当然其中还学习了画图等一些与自己专业关联的知识。 课程设计让我了解了PLC梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次课程设计脱离不了集体的力量，
10、遇到问题和同学互相讨论交流，多和同学讨论。我们在做课程设计的过程中要不停的讨论问题，同学间相互吸取错误教训和提高自身任务的完成质量。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己解决问题，“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”在设计的过程中我还得到了老师的帮助与意见。在学习的过程中，不是每一个问题都能自己解决，向老师请教或向同学讨论是一个很好的方法，不是有句话叫做思而不学则殆。做事要学思结合。这就是我在设计示教机械手传动系统的过程中所体会到的。6参考文献1机电传动控制基础 主编： 陈白宁 段智敏 刘文波2机电传动控制课程设计指导书 主编： 陈白宁3网络资料4
