机械手的模拟控制

PLC课程设计

机械手的模拟控制

组员：高真齐

侯毛威

学号：1315020427

1315020423 指导教师：徐承韬

2016年5月27日

引言

在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。

可编程逻辑控制器，即PLC，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。而本次设计，就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。

关键词：机械手PLC 可编程逻辑控制器

PLC课程设计 (1)

引言 (2)

一：设计任务书 (4)

1.1 控制要求 (4)

1.2设计要求 (4)

二：硬件电路设计和描述 (4)

2.1. I/O分配 (4)

2.2 PLC外围接线图 (5)

三：软件设计流程及描述 (6)

3.1 流程图 (6)

3.2 功能图 (7)

3.3 工作方式 (7)

四：PLC控制程序 (8)

4.1 梯形图 (8)

4.2 梯形图说明 (12)

4.3 I/O 分配表 (12)

五．设计心得 (13)

参考文献 (14)

B A

SB1

SB2

SQ1

SQ2SQ3SQ4

YV1YV2

YV3

YV5

YV4

一：设计任务书

1.1 控制要求

按起动后，传送带A 运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s 后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s 后机械手上升。上升到位后，传送带B 开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B 停止，此时传送带A 运行直到按一下光电开关才停止……循环

1.2设计要求

1) 根据控制要求，进行机械手的模拟控制硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC 硬件配置电路。

2) 根据控制要求，编制机械手的模拟控制PLC 应用程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。

3) 编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。

② 基于PLC 的机械手的模拟控制电气控制系统电路图。

③ PLC 控制程序（梯形图和指令表）。 ④ 电器元器件的选择和有关计算。 ⑤ 电气设备明细表。

⑥ 参考资料、参考书及参考手册。 ⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明

书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。

二：硬件电路设计和描述 2.1. I/O 分配

输入输出

起动按钮：I0.0 上升YV1：Q0.1

停止按钮：I0.5 下降YV2：Q0.2

上升限位SQ1：I0.1 左转YV3：Q0.3

下降限位SQ2：I0.2 右转YV4：Q0.4

左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：Q0.5

右转限位SQ4：I0.4 传送带A：Q0.6

光电开关PS：I0.6 传送带B：Q0.7

2.2 PLC外围接线图

本次实验共有7个输出和8个输出，采用西门子CPU 226做本次实验.

三：软件设计流程及描述3.1 流程图

3.2 功能图

3.3 工作方式

按下启动按钮时，下降继电器线圈通电，机械手开始下降，同时传送带A运行。下降到底时，碰到下限位开关，下降继电器线圈断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧，同时延时继电器工作。2s后，上升继电器线圈开始通电，机械手上升；上升到顶时，碰到上限位开关，上升继电器线圈断电，上升停止；同时接通左移继电器，机械手左移，左移到位时，碰到左移极限位开关，左移继电器线圈断电，左移停止。下降继电器线圈接通，机械手下降。下降到底时碰到下限位开关下降继电器线圈断电，下降停止同时延时继电器工作；同时夹紧电磁阀断电，机械手放松。2s后，上升继电器线圈通电，机械手上升，上升到极限时碰到极限位开关，上升继电器断电，上升停止；同时传送带B运行。同时接通右移继电器，机械手右移；右移到原点时，碰到右极限开关，右移继电器线圈断电，右移停止。同时传送带B停止。此时，机械手进行下一次循环。

四：PLC控制程序4.1 梯形图

4.2 梯形图说明

本次程序设计应用的是顺序控制法，其中网络1-网络10是根据功能图编写的，按下起动按钮，A运行，机械手下降，下降到限位开关SQ2，机械手夹紧，T37开始延时，2秒后机械手上升，上升到限位开关SQ1后，机械手向左移动，左移到限位开关SQ3后机械手下降，下降到限位开关SQ2后T38开始延时，经2秒延时后机械手上升，上升到限位开关SQ1后，机械手右转，同时传送带B运行。，右转到限位开关SQ4后，传送带B停止。然后循环。网络11-网络17对应的是7个输出。也是根据顺控制法编写的。网络18，网络19是两个通电延时继电器。

4.3 I/O 分配表

通过分析控制任务，如不考虑产量显示，则共需要7个数字量输入和8个数字量输出，CPU型号可以选择CPU226

输入启动按钮SB1 I0.0 停止按钮SB2 I0.5 上升限位SQ1 I0.1 下降限位SQ2 I0.2 左转限位SQ3 I0.3 右转限位SQ4 I0.4 光电开关PS I0.6

输出上升YV1 Q0.1 下降YV2 Q0.2 左转YV3 Q0.3 右转YV4 Q0.4 夹紧YV5 Q0.5 传送带A Q0.6 传送带B Q0.7

五．设计心得

课程设计是一个重要的教学环节，通过课程设计使我们了解到一些实际与理论之间的差异。通过课程设计不仅可以巩固专业知识，为以后的工作打下了坚实的基础，而其还可以培养和熟练使用资料，把我们所学的课本知识与实践结合起来，起到温故而知新的作用。课程设计诚然是一门专业课，给我很多专业知识以及专业技能上的提升。通过这次课程设计，让我更加深刻了解课本知识，和以往对知识的疏忽得以补充，我们在设计过程中遇到一个不懂的设计方法——顺序控制法，通过去图书馆查阅相关的书籍，我学会了如何去使用顺序控制法设计功能图，并且通过功能图设计出了梯形图，最终在电气实验室210里调试程序，发现问题及时修改，最终完善了梯形图里一些不对的地方。使本次设计圆满完成。

在之后的设计报告中，我们又重新学习了一遍如何使用CAD软件来画图，包括了顺序流程图，功能图，主电路图，以及PLC外围接线图。在使用AUTOCAD的过程中遇到了很多问题同时也学到了很多的作图技巧和方法，开始的矩形以及连线都很困难，但是通过各方面的查资料以及实用电子工程制图课本也慢慢的找到了方法。在做好大致轮廓的时候输入文字遇到了大麻烦，开始早CAD的各种命令开始知道DT输入文字。Pl画线段改变线段端点微端宽度画箭头等等。再后来找到了AUTOCAD Electrical这个电气CAD更加方便的作图包括导线，电气元件，电机等等更加方便的画出来。

最后，通过本次课程设计，我们学会了如何编写一个类似论文的设计报告，排版，设计封面，如何使用WPS里的目录功能进行编写目录，通过插入图片的方式使报告更显学术性。在此次实习中，感谢徐承韬老师的指导，让我们明白了在调试过程中为什么I0.4的输入为什么是常亮，而其他的输出都不亮。

参考文献

[1]S7-200 SMART PLC 编程及应用第2版廖常初主编机械工业出版社

[2]西门子S7-200 PLC 应用教程赵全利主编机械工业出版社

[3]三菱PLC应用100例第2版杨后川张春平电子工业出版社

物料分拣机械手自动化控制系统设计

物料分拣机械手自动化控制系统设计摘要机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用气动驱动和PLC控制的设计方案。采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略。关键词:机械手；可编程控制器；自动化控制；物料分拣

目录第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)

机械手地模拟控制

自动化专业综合设计报告设计题目：机械手的模拟控制所在实验室：PLC实验室指导教师：由枫秋学生姓名韩璐班级文自082-1 学号200890517106 撰写时间：2012-03-1 成绩评定：

一、设计目的用PLC设计机械手的模拟控制。二、设计要求有一机械手，有手动操作和自动操作两种方式，其控制要求如下：（1）按动启动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A 才停止。（2）当光电开关PS检测到工件时，机械手臂先下降，下降到位后机械手夹紧工件，2S后开始上升，而机械手臂保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位后机械手松开，2S后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A才停止……循环。（3）手动操作，每个动作均能单独操作，用于将机械手复归至原点。（4）自动停止时有两种情况，一种是停在当前位置，当下一次启动时从当前位置继续进行，另一种是按下停止按钮时，不马上停止而是一个周期结束后停在原点位置。三、设计内容 1、输入输出分配表机械手的输入信号主要有启动开关、停止开关、检测信号PS、上升限位开关、下降限位开关、左转限位开关、右转限位开关、手动下降开关、手动上升开关、手动左转开关、手动右转开关共十个输入信号，机械手中各个输入按钮和限位开关在PLC 控制中对应的端口号如表1所示机械手的输出信号主要有传送带A运行、传送带B运行、机械手下降、机械手上升、机械手左转、机械手右转、机械手夹紧共七个输出信号，机械手各输出信号在PLC 控制中对应的端口号如表2所示

(完整版)基于plc的机械手控制系统设计

前言随着我国工业生产的飞跃发展，自动化程度的迅速提高，实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化，已愈来愈引起人们的重视。机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率；可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产；尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中，它代替人进行正常的工作，意义更为重大。本文将通过西门子PLC控制机械手，PLC是可编程控制器（Programmable Logic Controller）的简称，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC，在步进电机驱动下，完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制，并对非正常情况实行自动报警和自动保护，实现企业的机电一体化，提高企业的生产效率。

示教机械手控制系统设计

百度文库- 让每个人平等地提升自我 0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要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地改善工人的劳动条件，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、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捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德结束语目录 0前言 0 1 课程设计的任务和要求 ...................................................................... 1 课程设计的任务 ............................................................................ 1 课程设计的基本要求 (3) 2总体设计 (3) PLC 的选型端子分配图 3 PLC 程序设计设计思想... 顺序功能图 4程序调试说明参考文献

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，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。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，一旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车；所谓但电动机的拖动，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较多时，机械传动机构复杂；多电动机拖动，即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件。、1课程设计的任务和要求课程设计的任务 1）示教机械手控制系统设计 2）示教机械手系统示意图如下图所示

机械手动作的模拟 (2)

压力加工设备控制系统设计实训报告（机械手动作的模拟）学院：机械工程学院专业：机械设计与制造及其自动化班级：机械1002班学号：101201210 姓名：李保琳同组学生：吉灵龙、刘伟峰、孙武亮洪敏、黄鹏、黄橙、沈斌扬州大学机械工程学院 2013年12月30日

实训课题机械手动作的模拟一、实训目的用数据移位指令来实现机械手动作的模拟。二、实训设备（包括实验面板图） 1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台 2、PC/PPI编程电缆一根 3、锁紧导线若干三、输入/输出接线端口分配表

电气接线图：四、控制动作分析图中为一个将工件由A 处传送到B 处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：原位 → 下降 → 夹紧 →上升 → 右移 ↑ ↓ 左移 ← 上升 ← 放松 ← 下降 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 I0.1 I0.0 I0.2 I0.3 I0.4 L2 L1 M1 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 HL SD SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 V+ COM V C V C S7-200 CN PLC 机械手

PLC机械手动作的模拟

P L C机械手动作的模拟集团企业公司编码：（LL3698-KKI1269-TM2483-LUI12689-ITT289-

目录一、摘要 (1) 二、控制要求 (2) 三、控制原理介绍及图示 (3) 1、机械手动作的模拟实验面板图 (3) 2、输入/输出接线列表 (3) 3、控制过程 (3) 四、控制方案 (5) 1、工作过程分析 (5) 2、梯形图 (6) 五、运行调试 (9) 六、小结 (10)

七、参考文献 (11)

一、摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及。机械手：mechanicalhand，也被称为自动手，autohand 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危

实训4 QS机械手的模拟控制

实训四机械手的模拟控制一、实验目的用PLC构成机械手控制系统二、实验内容 1. 控制要求按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运转，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环 2. I/O分配输入输出启动按钮：X0 左转限位SQ3：X3 上升YV1：Y1 加紧YV5：Y5 停止按钮：X5 右转限位SQ4：X4 下降YV2：Y2 传送带A：Y6 上升限位SQ1：X1 光电开关PS：X6 左转YV3：Y3 传送带B：Y7 下降限位SQ2：X2 右转YV4：Y4 3.用梯形图设计程序。 4.调试并运行程序 5.将调试运行正常的梯形图写入实验报告。（实验报告包括：1、实验目的2、控制要求3、I/O口分配4、梯形图5、实验结果）实训四机械手的模拟控制一、实验目的用PLC构成机械手控制系统二、实验内容 1. 控制要求按起动后，传送带A运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运转，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环 2.I/O分配输入输出启动按钮：X0 左转限位SQ3：X3 上升YV1：Y1 加紧YV5：Y5 停止按钮：X5 右转限位SQ4：X4 下降YV2：Y2 传送带A：Y6 上升限位SQ1：X1 光电开关PS：X6 左转YV3：Y3 传送带B：Y7 下降限位SQ2：X2 右转YV4：Y4 3.用梯形图设计程序。 4.调试并运行程序 5.将调试运行正常的梯形图写入实验报告。（实验报告包括：1、实验目的2、控制要求3、I/O口分配4、梯形图5、实验结果）

PLC课程设计-舞台灯光的模拟及机械手的模拟控制工程设计

设计报告应包括以下几点: PLC 课程设计课题舞台灯光的模拟及机械手的模拟控制工程设计院系电子信息工程学院专业电气自动化（船舶电气）班级电气095 姓名学号完成日期2011年9月25日指导教师实训地点

论文概述：可编程控制器(Programmable Controller)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(Programmable Logic Controller)，简称PLC，它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同，基本构成为：a、电源； b. 中央处理单元(CPU)； c、存储器； d、输入输出接口电路； e、功能模块; f、通信模块。 PLC作为一种特殊形式的计算机控制装置, 比以往使用专用机开发的工业控制系统更具通用性．在自动化领域有着广泛的应用，而本文所介绍的舞台灯光和机械手程序，就是其中典型的代表。课题一：舞台灯光的模拟控制一、课程设计目的与要求：随着微电子技术和计算机技术的迅速发展，PLC在工业控制领域内得到十分广泛地应用。从单机自动化到整条生产线的自动化，乃至整个工厂的生产自动化；从柔性制造系统、工业机器人到分散式网络化控制系统，PLC都承担着及其重要的角色。从应用的角度来说，学习PLC技术不仅要靠掌握系统配置和编制程序的方法，更需要通过具体的编程操作实践训练，系统集成（PLC外部接线、输入信号处理、输出控制对象、功能模块组装）实训，系统的调试、纠错和运行等实践环节，才能不断加深对PLC指令功能及特点的理解和认识，掌握编程方法，提高编程技巧，真正具备PLC技术的综合应用和设计能力。二、设计内容及控制要求（流程图及文字说明）（1）本实验是用PLC构成舞台灯光控制系统，按启动按钮，按以下规律显示： 1--2--3—4—5—6—7—8—9—10-11-12-13-14-15-16-15-......-1-12-123-1234 -......至全亮间隔1S闪烁3次,78-6789-5678910-全亮闪烁3次,1-13-135-......至奇数灯全亮，2-24-246......至偶数灯全亮，116-215-314- (78) 78-69-510-……-116 如此循环。以上闪烁以间隔一秒为准。按下停止按钮，程序马上停止运行。（2）舞台灯光的模拟实验面板图

机械手动作的模拟要点

机械手动作的模拟控制要求图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：机械手动作的模拟实验面板图：此面板中的启动、停止用动断按钮来实现，限位开关用钮子开关来模拟，电磁阀和原位指示灯用发光二极管来模拟。输入/输出接线列表] 工作过程分析：当机械手处于原位时，上升限位开关I0.2、左限位开关I0.4均处于接通（“1”状态），移位寄存器数据输入端接通，使M10.0置“1”，Q0.5线圈接通，原位指示灯亮。按下启动按钮，SB1置“1”，产生移位信号，M10.0的“1”态移至M101，下降阀输出继电器I0.0接通，执行下降动作，由于上升限位开关U0.2断开，M10.0置“0”，原位指示灯灭。当下降到位时，下限位开关SQ1接通，产生移位信号，M10.0的“0”态移位到M10.1，下降阀Q0.0断开，机械手停止下降，M10.1的“1”态移到M10.2，M20.0线圈接通，M20.0

动合触点闭合，夹紧电磁阀Q0.1接通，执行夹紧动作，同时启动定时器T37，延时1.7秒。机械手夹紧工件后，T0动合触点接通，产生移位信号，使M10.3置“1”，“0”态移位至M102.，上升电磁阀YQ0.2接通，I0.1断开，执行上升动作。由于使用S指令，M20.0线圈具有自保持功能，Q0.1保持接通，机械手继续夹紧工件。当上升到位时，上限位开关I0.2接通，产生移位信号，“0”态移位至M10.3，Q0.2线圈断开，不再上升，同时移位信号使M10.4置“1”，Q0.4断开，右移阀继电器Q0.3接通，执行右移动作。待移至右限位开关动作位置，I0.3动合触点接通，产生移位信号，使M10.3的“0”态移位到M10.4，Q0.3线圈断开，停止右移，同时M10.4的“1”态已移到M10.5，Q0.0线圈再次接通，执行下降动作。当下降到使I0.1动合触点接通位置，产生移位信号，“0”态移至M10.5，“1”态移至M10.6，Q0.0线圈断开，停止下降，R指令使M20.0复位，Q0.1线圈断开，机械手松开工件；同时T38启动延时1.5秒，T1动合触点接通，产生移位信号，使M10.6变为“0”态，M10.7为“1”态，Q0.2线圈再度接通，I0.1断开，机械手又上升，行至上限位置，I0.2触点接通，M10.7变为“0”态，M11.2为“1”态，I0.2线圈断开，停止上升，Y004线圈接通，X003断开，左移。到达左限位开关位置，X004触点接通，M11.2变为“0”态，M11.3为“1”态，移位寄存器全部复位，Q0.4线圈断开，机械手回到原位，由于I0.2、I0.4均接通，M10.0又被置“1”，完成一个工作周期。再次按下启动按钮，将重复上述动作。

-机械手电气控制系统设计.doc

机械手电气控制系统设计

目录一、机械手设计任务书 (1) 1机械手结构、动作与控制要求 (1) 2设计任务 (1) 二、电器控制部分 (2) 1.电器元件目录表 (2) 2.机械手主电路接线图 (3) 3.继电器控制电路 (4) 4.接线图 (4) 5.电器板元件布置图 (5) 6.控制面板 (5) 三、PLC控制部分 (6) 1.PLC的选型 (6) 2.PLC I/O图 (6) 3.状态转移图 (7) 4.梯形图 (7) 5.指令表 (10) 四、参考文献 (14) 一、机械手设计任务书 1机械手结构、动作与控制要求

机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产的自动化。本设计中的机械手采用关节式结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。设计要求 1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。 1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定） 1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。 1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。 1.5应有必要的电气保护与联锁环节。 2设计任务： 2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。 2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种：电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。 2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。

机械手的模拟控制

机械手的模拟控制图7-29为传送工件的某机械手的工作示意图，其任务是将工件从传送带A 搬运到传送带B。 1.控制要求按起动按钮后，传送带A运行直到光电开关PS检测到物体，才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s后机械手上升。上升到位后，传送带B开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B停止，此时传送带A运行直到光电开关PS再次检测到物体，才停止……循环。机械手的上升、下降和左转、右转的执行，分别由双线圈二位电磁阀控制汽缸的运动控制。当下降电磁阀通电，机械手下降，若下降电磁阀断电，机械手停止下降，保持现有的动作状态。当上升电磁阀通电时，机械手上升。同样左转/右转也是由对应的电磁阀控制。夹紧/放松则是由单线圈的二位电磁阀控制汽缸的运动来实现，线圈通电时执行夹紧动作，断电时执行放松动作。并且要求只有当机械手处于上限位时才能进行左/右移动，因此在左右转动时用上限条件作为联锁保护。由于上下运动，左右转动采用双线圈两位电磁阀控制，两个线圈不能同时通电，因此在上/下、左/右运动的电路中须设置互锁环节。为了保证机械手动作准确，机械手上安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对机械手进行下降、上升、左转、右转等动作的限位，并给出动作到位的信号。光电开关PS负责检测传送带A上的工件是否到位，到位后机械手开始动作。 2. I/O分配输入输出起动按钮： I0.0 上升YV1：Q0.1 停止按钮： I0.5 下降YV2：Q0.2 上升限位SQ1：I0.1 左转YV3：Q0.3 下降限位SQ2：I0.2 右转YV4：Q0.4 左转限位SQ3：I0.3 夹紧YV5：Q0.5 右转限位SQ4：I0.4 传送带A：Q0.6 光电开关 PS： I0.6 传送带B：Q0.7

机械手控制系统设计(完整版).doc

机械手控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图

II The Design of Manipulator Control System ABSTRACT In industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved. The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient. The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training. Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram

机械手模拟控制(二)

目录 1．简介22 1.1课题概况22 1.2设计要求22 1.3设计内容22 2．系统总体方案设计33 2.1总体方案选择说明33 2.2控制方式选择33 2.3操作界面设计（其它图见附录）44 3.PLC控制系统的硬件设计44 3.1 PLC的选型44 3.2 I/O点数的估算55 3.3 I/O分配表55 3.4电气原理图设计55 3.5电气元件明细表55 4. PLC控制系统程序设计66 4.1 状态分配表66 4.2 机械手控制程序顺序功能图(或流程图)设计66 4.3 控制程序设计思路66 5．系统调试及结果分析1111 5.1 系统梯形图1111 5.2 结果分析1515 5.3调试过程中问题及解决方法1515 6．系统的使用说明书1515 7．课程设计体会1616 8．参考文献1616 9．附录1717

1．简介 1.1课题概况一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成，当某个电磁阀线圈通电，就一致保持现有的机械动作，如果线圈断电则停止机械动作。例如下降的电磁阀通电，机械手下降，如线圈断电，则停止现有的下降动作，直到通电后继续下降；当此电磁阀相反方向的线圈通电时则进行上升的机械动作。另外夹紧/放松有单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行加紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，启动按钮SB1、停止按钮SB2,SA1为单次工作和循环工作的选择开关，SA2为手动工作和自动工作选择开关。启动按钮SB1按下后开始工作，有八个动作，如下所示：原位→下降→夹紧→上升→右移 ↑↓ 左移←上升←放松←下降 1.2设计要求 (1)初始状态：机械手运行前，处于原位状态。 (2)由SA2开关选择自动或手动工作。自动工作有单次循环工作和重复循环工作两种流程；手动工作状态时，按下启动按钮，只能单步运行：按下启动按钮则运行一步，下一步运行需要再按一次启动按钮。 (3)启动操作：按下启动按钮SB1，机械手按如表所示的工作流程运行。 (4)停止工作：按下停止按钮SB2后，立即停止运行，按下启动按钮SB1又能继续运行。 1.3设计内容该机械手分为自动工作与手动工作：一、自动工作： (1)单次循环：按下启动按钮→下降（YV1）→下降到位，夹紧（YV2）延时4s→上升（YV3）→上升到位，右移（YV4）→右移到位，下降（YV1）→下降到位，放松延时3s→上升（YV3）→上升到位，左移（YV5）→左移，到达原位→停止工作 (2)重复循环：按下启动按钮→下降（YV1）→下降到位，夹紧（YV2）延时4s→上升（YV3）→上升到位，右移（YV4）→右移到位，下降（YV1）→下降到位，放松延时3s→上升（YV3）→上升到位，左移（YV5）→左移，到达原位按以上步骤循环三次。二、手动工作：单步运行：按下启动按钮→下降（YV1）到位停止→按下启动按钮→夹紧(YV2)延时2s→按下启动按钮→上升（YV3）到位停止→按下启动按钮（以此类推）……

PLC控制机械手设计与模拟调试

PLC 控制机械手设计与模拟调试设计任务和要求如下: 1、任务：机械原点高在可动部分左上方，即压下左限开关和上限开关。并且工作钳处于放松状态；上升、下降和左、右移动由电磁阀驱动气缸来实现的；当工件处于工作台B 上方准备下放时，为确保安全，用光电开关检测工作台B 有无工件，只在无工件时才发出下放信号；机械手工作循环为：启动---->下降---->夹紧--→上升---->右行---->下降---->放松---->上升---->左行---->原点。 2、要求：（1）电气原理图设计，工作方式设置为自动循环和点动两种。（2） PLC 梯形图设计，工作方式设置为自动循环、点动、单周循环和步进四种。（3）有必要的电气保护和联锁。（4）自动循环时应按上述顺序动作。启动---->下降---->夹紧--→上升---->右行---->下降---->放松---->上升---->左行 ---->原点。夹紧放松 SQ5 x5SQ6 x6 机械手运行模拟图

I/O 接线图左行右行上升放松/夹紧下降自动起动停止手动单步单周回原点连续回原点起动手动上升手动下降手动左移手动右移手动放松手动夹紧左限位右上限位右下限位右限位左上限位左下限位

I/O分配表

梯形图

(1)回原点方式按住X21，按一下X25→ Y0断电，停止下降；Y2通电，上升；→上升到位即压下X5→Y3断电，停止右移；Y4通电，左移→左移到位即压下X6 →停止。 (2)手动方式按住X20，原位（按X2、X6），①按X14→ Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；松开X14，②按X10→Y1通电，夹紧；松开X10，③按X15 → Y2通电，上升（Y1保持通电，保持夹紧）→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；松开X15，④按X12→ Y3通电，右移（Y1保持通电，保持夹紧）→右移到位即压下X3→松开X12，B处无工件，即按下X0，⑤按X14→ Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降；松开X14，⑥按X11→Y1断电，放松；松开X11，⑦按X15 → Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升；松开X15，⑧按X13→ Y4通电，左移→左移到位即压下X6→Y4断电，停止。 (3)单步方式按住X22，原位（按X2、X6），按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；→按一下X26→Y1通电，夹紧→延时1秒→按一下X26→Y2通电，上升→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；→按一下X26→Y3通电，右移→右移到位即压下X3→Y3断电，停止右移→按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降→按一下X26→Y1复位，放松→延时1秒→按一下X26→Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升→按一下X26→Y4通电，左移→左移到位即压下X6→停止。 (4)单周方式按住X23，按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；→Y1通电，夹紧→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；→Y3通电，右移→右移到位即压下X3→Y3断电，停止右移→B处无工件，即按下X0，Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降→Y1复位，放松→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升→Y4通电，左移→左移到位即压下X6→停止。（一周） (5)自动方式按住X24，按一下X26→Y0通电，下降→下降到位即压下X1→Y0断电，停止下降；→Y1通电，夹紧→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X2→Y2断电，停止上升；→Y3通电，右移→右移到位即压下X3→Y3断电，停止右移→B处无工件，即按下X0，Y0通电，下降→下降到位即压下X4→Y0断电，停止下降→Y1复位，放松→延时1秒→Y2通电，上升→上升到位即压下X5→Y2断电，停止上升→Y4通电，左移→左移到位即压下X6→Y0．．通电，下降．．．．．（下一个循环）。无论什么时候，按X27，将停止。

机械手及控制系统设计

河北工程大学课程设计指导说明书课程题目: 机械手及控制系统设计专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向班级: 机制11班姓名: 唐科学号 8 指导老师: 杨玉敏

目录第一章绪论题目要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3题目概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3气动机械手。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3气动机械手的发展趋势。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3课题的现实意义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章气动机械手的操作要求及功能机械手移动动作示意图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5机械手操作面板图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5机械手的输入\输出信号定义图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6机械手顺序动作的要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 第三章机械部分设计气动搬运机械手的结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8机械手的主要部件及运动。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8驱动机构的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9机械手的技术参数列表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9气动回路的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9末端执行器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10升降手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12平移手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 第四章机械手控制设计 PLC的简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 PLC的应用领域。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 PLC的系统组成。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 PLC的定义及选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17机械手传送系统输入点和输出点分配表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 原理接线图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 控制程序流程图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19机械手控制软件设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 21控制系统程序。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 手动单步操作程序。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 机械手系统梯形图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。23 语句表程序设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24 第五章课程设计总结

机械手的模拟控制

PLC课程设计机械手的模拟控制组员：高真齐侯毛威学号：1315020427 1315020423 指导教师：徐承韬 2016年5月27日

引言在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累！机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。工业机械手机器人的一个重要分支。可编程逻辑控制器，即PLC，是一种采用一类可编程的存储器，用于其内部存储程序，执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。而本次设计，就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。关键词：机械手PLC 可编程逻辑控制器目录

PLC课程设计 (1) 引言 (2) 一：设计任务书 (4) 1.1 控制要求 (4) 1.2设计要求 (4) 二：硬件电路设计和描述 (4) 2.1. I/O分配 (4) 2.2 PLC外围接线图 (5) 三：软件设计流程及描述 (6) 3.1 流程图 (6) 3.2 功能图 (7) 3.3 工作方式 (7) 四：PLC控制程序 (8) 4.1 梯形图 (8) 4.2 梯形图说明 (12) 4.3 I/O 分配表 (12) 五．设计心得 (13) 参考文献 (14)

B A SB1 SB2 SQ1 SQ2SQ3SQ4 YV1YV2 YV3 YV5 PS YV4 一：设计任务书 1.1 控制要求按起动后，传送带A 运行直到按一下光电开关才停止，同时机械手下降。下降到位后机械手夹紧物体，2s 后开始上升，而机械手保持夹紧。上升到位左转，左转到位下降，下降到位机械手松开，2s 后机械手上升。上升到位后，传送带B 开始运行，同时机械手右转，右转到位，传送带B 停止，此时传送带A 运行直到按一下光电开关才停止……循环 1.2设计要求 1) 根据控制要求，进行机械手的模拟控制硬件电路设计，包括主电路、控制电路及PLC 硬件配置电路。 2) 根据控制要求，编制机械手的模拟控制PLC 应用程序，有条件可以利用模拟开关板调试程序，模拟运行。 3) 编写设计说明书，内容包括： ① 设计过程和有关说明。 ② 基于PLC 的机械手的模拟控制电气控制系统电路图。 ③ PLC 控制程序（梯形图和指令表）。 ④ 电器元器件的选择和有关计算。 ⑤ 电气设备明细表。 ⑥ 参考资料、参考书及参考手册。 ⑦ 其他需要说明的问题，例如操作说明书、程序的调试过程、遇到的问题及解决方法、对课程设计的认识和建议等。二：硬件电路设计和描述 2.1. I/O 分配输入输出

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