PLC控制机械手设计
机械手的PLC控制-PLC课程设计
一、要求机械手的PLC控制1．设备基本动作：机械手的动作过程分为顺序的8个工步：既从原位开始经下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移8个动作后完成一个循环（周期）回到原位。
并且只有当右工作台上无工件时，机械手才能从右上位下降，否则，在右上位等待。
2．控制程序可实现手动、自动两种操作方式；自动又分为单工步、单周期、连续三种工作方式。
3．设计既有自动方式也有手动方式满足上述要求的梯形图和相应的语句表。
4. 在实验室实验台上运行该程序。
二参考1. “PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”2. “机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
3．“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式时手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。
注解：“PLC电气控制技术——CPM1A系列和S7-200”书中212页“8.1.3机械手的控制”例中只有手动和自动（连续）两种操作模式，使用顺序控制法编程。
PLC 机型选用CPM2A-40型，其内部继电器区和指令与CPM1A系列的CPM有所不同。
“机床电气控制”第三版王炳实主编书中156页“三、机械手控制的程序设计”。
本例中的程序是用三菱公司的F1系列的PLC指令编制。
有手动、自动（单工步、单周期、连续）操作方式。
手动方式与自动方式分开编程。
参考其编程思想。
“可编程控制器原理及应用”宫淑贞徐世许编著人民邮电出版社书中P168—P175例4.6。
其中工作方式有手动、自动（单步）、单周期、连续；还有自动工作方式下的误操作禁止程序段（安全可靠）。
用CPM1A编程。
这里“误操作禁止”是指当自动（单工步、单周期、连续）工作方式时，按一次操作按钮自动运行方式开始，此后再按操作按钮属于错误操作，程序对错误操作不予响应。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计基于PLC的机械手控制设计，是一种智能化的机械手控制方法，它利用PLC 控制器进行逻辑控制，使机械手能够自主地完成多种工作任务。
本文将介绍本方法的具体实现过程，包括机械结构设计、PLC程序设计以及控制算法设计。
一、机械结构设计机械结构是机械手的核心，合理的机械结构设计将为实现机械手的自主运动提供必要的保障。
机械手一般由控制系统、机械部分和执行机构三部分组成。
机械部分一般包含基座和移动结构，执行机构包括手臂和手指。
这里我们以一款三轴机械手为例进行介绍。
1. 机械手构造机械手采用了一种比较简单的三轴结构，主要有三个关节——一个旋转关节和两个平移关节。
机械手的底座固定在工作台上，三个关节通过模拟伺服电机的方式进行控制。
2. 机械手控制器机械手采用PLC控制器进行逻辑控制，PLC控制器由三个部分组成：输入接口、中央处理器和输出接口。
输入接口用于读取传感器信号，输出接口用于控制执行机构，中央处理器则用于控制机械手的运动。
二、PLC程序设计机械手的PLC程序设计主要分为四个部分：程序初始化、数据采集、运动控制和异常处理。
1.程序初始化机械手程序初始化主要包括程序开头的自诊断和状态检测，并根据检测结果自动执行不同的控制程序。
自诊断可以避免因器件故障等原因引起的机械手操作异常。
2.数据采集机械手需要收集外部环境数据和操作数据。
外部环境数据包括工作物品的坐标、大小、形状等信息，操作数据包括机械手应该执行的命令。
在采集数据时，机械手需要通过传感器或外部设备接口实现。
3.运动控制机械手的运动控制分为机械手移位运动和执行机构运动两个部分。
机械手移位运动需要根据采集到的工作物品信息以及执行机构的操作命令来控制机械手的运动轨迹。
执行机构运动控制则是将机械手的控制信号转换为电机运动信号。
4.异常处理机械手运动过程中可能会出现异常情况，例如碰撞、误差等，需要通过对异常情况的处理来保证机械手的安全和可靠性。
PLC控制机械手设计
PLC控制机械手设计机械手电气控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有连续控制和手动控制等操作方式。
工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。
当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。
当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。
当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。
1、机械手传送工件系统示意图，如图1所示。
图1 机械手传送示意及操作面板图2、输入和输出点分配表及原理接线图表1 机械手传送系统输入和输出点分配表名称代号输入名称代号输入名称代号输出启动SB1 X0 夹紧SB5 X10 电磁阀下降YV1 Y0 下限行程SQ1 X1 放松SB6 X11 电磁阀夹紧YV2 Y1 上限行程SQ2 X2 单步上升SB7 X12 电磁阀上升YV3 Y2 右限行程SQ3 X3 单步下降SB8 X13 电磁阀右行YV4 Y3 左限行程SQ4 X4 单步左移SB9 X14 电磁阀左行YV5 Y4 停止SB2 X5 单步右移SB10 X15 原点指示EL Y5 手动操作SB3 X6 回原点SB11 X16连续操作SB4 X7 工件检测SQ5 X173、操作系统操作系统包括回原点程序，手动单步操作程序和自动连续操作程序，如图3所示。
其原理是：把旋钮置于回原点，X16接通，系统自动回原点，Y5驱动指示灯亮。
再把旋钮置于手动，则X6接通，其常闭触头打开，程序不跳转（CJ为一跳转指令，如果CJ驱动，则跳到指针P所指P0处），执行手动程序。
之后，由于X7常闭触点，当执行CJ指令时，跳转到P1所指的结束位置。
如果旋钮置于自动位置，（既X6常闭闭合、X7常闭打开）则程序执行时跳过手动程序，直接执行自动程序。
4、回原位程序回原位程序如图4所示。
用S10~S12作回零操作元件。
应注意，当用S10~S19作回零操作时，在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器M8043置1。
机械手plc控制设计总结
机械手PLC控制设计项目年度总结一、项目概述项目名称：机械手PLC控制设计项目负责人：____________________项目团队成员：____________________项目周期：____年____月至____年____月二、设计目标和要求1. 设计目标：开发一套高效稳定的PLC控制系统，用于机械手的精准操作和控制。
2. 技术要求：确保系统能够实现____________________（例如：高速响应、精准定位等）。
三、项目实施过程1. 需求分析：与利益相关者进行沟通，明确了机械手的操作需求和技术规格。
2. 系统设计：设计了基于PLC的控制逻辑，包括输入/输出配置、逻辑编程等。
3. 系统集成：将PLC控制系统与机械手硬件进行集成测试。
4. 现场调试：在实际工作环境中对系统进行调试，确保其性能稳定可靠。
5. 用户培训和文档编制：为操作人员提供培训，并编制了详细的使用手册。
四、项目成果1. 成功实现了机械手的自动控制，提高了操作效率和准确性。
2. 在实际应用中，系统表现稳定，故障率低。
3. 用户反馈良好，操作简便，维护方便。
五、遇到的挑战及应对1. 挑战：____________________。
应对措施：____________________。
2. 挑战：____________________。
应对措施：____________________。
六、经验与教训1. 项目管理经验：如何高效地协调团队资源，确保项目按时完成。
2. 技术经验：在PLC编程和系统集成方面的实践经验。
3. 遇到的问题和解决方法：____________________。
七、未来工作建议1. 对现有系统进行进一步优化，以提高____________________。
2. 探索新的技术应用，如____________________，以增强系统功能。
3. 加强与用户的沟通，收集反馈，持续改进产品。
八、总结本项目在机械手PLC控制设计方面取得了重要成果，不仅提高了操作效率，也为未来相关项目提供了宝贵的经验。
基于plc控制的机械手设计
基于PLC控制的机械手设计引言PLC（可编程逻辑控制器）是一种被广泛应用于工业自动化系统的控制器。
它以可编程的方式控制工业过程中的各种设备和机械。
机械手是一种常见的自动化设备，广泛应用于工业领域。
本文将介绍基于PLC控制的机械手设计，包括系统的硬件组成、PLC程序设计和系统的工作原理。
硬件组成基于PLC控制的机械手系统包括以下硬件组成部分：1.PLC控制器：PLC控制器是系统的核心部分，负责接收和处理输入信号，并控制输出设备的操作。
常见的PLC控制器有西门子、施耐德等品牌。
2.机械手：机械手是系统的执行部分，负责完成各种任务，如抓取、搬运等。
它通常由电动机、传动装置、执行器等组成。
3.传感器：传感器用于检测和监测系统的状态和环境变量。
常见的传感器有接近传感器、压力传感器、温度传感器等。
4.输入设备：输入设备用于向系统提供操作信号和参数设置，如按钮、开关等。
5.输出设备：输出设备用于显示系统状态或输出结果，如指示灯、显示屏等。
PLC程序设计PLC程序是由一系列指令组成的，用于控制PLC控制器。
以下是基于PLC控制的机械手系统的PLC程序设计步骤：1.确定系统的需求和功能：首先需要确定机械手的具体需求和功能，如抓取物体的方式、搬运的速度等。
2.设计输入和输出信号：根据系统需求，确定输入和输出信号的类型和数量。
输入信号可以是按钮的状态、传感器的检测结果等，输出信号可以控制机械手的运动和执行动作。
3.设计PLC程序逻辑：根据系统需求和硬件组成，设计PLC程序的逻辑。
逻辑可以使用Ladder Diagram、Function Block Diagram等可视化编程语言进行描述。
4.编写PLC程序：根据设计的逻辑，使用PLC编程软件编写PLC程序。
编写过程中需要考虑安全性、可靠性和性能等方面。
5.调试和测试：将编写好的PLC程序下载到PLC控制器中，并进行调试和测试。
调试过程中需要检查各个输入和输出设备是否正常工作，是否满足系统的需求和功能。
机械视觉机械手PLC控制系统的设计
机械视觉机械手PLC控制系统的设计简介本文档旨在介绍机械视觉机械手PLC控制系统的设计。
该系统结合了机械视觉技术和PLC控制技术，实现了高效准确的机械操作。
以下将对系统的原理、设计要点和应用场景进行详细阐述。
原理机械视觉机械手PLC控制系统的基本原理是通过机械视觉技术实时获取图像信息，对图像进行处理和分析，然后将处理结果传递给PLC控制器，实现对机械手的精确控制。
系统通过识别和定位目标物体，计算出适当的机械操作参数，并将其反馈给PLC控制器，从而驱动机械手执行相应的操作。
设计要点在设计机械视觉机械手PLC控制系统时，需要注意以下几个要点：1. 视觉传感器选择：选择适合的机械视觉传感器，能够满足系统对图像获取和处理的需求。
常见的视觉传感器包括CCD摄像头、CMOS摄像头等。
2. 图像处理算法：针对不同的应用场景，选择合适的图像处理算法。
常用的算法包括边缘提取、目标识别、图像匹配等。
3. 系统集成：将机械视觉系统与PLC控制器进行无缝集成。
确保数据的准确传输和实时响应，以实现精确的机械操作。
4. 系统调试和优化：在系统完成初步搭建后，进行调试和优化工作。
通过对系统运行过程的监测和数据分析，不断优化算法和参数，提高系统的稳定性和性能。
应用场景机械视觉机械手PLC控制系统的设计在许多领域都有广泛的应用，包括但不限于以下几个方面：1. 工业自动化：机械视觉机械手PLC控制系统可以应用于自动化生产线上的物料分拣、装配和检测等操作，提高生产效率和产品质量。
2. 仓储物流：系统可以用于仓储物料的归类、堆垛和搬运等工作，减少人工操作，提高物流效率。
3. 医疗领域：系统可用于医疗器械的装配和精确定位，保证手术和治疗的安全和精准度。
4. 机器人技术：机械视觉机械手PLC控制系统是机器人技术的重要组成部分，可以应用于各种机器人操作，如抓取、放置、装配等。
总结机械视觉机械手PLC控制系统的设计通过结合机械视觉技术和PLC控制技术，实现了高效准确的机械操作。
机械手PLC控制系统设计与装调
机械手PLC控制系统设计与装调机械手是一种用来代替人工完成重复性、繁琐或危险工作的机械装置。
PLC控制系统是一种可编程逻辑控制器，能够实现自动化控制和监控设备的功能。
机械手PLC控制系统设计与装调是指利用PLC控制系统来控制机械手的运动和动作。
1.系统需求分析：根据机械手的任务和要求，分析系统所需的功能和性能，确定系统的控制策略。
2.硬件设计：根据系统需求，设计PLC控制系统的硬件部分，包括选择适当的PLC、输入输出模块、传感器等设备，并进行布置和连线。
3.软件设计：根据机械手的动作和任务，设计PLC控制系统的软件部分，包括编写PLC程序、设置逻辑关系和时序控制等。
4.程序调试：将编写好的PLC程序烧写到PLC中，并进行调试和测试。
通过观察机械手的运动和动作，检查是否符合系统需求。
5.故障排除：在调试过程中，如果发现机械手运动不正常或出现故障，需要进行故障排除和修复，确保系统正常运行。
6.系统调试：将机械手与PLC控制系统进行连接，并进行整体调试和测试。
通过检查机械手的运动轨迹和动作正确性，验证系统是否满足设计要求。
在机械手PLC控制系统设计与装调过程中1.确保PLC控制系统性能和稳定性：选择适当的硬件设备，确保其性能能够满足系统需求；合理设计PLC程序，避免死循环和死锁等问题；对系统进行充分测试和调试，排除潜在的故障。
2.确保机械手安全和可靠运行：考虑机械手的载荷、速度、加速度等因素，设计合理的控制策略，确保机械手的安全运行；设置传感器和限位开关等装置，监控机械手的位置和状态，及时停止或调整其运动。
3.确保系统兼容性和扩展性：设计PLC控制系统时，考虑到未来可能的扩展需求和变化，留出足够的余地；选择具有通信接口和扩展模块等功能的PLC，方便与其他设备进行联动和协同控制。
4.提高系统的可操作性和可维护性：设计PLC程序时，考虑到操作人员的使用和维护需求，使系统界面友好且易于操作；合理安排PLC程序的模块结构和注释，便于后续维护和修改。
机械手控制设计_梯形图设计(PLC设计课件)
启动：右位且夹紧到位；左位且放松到位 停止：到达上升位置
输入
I0.5
行程开关SQ4
机械手左限
I0.6
行程开关SQ5
机械手右限
I0.7
行程开关SQ6
机械手夹紧位置
I1.0
行程开关SQ7
机械手放松位置
I0.4
行程开关SQ3
机械手上限
I0.7 I0.6 I1.0 I0.5
Q0.1 I0.4 Q0.3 Q0.2
行程开关SQ5
机械手右限
I0.7
行程开关SQ6
机械手夹紧位置
I1.0
行程开关SQ7
机械手放松位置
I0.4
行程开关SQ3
机械手上限
I0.7 I0.6 I1.0 I0.5
Q0.1 I0.4 Q责，敢担当，勇图强。
三、梯形图设计
机械手自动控制 机械臂升降控制-上升
输入
I0.5
行程开关SQ4
机械手左限
I0.6
行程开关SQ5
机械手右限
I0.7
行程开关SQ6
机械手夹紧位置
I1.0
行程开关SQ7
机械手放松位置
I0.4
行程开关SQ3
机械手上限
I0.7 I0.6 I1.0 I0.5
Q0.1 I0.4 Q0.3 Q0.2
6.右转，离开左侧位
尽职责，敢担当，勇图强。
三、梯形图设计
机械手自动控制 机械臂升降控制-上升
机械臂下降，下降到位置，抓取工件（夹紧），上升，传送带1启动，机械手上升到位置，左转，左转到位，下降，放 置工件（放松），上升，右转，下降，继续抓取工件。
启动：右位且夹紧到位；左位且放松到位 停止：到达上升位置
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基于三菱FX系列PLC 控制机械手设计
课程设计说明书
PLC控制机械手设计
一、控制要求
控制要求：将物体从位置A搬至位置B
（1）动作顺序：机械手从原点位置起下移到A处下限位从A处夹紧物体后上升至上限位右移至右限位机械手下降至B处下限位上升至上限位左移至左限位（原点）为一个循环。
（2）上限﹑A下限﹑B下限﹑左限﹑右限分别由限位开关控制；机械手设立启动和停止开。
（3）机械手夹紧或松开的工作状态以及到达每一个工位时，均应有状态显示。
（4）机械手的夹紧和放松动作均应有1s延时，然后上升；机械手每到达一个位置均有0.5s 的停顿延时，然后进行下一个动作。
（5）若机械手停止时不在原点位置，可通过手动开关分别控制机械手的上升和左移，使之回到原点。
(6)要求循环120次后自动停止工作并警铃报警。
I/O编址并画出工作框图
PLC程序设计﹑I/O端子接线图
二、程序设计
操作时，机械手的操作分为手动操作方式和自动循环操作方式。
1.工件传送机械手PLC控制输入点分配表见表1
表1 工件传送机械手PLC控制输入点分配表
名称代号输入点编号上限位行程开关ST1 X0
下限位行程开关ST2 X1
左限位行程开关ST3 X2
右限位行程开关ST4 X3
上升手动按钮SB1 X4
左移手动按钮SB2 X6 手动操作方式选择开关SA1-1 X5 自动循环方式选择开关SA2-2 X10 机械手启动按钮SB5 X11
机械手停止按钮SB6 X12 2.工件传送机械手PLC控制输出点分配表见表2
表2 工件传送机械手PLC控制输出点分配表
名称代号输出点编号上升电磁阀YV1 Y0
下降电磁阀YV2 Y1
右移电磁阀YV3 Y2
左移电磁阀YV4 Y3
夹紧电磁阀YV5 Y4
上限指示灯HL1 Y5
下限指示灯HL2 Y6
左限指示灯HL3 Y7
右限指示灯HL4 Y10 报警灯HL5 Y11 原点指示灯HL6 Y12 3．工件传送机械手PLC控制面板如图1所示。
4．工件传送机械手PLC控制接线图如图2所示。
图1 机械手PLC控制面板
图2 机械手PLC控制接线图
5.手动单步操作程序如图3所示。
图中上升和左移都有联锁和限位保护。
图3 手动单步操作程序
6.自动操作程序如图4所示。
图4 自动操作程序
当机械手处于原位时，按启动X11接通，状态转移到S21，驱动下降Y1，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转移到S22，而S21自动复位。
S22驱动下限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S23。
于是下限指示灯熄灭，S23驱动Y4置位，延时1秒，以使电磁力达到最大夹紧力。
当T1接通，状态转移到S24，驱动Y0上升，当上升到达最高位，X0接通，状态转移到S25。
S25驱动上限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S26。
到达状态S26后，上限指示灯熄灭，机械手移到最右位，X3接通，状态转移到S27。
此时，右限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S27。
右限指示灯熄灭，机械手下降。
下降到最低位，X1接通，到达状态S29。
下限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S30，下限指示灯熄灭。
电磁铁放松。
为了使电磁力完全失掉，延时1秒。
延时时间到，T5接通，状态转移到S31上升。
上升到最高位，X0接通，状态转移到S32。
上限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S33。
上限指示灯熄灭，左移。
左移到最左位，使X2接通，到达状态S34。
此时，左限指示灯打开，延时0.5秒后到达状态S35。
到达S35后，左限指示灯熄灭，计数器计数一次，返回初始状态，再开始第二次循环动作。
当计数器计满120次后，系统报警停止，计数器重新置零。
在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次，但它驱动的线圈，却可以使用多次，但两者不能出现在连续位置上。
因此步进顺控的编程，比起用基本指令编程较为容易，可读性较强。
7．系统梯形图如图7。
图7 系统梯形图
8.控制指令语句如图8。
图8 控制指令语句
三、小结
通过这次课程设计，在往日课堂的基础上，我对三菱系列PLC的结构和编程语句有了更深入的了解。
尤其是步进指令，在我这次设计过程中起很大的作用。
对于这道设计题目，我们还可以有更深入的拓展，比如设计一个自动回原点装置以及下移、右移、夹紧、放松的点动按钮，会使机械手更加完善。
综合这两个机电液综合设计，我查阅了不少资料，学到很多知识。
同时，熟悉了AutoCAD 的各种功能。
并在王佳老师的指点下，使用了清华天河的PCCAD插件，直接调用插件中液压库、电气库的模型，节省了绘图时间，增长了见识。
同时王佳老师还提供了PLC编程的软件和不少电子参考资料。
在此向王佳老师表示衷心的感谢！
四、参考书目
1.龚仲华等编著.三菱FX/Q系列PLC应用技术.人民邮电出版社.2006
2.贺哲荣等编著.流行PLC实用程序及设计(三菱FX2系列).西安电子科技大学出版社.2006。