PLC机械手控制
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在机械手控制系统中的应用
PLC在机械手控制系统中的应用PLC在机械手控制系统中的应用机械手是通过电气信号控制系统，以柔性、快速、精准的方式实现物品的抓取、移动和放置等动作的高科技装备。
机械手控制系统是机械手的核心部件，也是机械手实现智能化、自动化生产的基础。
PLC(可编程控制器)是应用最为广泛的控制器之一，它在机械手控制系统中起着至关重要的作用。
本文将介绍PLC在机械手控制系统中的应用。
一、PLC的基本原理PLC是一种可编程的数字电子控制器，它具有灵活性、可靠性、可扩展性、可编程性等特点。
PLC的核心是CPU(中央处理器)，其功能主要包括信号采集、信号处理、运算、控制输出等。
PLC将实现控制的程序经过编程装载到内部存储器中，通过读写操作，将输入信号经过处理和比较后产生输出信号，实现对机械手的控制。
二、PLC在机械手控制系统中的应用1.控制机械手的运动机械手的运动包括关节运动和连杆运动，这些运动是由电机驱动的。
PLC可以根据机械手的设计规格，编写相应的运动控制程序，实时监测机械手各个关节的运动位置、速度和加速度等参数，并在需要的时候改变机械手的运动速度和位置，从而控制机械手的运动轨迹和抓取动作。
2.检测机械手与工件的距离和力度机械手与工件之间的物理接触是实现抓取、移动和放置的重要环节。
因此，PLC在机械手控制系统中的另一个应用是检测机械手与工件之间的距离和力度。
PLC可以通过搭载各种传感器来实现对机械手与工件之间的距离感知和力度监测，这些传感器包括接近开关、压力传感器、负载传感器、激光测距仪等。
3.控制机械手的柔顺性和定位精度机械手的工作环境往往比较复杂，需要具有一定的柔顺性和定位精度。
PLC可以通过编写自适应控制算法，在机械手的运动过程中实现柔顺性和定位精度的控制，从而保证机械手在不稳定的环境下的正常运行。
4.采集和处理数据机械手的控制系统中，常常需要采集和处理大量的电气信号和工艺数据，以便进行控制和优化。
PLC具有强大的数据采集和处理能力，能够实时采集、传输各种类型的数据信号，通过编程实现对数据的处理和分析，实现对机械手控制系统的优化和智能化。
简易机械手PLC控制
简易机械手PLC控制简介在制造业中，机械手是一种关键的工业自动化设备，用于处理和搬运物品。
机械手的控制非常重要，它决定了机械手的精度和效率。
PLC （可编程逻辑控制器）是一种常用的控制设备，它可以编程来控制机械手的运动和动作。
本文将介绍如何使用PLC控制一个简易机械手的运动。
所需硬件和软件•一台简易机械手•一个PLC设备•一个用于编程的PLC软件步骤步骤一：连接PLC设备和机械手首先，将PLC设备连接到机械手控制器上。
确保连接正确，以便PLC能够发送指令给机械手控制器。
步骤二：安装PLC软件并编程在电脑上安装PLC软件，并启动软件。
创建一个新的项目，并选择适当的PLC类型和通信配置。
然后，开始编程。
步骤三：设置输入输出（IO）点在PLC软件中，设置适当的输入输出（IO）点，以接受和发送信号。
例如，设置一个输入点来接收机械手的位置信号，以便PLC可以确定机械手的当前位置。
同时，设置一个输出点来发送控制信号给机械手，以控制它的动作。
步骤四：编写程序逻辑使用PLC软件编写机械手的控制程序。
根据机械手的需求，编写逻辑来控制机械手的运动和动作。
例如，如果机械手需要抓取一个物体并将其放置到另一个位置，那么编程逻辑应该包括机械手的移动和抓取指令。
确保编写的逻辑合理且有效。
步骤五：测试和调试在PLC软件中，模拟机械手的动作并进行测试。
确保PLC能够正确地控制机械手的运动。
如果发现错误或问题，进行调试并修正程序逻辑。
步骤六：上传程序到PLC当测试和调试完成后，将编写的程序上传到PLC设备中。
确保上传的程序可以在PLC上正确运行。
步骤七：运行机械手一切准备就绪后，运行机械手。
PLC将根据编写的逻辑控制机械手的运动和动作。
结论使用PLC控制机械手是一种常见的工业自动化方法。
通过编写合理的程序逻辑，PLC可以控制机械手的运动和动作，提高生产效率和精度。
希望本文能够帮助读者了解如何使用PLC控制简易机械手。
基于PLC机械手控制系统设计
2024-04-29
• 项目背景与意义 • 整体方案设计 • 硬件选型 • 程序设计 • PLC仿真 • 项目总结与展望
目录
Part
01
项目背景与意义
机械手控制系统优势
效率高、准确高
高生产自动化程度，有利于 提高材料的传送、工件的装 卸、刀具的更换以及机器的 装配等的自动化程度，提高 生产效率，降低生产成本
改善劳动条件
避免人身事故，代替人安全 地在高温、高压、低温、低 压、有灰尘、噪声、臭味、 有放射性或有其它毒性污染 以及工作空间狭窄等场合中 完成工作。
自动化程度高，成本低
采用PLC控制系统，实现远 程监控和自动调节，提高运 维效率，降低了人工成本。
Part
02
整体方案设计
系统硬件设计
plc选型 机械手的位置反馈是开关量控制，所需的I/0点数量并不多，所以使用一般 的小型plc的选择就可以了。由于所需要的 I/0 点数分别为 20 点和12 点， 因此本设计选用西门子S7-226来实现控制
2）通过下面一排拉杆模拟PLC输入信号，通过观察Q点输出亮灯情况检查程序。
组态制作
新建一个工程，触摸屏的类型选择TPC7062TD
2）制作主页面。
组态制作
在设备窗口中添加-通用串口父设备和西门子_S7200PPI
2）双击西门子_S7200PPI，增加设备通道，并且连接对应的数据库，是PLC与触摸屏互相通信。
Part
03
硬件选型
plc硬件接线图简图
选型与配置方案
PLC控制器
使用一般的小型plc的选择就可以 了。由于所需要的 I/0 点数分别 为 20 点和12 点，因此本设计选 用西门子S7-226来实现控制。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计机械手是由一组等效于人类手臂和手腕的机器人装置组成的机器人系统。
机械手广泛应用于生产线上的自动化生产中，能够执行各种任务，如抓取、搬运、装配和检测等。
在机械手系统中，控制系统是至关重要的组成部分，其中PLC控制系统是目前最常用的方案之一。
本文将介绍基于PLC的机械手控制设计方案，包括系统组成、工作原理、控制流程和注意事项等方面。
一、系统组成基于PLC的机械手控制系统包括以下几个组成部分：1. 机械手：包括机械臂、手腕、手指等组成部分，能够完成各种任务的工作。
2. 传感器：用于检测机械手的位置、速度、力量等参数，从而实现机械手的精确控制。
3. PLC：将传感器检测到的信号转换为数字控制量，控制机械手的移动和操作。
4. 电机驱动器：根据PLC信号控制电机的启停、速度和转动方向等。
5. 电源和通信线：为系统提供能量和通信所需的线路。
二、工作原理1. 将任务输入PLC系统：首先，将需要完成的任务输入PLC控制系统，如要求机械手从A点移动到B点，然后从B点抓取物品，最终将物品运输到C点等。
2. PLC分析任务并发出指令：PLC会根据输入的任务信息，分析机械手的当前位置和运动状态，并给出相应的指令，控制机械手的行动。
3. 传感器感知机械手状态变化：在机械手移动过程中，传感器会感知机械手的位置、速度和力量等参数，并反馈给PLC系统。
4. PLC根据传感器反馈调整控制策略：PLC会根据传感器反馈的信息，调整机械手的控制策略，保证机械手能够准确地完成任务。
5. 电机驱动器控制电机运动：PLC通过控制电机驱动器对电机进行启停、转速和转向等操作，从而控制机械手的移动和抓取等操作。
6. 任务完成反馈：当任务完成后，PLC会发出相应的反馈信息，以说明任务已经顺利完成。
三、控制流程1. 确定任务：首先需要确定需要机械手完成的任务，并将任务信息输入PLC系统。
2. 置初值：设置机械手的起始位置和状态，并将其作为控制的初始状态。
plc实验报告机械手
plc实验报告机械手PLC实验报告：机械手的控制与应用引言：PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备，它能够根据预设的程序和输入信号，控制输出信号的状态，实现机械设备的自动化运行。
本实验报告将着重介绍PLC在机械手控制与应用方面的实验过程、结果和分析。
一、实验目的本次实验的目的是通过PLC控制机械手的运动，实现对物体的抓取和放置操作。
通过实验，我们可以了解PLC在机械手控制中的应用，掌握PLC编程的基本原理和方法。
二、实验装置与步骤实验装置包括PLC控制器、机械手、传感器和执行器等。
实验步骤如下：1. 连接PLC控制器和机械手，确保电气连接正确。
2. 编写PLC程序，包括机械手的运动控制和传感器的信号检测。
3. 将程序下载到PLC控制器中，进行调试和测试。
4. 通过输入信号触发PLC程序，观察机械手的运动情况。
三、实验结果与分析在实验过程中，我们成功地实现了对机械手的控制，完成了物体的抓取和放置操作。
通过编写PLC程序，我们可以根据传感器的信号状态来控制机械手的动作，实现对物体的精确控制。
在实验中，我们还发现了一些问题和改进空间。
首先，机械手的运动速度有待提高，特别是在高速运动时，存在一定的抖动和不稳定性。
其次，对于不同形状和重量的物体，机械手的抓取效果有所差异，需要进行进一步的优化和调整。
四、实验应用与展望机械手在工业生产中有着广泛的应用前景。
通过PLC的控制，机械手可以实现对各种物体的抓取、搬运和放置操作，提高生产效率和质量。
未来，随着科技的不断发展，机械手的应用领域将进一步扩大，包括医疗、物流、仓储等领域。
此外，我们还可以进一步改进机械手的控制算法和机械结构，提高其运动速度和精度。
通过引入视觉传感器和人工智能技术，机械手可以更加智能化地进行操作，适应更复杂的环境和任务需求。
结论：本次实验通过PLC控制机械手的运动，实现了对物体的抓取和放置操作。
实验结果表明，PLC在机械手控制中具有重要的应用价值。
简易机械手PLC控制
Y0------下落Y1------夹紧、放松Y2------上升
Y3------右移Y4------左移
参考0------下落
X1下限
X2上限Y1------夹紧、放松
X3右限
X4左限Y2------上升
X5手动/自动
X6下落Y3------右移
X7夹紧、放松
X10上升Y4------左移
X11右移
X12左移Y5------原点
X13原点
X14急停/复位
（2） PLC输进、输出图
+—
12V
〔3〕状态流程图(4)步进状态图
X5
CJP0
X6M8000
Y0X14ZRSTS20S28
X7
Y1ZRSTY0Y5
X10X2
Y2X4
X11SETY1
Y3Y5
X12X0
Y4Y0
FEND
P0X1
自动程序RSTY1
RETT0K20
ENDT0
Y2
X2
Y3
X3
Y0
X1
SETY1
T1K20
T1
Y2
X2
Y4
X4
S20
〔5〕编写程序
LDX5
SETS22
CJP0
STLS22
LDX6
RSTY1
OUTY0
OUTT0K20
LDX7
LDT0
OUTY1
SETS23
LDX10
STLS23
简易机械手PLC操纵
示意图如下：
QS
左行限位
右行限位
上限位
下限位夹紧放松
讲明：1、机械手的工作是从A点将工件移到B点
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一、控制任务要求
1、初始化程序OB100，准备工作对需要使用元件复位；对顺序功能的初始步进行置为。
2、主程序OB1
3、子程序FC1：完成手动运行控制；能对A、B、C、M单独进行点动操作；有限位保护
4、子程序FC2：完成自动运行控制；运行时，先判断是否在原点，若不在先回原点；
5、检测到有工件时（由LS6模拟），开始进行工件搬运操作。
二、控制系统硬件配置及其接线
1、控制系统的模块配置
从结构上分，PLC分为固定式和组合式（模块式）两种。
固定式PLC包括CPU 板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，这些元素组合成一个不可拆卸的整体。
模块式PLC包括CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架，这些模块可以按照一定规则组合配置。
1）CPU的构成
CPU主要由运算器、控制器、寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，CPU单元还包括外围芯片、总线接口及有关电路。
内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。
2） I/O模块
PLC与电气回路的接口，是通过输入输出部分（I/O）完成的。
I/O模块集成了PLC的I/O电路，其输入暂存器反映输入信号状态，输出点反映输出锁存器状态。
输入模块将电信号变换成数字信号进入PLC系统，输出模块相反。
I/O分为开关量输入（DI），开关量输出（DO），模拟量输入（AI），模拟量输出（AO）等模块。
常用的I/O分类如下：
3）电源模块
PLC电源用于为PLC各模块的集成电路提供工作电源。
同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。
电源输入类型有：交流电源（220VAC或110VAC），直流电源（常用的为24VDC）。
4）底板或机架
大多数模块式PLC使用底板或机架，其作用是：电气上，实现各模块间的联系，使CPU能访问底板上的所有模块，机械上，实现各模块间的连接，使各模块构成一个整体。
5) PLC的通信联网
PLC具有通信联网的功能，它使PLC与PLC 之间、PLC与上位计算机以及其他智能设备之间能够交换信息，形成一个统一的整体，实现分散集中控制。
多数PLC具有RS-232接口，还有一些内置有支持各自通信协议的接口。
PLC的通信现在主要采用通过多点接口（MPI）的数据通讯、PROFIBUS 或工业以太网进行联网。
2、PLC的I/O配置情况
输入（I）输出（Q）
I0.0 启动 Q0.0 LED1模拟指示灯 I0.1 停止 Q0.1 LED2模拟指示灯 I0.2 LS1限位开关 Q0.2 LED3模拟指示灯 I0.3 LS2限位开关 Q0.3 LED4模拟指示灯 I0.4 LS3限位开关 Q0.4 LED5模拟指示灯 I0.5 LS4限位开关 Q0.5 LED6 A 缸模拟指示灯 I0.6 LS5限位开关 Q0.6 LED7 B 缸模拟指示灯 I0.7 LS6有无料检测 Q0.7 LED8 C 缸模拟指示灯 I1.0 复位按钮
Q1.0 LED10 M 电动机模拟指示灯
Q1.1 LED9 物料有无模拟指示灯
3、PLC 外部接线图
I0.0
I0.6I0.5I0.4
I0.3
I0.1
I0.2
启动
LS5限位开关LS4限位开关LS3限位开关
LS2限位开关
LS1限位开关
停止
PLC300
Q0.0Q0.4Q0.5Q0.3
Q0.2Q0.1
LED1指示LED2指示LED3指示灯A 缸 指示灯LED5指示灯LED4指示灯COM
COM Q0.6Q0.7Q1.0I0.7
Q1.1LS6限位开关B 缸 指示灯C 缸 指示灯M 指示灯物料指示灯
I1.0复位按钮
四、PLC 程序 1、流程图
准备就绪S0.0置为B 缸
S0.1置为C 缸复位B
S0.6复位A 缸
S0.5复位B 缸
S0.4复位C 缸置位M
S0.3置位B 缸
S0.2置位A 缸
开始
Y
N
回到初始状态
启动
I1.0
LS3
LS4*C 缸线圈
常开
LS2
LS5
5S
5S
LS1*LS6
五、动作过程分析
LS1
LS2
LS3
LS4LS5LS6
LED1
A
B C
M
LED2
LED3
LED4LED5
LED6
LED7
LED8LED9
LED10
1、机械手处于原始状态，LED1亮，物料台上有料，LED9亮。
2、按下启动按钮，B 缸得电，LED7亮；到达LS3限位开关时，C 缸得电LED8
亮，夹紧；过段时间后，B缸失电，回到LS4限位开关，A缸得电LED6亮，到达LS2限位开关LED2亮，然后B缸得电，到达LS5限位开关时，C缸失电，5S后B 缸得电，再过5S后,A缸失电，机械手处于原始状态，等待下一个循环。
{处于某一个限位开关时对应的指示灯得电}
3、按下停止按钮则停止运行。
六、总结（故障原因及排除等设计调试情况的总结）
在学些了西门子PLC S7 200后，通过这次调试使我对西门子PLC S7 300有了进一步的了解和认识，加深了对编程软件的运用能力。
让我深深的感受到理论联系实践的重要性，平时在学习中不能够透彻理解的知识，经过自己动手，有了更好的认知。
它使我意识到自己的操作能力的不足，在理论上还存在很多缺陷。
所以在以后的学习生活中，我会更加努力地加强理论联系实践的学习，在努力学好专业知识的同时努力加强自己的专业技能方面的能力，使自己的知识在实践中不断增长，在实践中锻炼自己，培养自己各方面的能力，不断提高自己的能力。
机械手任务报告书任务名：机械手系统设计与调试
课程：过程控制系统规划与实施。