毕业设计搬运装置的电气控制系统
搬运机械手电气控制系统设计
PLC课程设计姓名学号年级专业所在院系电气工程与自动化学院指导教师 X美俊、X哲铭提交日期某理工学院课程设计任务书课程名称电气控制与PLC课题名称搬运机械手电气控制系统设计专业班级某学号指导教师X美俊、X哲铭任务书下达日期201年月日课程设计完成日期201年月日《电气控制与PLC》课程设计指导小组 201年月日目录前言 (2)第1章概述 (3)1.1 PLC简介 (3)1.2机械手概述 (4)1.3搬运机械手的应用简况 (4)1.4机械手的应用意义 (5)1.5机械手控制系统设计步骤 (6)第2章控制方案 (7)2.1 搬运机械手的设计原理 (7)2.2 PLC的选取 (8)第3章控制系统硬件电路设计 (11)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (11)3.2P L C接口电路图 (12)第4章控制系统软件设计 (15)4.1控制系统的软件设计原理 (15)4.2梯形图和指令表 (18)第5章控制系统调试 (26)5.1 控制系统的调试过程 (26)总结 (27)前言用于再现人手的的功能的技术装置称为机械手。
机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要某现自动抓取、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。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分，这种新技术发展很快，逐渐成为一门新兴的学科——机械手工程。
机械手涉及到力学、机械学、电器液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。
工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。
他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现在人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力，在国民经济领域有着广泛的发展空间。
机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
搬运机械手电气控制系统设计
目录第1章概述 (1)1.1 PLC简介 (1)1.2机械手概述 (1)1.3 机械手控制系统设计步骤 (2)第2章控制方案论证 (3)2.1 搬运机械手的设计原理 (3)2.2 PLC的选取 (4)第3章控制系统硬件电路设计 (7)3.1传送带A,B主电路图及传送带B的控制电路图 (7)3.2PLC控制面板及接口电路图 (8)第4章控制系统软件设计 (10)4.1控制系统的软件设计原理 (10)4.2梯形图 (12)第5章控制系统调试 (14)5.1 控制系统的调试过程 (14)总结 (15)参考文献 (16)附录 (17)第1章概述1.1PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。
同时，PLC的功能也不断完善。
随着计算机技术、信号处理技术、控制技术网络技术的不断发展和用户需求的不断提高，PLC在开关量处理的基础上增加了模拟量处理和运动控制等功能。
今天的PLC 不再局限于逻辑控制，在运动控制、过程控制等领域也发挥着十分重要的作用。
通用PLC应用于专用设备时可以认为它就是一个嵌入式控制器，但PLC相对一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的稳定性。
实际工作中碰到的一些用户原来采用嵌入式控制器，现在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器。
1.2机械手概述工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。
搬运装置的电气控制系统毕业设计
搬运装置的电气控制系统毕业设计搬运装置的电气控制系统毕业设计苏州工业园区职业技术学院毕业项目2014 届项目类别：毕业设计项目名称：搬运装置的电气控制系统专业名称：机电一体化姓名：吴红生学号：201100990 班级：机电11303 指导教师：齐美星2014年5月18日IVT-REJX-51 苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部：机电工程系毕业项目类别：毕业设计毕业项目名称：搬运装置的电气控制系统校内指导教师：齐美星职称：讲师类别：专职校外指导教师：职称：类别：学生：吴红生专业：机电一体化技术班级：机电11303 1.毕业项目的主要任务及目标主要任务：完成切割搬运生产线的搬运装置电气控制系统设计，要求采用PLC为控制核心，应用伺服或变频技术实现机械手的运动控制。
目标：（1）完成搬运对象的结构和工艺流程分析。
设计出电气图及PLC程序。
（2）提交一份符合格式要求的项目报告。
2.毕业项目的主要内容1）项目背景2）方案确定3）系统硬件部分设计4）系统软件部分设计5）安装及调试6）项目总结3、主要参考文献无4、进度安排毕业项目各阶段任务起止日期1．毕业项目的选题、项目实施计划2013/9/1-2013/10/1 2．毕业项目资料的搜集和整理2013/10/8-2014/1/20 3．毕业项目初稿的完成及实物的安装调试2014/1/21-2014/4/30 4．对毕业项目的修改完善2014/5/1-2014/5/14 5.最终完成及准备答辩2014/5/15-2014/5/20 注：此表在指导老师的指导下填写。
苏州工业园区职业技术学院诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告《搬运装置的电气控制系统》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。
工业案例中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在工业案例中以明确方式标明。
本人声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名：年月日摘要当今工业自动化越来越发达，许多企业为了提高生产效率和生产质量，都实行了自动化的生产线。
工业机器人电气控制系统设计分析
工业机器人电气控制系统设计分析摘要：工业机器人主要用于搬运物料，即按照程序要求将特定动作有序完成的一种机械装置。
除了搬运物料以及完成动作这两种功能以外，工业机器人还具有图像识别、语音交互等功能，而且开发人员正致力于其他功能的设计。
工业机器人由四个部分组成：1.检测系统；2.控制系统；3.驱动系统；4.机械系统。
对此，本文围绕工业机器人如何应用电器控制系统这一问题展开了详细论述，以期能够为工业行业创造更高效益。
关键词：工业生产；机器人；电气控制1 工业机器人的起源《罗萨姆的万能机器人》这本著作中最先提出了机器人这一名词。
二战期间，美国为了开发核武器，设计了遥控机械手，这也是世界上首台工业机器人。
早在1954年，乔治.沃尔德相当于可编辑机器人的最先设计者。
约瑟夫·英格伯格享有“工业机器人之父”的称号，他在1959年就成为了Unimation公司的董事，主要从事于工业机器人的生产。
到1961年，通用汽车公司将工业机器人广泛用于汽车零部件的生产当中。
Unimation公司为了扩大工业机器人的推广与应用，通过降低成本价向通用公司出售工业机器人。
Unimation 公司于1967年向瑞典出售了工业机器人，这也是工业机器人在欧洲的首次使用。
到1969年，Unimation公司又将工业机器人远销到日本。
此后，全世界都开始注重工业机器人的研发与推广。
纵观工业机器人的发展历程，可知工业机器人在美国的引领下取得了非凡的成就。
与其他国家相比，日本和欧洲还是比较超前，只是要晚于美国。
2 工业机器人电气控制系统的功能2.1搬运工业机器人的常见动作就是搬运工厂零件或物品。
例如，加工机床将工业机器人取代人工作业进行上下料。
机器人需在头部安装吸附装置或夹持装置，这样才能搬运物品。
一般来说，机器人主要用于夹持气缸，吸附真空吸盘。
为了使气缸动作得到控制，机器人的内部控制系统必须保证开关量信号的输出。
想要使真空吸盘能够产生吸力，也是如此。
搬运机器人设计论文
按驱动方式可分为：（a）气压驱动；（b）液压驱动；（c）电气驱动。电气驱动是20世纪90年代后机器人系统应用最多的驱动方式。它有结构简单、易于控制、使用方便、运动精度高、驱动效率高、不污染环境等优点。
(4)按用途分类：
可分为搬运机器人、喷涂机器人、焊接机器人、装配机器人、切削加工机器人和特种用途机器人等。
应用搬运机器人进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用搬运机械人可以连续的工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床的综合加工自动线上，目前几乎都有搬运机械手，以减少人力和更准确的控制生产的节拍，便于有节奏的进行工作生产。
可见，有效的应用搬运机械手，是发展机械工业的必然趋势机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一个重要手段,国内外都很重视它的应用和发展。搬运机器人是典型的机电一体化数字化装备，技术附加值很高，应用范围很广，作为先进制造业的支撑技术和信息化社会的新兴产业，将对未来生产和社会发展起越来越重要的作用。
1.2机器人的产生与发展史
“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词，它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造出一种像人一样的机器或人造人，以便能够取代人去进行各种工作。
1920年，捷克剧作家卡雷尔·凯培克(KarelCapek)在他的幻想情节剧《罗萨姆的万能机器人》中，第一次提出来“机器人”这个名词。各国对机器人的译法，几乎都从斯洛伐克语“robota”音译为“罗伯特”，只有中国译为“机器人”。
③搬运机械手的控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化;器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构:大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。
④搬运机械手中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，搬运机械手还应用了视觉、力觉等传感器，
毕业设计搬运机械手PLC控制系统设计
搬运机械手PLC控制系统设计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，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 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。
本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。
关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），液压，电磁阀ABSTRACTWith the popularity of industrial automation and development, the demand for year-on-year increase of controller, handling the application of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of the production line or cargo transport, we can be more good to save energy and improve the transport efficiency of equipment or products, to reduce restrictions on other modes of transportation and inadequate to meet the requirements of modern economic development.The manipulator mechanical structure includes two solenoid valves controlled by hydraulic manipulator steel to achieve the increased decline in sports and workpiece clamping action, the two different motor speed through the two motor coils positive control in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rewind, slow movement back movement; conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) generated on-off signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor or solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise positioning; their course of action include: decline in clamping increased, slow forward, fast forward, slow progress, the extension of , the drop in, relax, rise, slow back, rewind, slow back; its operation, including: Back in situ, manual,single-step, single cycle, continuous; to meet the production requirements of the various operations and maintenance.Keywords: handling mechanical hands, Programmable Logic Controller (PLC), hydraulic, solenoid valve目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 I/O分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1）梯形图的总体设计……………………………………………………2）各部分梯形图的设计…………………………………………………3）绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附：语句表梯形图I/O接线图前言机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand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。
基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统设计与实现
《基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统设计与实现》摘要：随着工业自动化的不断发展，智能搬运机器人在物流、制造等领域的应用越来越广泛。
本文设计了一种基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统，该系统采用传感器技术、电机驱动技术和 PLC 控制技术，实现了对搬运机器人的自动化控制。
通过对系统的硬件设计和软件设计进行详细阐述，以及对系统的性能测试和实际应用进行分析，验证了该系统的可行性和有效性。
该系统具有操作简单、运行稳定、精度高等优点，能够满足不同场合的搬运需求。
关键词：电气自动化；智能搬运机器人；控制系统；设计与实现一、引言随着工业自动化的不断发展，智能搬运机器人在物流、制造等领域的应用越来越广泛。
智能搬运机器人能够自动完成货物的搬运、装卸等任务，提高了生产效率，降低了劳动强度，同时也提高了生产的安全性。
本文设计了一种基于电气自动化的智能搬运机器人控制系统，该系统采用传感器技术、电机驱动技术和 PLC 控制技术，实现了对搬运机器人的自动化控制。
二、智能搬运机器人控制系统的总体设计（一）系统功能需求分析智能搬运机器人控制系统应具备以下功能：1.能够实现对搬运机器人的自动导航和路径规划。
2.能够实现对搬运机器人的运动控制，包括前进、后退、转弯、停止等。
3.能够实现对搬运机器人的货物抓取和放置。
4.能够实现对搬运机器人的状态监测和故障诊断。
（二）系统总体架构设计智能搬运机器人控制系统主要由传感器模块、电机驱动模块、PLC 控制模块和人机交互模块组成。
传感器模块用于采集搬运机器人的位置、速度、姿态等信息；电机驱动模块用于驱动搬运机器人的电机，实现机器人的运动控制；PLC 控制模块用于对传感器模块和电机驱动模块进行控制，实现对搬运机器人的自动化控制；人机交互模块用于实现操作人员与搬运机器人之间的交互，包括操作指令的输入和机器人状态的显示。
三、智能搬运机器人控制系统的硬件设计（一）传感器模块设计传感器模块主要包括激光雷达、编码器、陀螺仪等传感器。
搬运机械手电气控制系统设计
搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手电气控制系统设计搬运机械手是一种自动化机械装备，能够控制运动轨迹，用于在生产线上进行物品的搬运、装卸、堆垛、包装等作业，具有准确、高效、稳定等优点。
搬运机械手的电气控制系统设计是其中的重要组成部分，它直接影响到机械手的性能和使用效果。
本文将讲述如何进行搬运机械手电气控制系统的设计。
一、搬运机械手的结构搬运机械手主要由机身、控制系统、执行机构等部分组成，机械手主体通常由横梁、纵梁、立柱、斗臂、底座等构成。
执行机构包括伸缩、旋转、吸附、夹具等模块，用于实现机械手的各种运动和操作。
控制系统包括中央处理器、I/O接口、编码器、传感器、以太网通讯卡等部分，主要用于控制机械手的运行状态和操作。
二、搬运机械手的电气控制系统设计1.控制系统整体设计控制系统整体设计包括系统结构设计、功能划分和硬件选型等内容。
系统结构设计考虑到机械手的运动过程和操作需求，确定控制方式和信号交互方式。
功能划分将机械手的运动过程和控制指令划分为不同的模块，明确各模块之间的联系和执行顺序，确保系统运行流畅。
硬件选型主要考虑各种电路、元器件的规格、性能、可靠性和价格等因素，选用合适的硬件设备组成控制系统。
2.编码器和传感器选择编码器和传感器是机械手电气控制系统中非常重要的部分。
编码器用于测量机械手的位置、速度和加速度等信息，传感器用于检测机器人周围环境、工件属性和各种物理量。
编码器和传感器的选型需要考虑到测量精度、测量范围、重复性和稳定性等因素，保证机械手的运动状态和操作过程的精确可靠。
3.控制算法设计控制算法是机械手电气控制系统最核心的部分，主要包括运动控制算法和操作控制算法。
运动控制算法用于计算机械手的运动轨迹和速度变化等信息，包括PID控制、位移规划、插补算法等。
操作控制算法用于计算机械手的操作指令和指令执行顺序，包括工件识别、抓取规划、重心计算等。
控制算法的设计需要考虑到运算速度、精度和可靠性等问题，确保机械手能够按照预定的路径和指令执行。
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苏州工业园区职业技术学院毕业项目2014 届项目类别：毕业设计项目名称：搬运装置的电气控制系统专业名称：机电一体化姓名：吴红生学号：201100990班级：机电11303指导教师：齐美星2014年5月18日IVT-REJX-51苏州工业园区职业技术学院毕业项目任务书（个人表）系部：机电工程系毕业项目类别：毕业设计毕业项目名称：搬运装置的电气控制系统校内指导教师：齐美星职称：讲师类别：专职校外指导教师：职称：类别：学生：吴红生专业：机电一体化技术班级：机电113031.毕业项目的主要任务及目标主要任务：完成切割搬运生产线的搬运装置电气控制系统设计，要求采用PLC 为控制核心，应用伺服或变频技术实现机械手的运动控制。
目标：（1）完成搬运对象的结构和工艺流程分析。
设计出电气图及PLC程序。
（2）提交一份符合格式要求的项目报告。
2.毕业项目的主要内容1）项目背景2）方案确定3）系统硬件部分设计4）系统软件部分设计5）安装及调试注：此表在指导老师的指导下填写。
诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业项目报告《搬运装置的电气控制系统》是本人在指导老师的指导下，独立研究、写作的成果。
工业案例中所引用是他人的无论以何种方式发布的文字、研究成果，均在工业案例中以明确方式标明。
本人声明的法律结果由本人独自承担。
作者签名：年月日摘要当今工业自动化越来越发达，许多企业为了提高生产效率和生产质量，都实行了自动化的生产线。
搬运和切割物料生产线装置由三部分组成即锯床切割部分、传送带部分和机械手臂搬运部分。
由于整套装置很复杂，本项目主要选取机械手臂搬运部分为研究对象,设计了电气控制系统。
主要采用西门子S7-400PLC作为控制核心，首先仔细分析了设备的结构组成和动作工艺流程及控制功能要求，然后详细地设计了硬件电路和软件流程图及程序，其中硬件电路包括电机主电路、PLC外部I/O接线图等。
最后对整个项目进行了总结及展望。
关键词：机械手伺服电机PLC 定位控制目录第１章绪论 (4)1.1项目背景 (4)1.2项目的主要任务与内容 (5)第2章系统整体说明及方案设计 (6)2.1整体说明 (6)2.2系统方案设计 (7)第3 章系统硬件部分 (9)3.1控制系统的组成 (9)3.2电气接线图 (9)3.3PLC的选型 (16)3.4伺服电机和变频电机的选型及参数设置 (17)3.5气动部分设计 (20)第4章系统软件部分 (25)4.1程序设计流程图 (25)4.2过程分析 (25)总结 (28)致谢 (29)第１章绪论1.1项目背景如图1-1所示为青岛某环保公司的搬运切割生产装置，原来搬运等动作都是由人工来完成，每根料的长度是1.2米，重量在10kg左右。
另外料是化学产品时间长了对人体有一定的伤害，并且由于市场需求量比较大。
这样如果是靠人工来完成这些动作的话，投入的成本将会很大，且不能满足所需要的效率。
所以后来对设备进行了改造。
改造后的整个设备分为三个部分，切割部分（锯床）、传送部分（传送带）和搬运部分（机械手臂）。
机械手的左右移动和升降以及锯床中间结构采用伺服电机驱动，机械手的取料通过真空吸盘来取放。
上料传送带采用普通三相异步电动机作为的动力，下料传送带采用交流变频异步电机作为其动力系统。
锯床中间结构采用普通双作用气缸来完成一系列动作。
图1-1搬运切割生产线1.2项目的主要任务与内容本项目是我结合我所学的专业知识，以PLC为基础，对这套设备搬运部分进行研究。
项目共5章，第一章绪论，主要对项目的研究背景和主要研究对象进行了说明；第二章系统的整体说明及方案设计，对搬运系统整体进行了说明，以及对控制要求提供了好的设计方案；第三章系统硬件部分，主要分析了系统的组成部分以及各部分器件的工作原理，对各种元件的选择和参数确定等控制系统的硬件配置；第四章系统软件部分，主要对PLC控制的流程进行了设计和分析；第五章项目总结，对设计和调试过程所遇到的问题进行分析和解决。
第2章系统整体说明及方案设计2.1整体说明图2-1整体布局图如图2-1所示，是系统整体布局图。
通过人工去取出出料口的料，然后放置到后置传送带的V型块上，通过后置传送带传送到锯床进行切割，切割完了以后平稳的放置到前置传送带上，再通过前置传送带传送到横梁那边，这时前置传送带的最前端的传感器检测到信号，传送带停止工作，此时横梁上的机械手臂开始工作，向有物料的那个方向运动，运动到物料上方以后手臂下降到指定位置，到指定位置后，吸盘开始工作，把物料吸起来，最后运动到浸液池进行浸液，浸完后运动到托料盘上方，把料放到托料盘上。
其中主要难点就是，伺服电机的调速。
如图2-2所示机械手布局图，机械手主要完从传送带上取料，到浸液池上方后机械手吸盘部分翻转90°，然后浸液，完成这系列动作后，再把料堆放到码垛区。
如图2-3所示，为本项目所研究的搬运部分的视图。
图2-2机械手布局图图2-3搬运部分的视图2.2系统方案设计2.2.1功能要求搬运的控制系统必需具备以下几个功能要求；第一，要求控制系统要非常稳定可靠；第二，由于设备现场温度差比较大，且粉尘严重，所以必需能适应恶劣的工作环境；第三，要求它要易操作，方便调试，和以后的维护；第四，灵活性要好，操作方便，监视和控制要十分容易。
2.2.2方案确立我们提出了用一整套机械自动化设备来代替人工完成这一系列动作。
考虑到所生产的产品是易碎产品，且市场价格比较昂贵，所以我们需要用一套比较稳定的控制系统。
利用西门子S7-400PLC作为核心，选用伺服电机作为机械手的左右移动和升降以及锯床中间结构的动力系统，用普通三相异步电动机作为上料传送带的动力系统，用变频电机作为下料传送带的动力系统。
锯床中间结构采用普通双作用气缸来完成一系列动作，机械手的取料通过真空吸盘来取放。
一些主要位置通过传感器来定位。
这样我们就能保证，把生产出来的料，从指定位置取走，平稳的完成一些小的加工动作。
本项目的主要难点在于，伺服电机和变频电机的控制，再有就是整套设备的逻辑顺序的设计。
根据上述要求，本项目选用西门子400PLC作为核心控制器。
因为西门子400PLC，有以下几个优点：①西门子400PLC采用模块化无风扇的设计，可靠耐用；②西门子400PLC配有多种通用功能的模板，可以根据需要组合成不同的专用系统；③西门子400PLC具有比通用计算机控制更简单的编程语言和更可靠的硬件，采用了精简化的编程语言，编程出错率大大降低；④西门子400PLC有较高的易操作性；⑤西门子400PLC编程方法的多样性使编程简单、应用面拓展。
操作十分灵活方便，监视和控制变量十分容易。
精品第3 章系统硬件部分3.1控制系统的组成硬件系统主要由西门子400PLC、伺服驱动器、变频器、电机、电磁阀和气缸组成。
通过以PLC为核心控制元件，接受输入信号，得到相应的输出信号给伺服驱动器让电机工作让机械手臂给电磁阀，让气缸和吸盘工作。
搬运系统的控制系统组成如图3.1所示。
图3.1控制系统的硬件结构图3.2电气接线图整个一套设备用到4个电控箱。
搬运装置主要用的是四号电控箱，跟机械手臂安装在一起，并且跟随机械手臂一起运动，PLC放置在一号电柜里，一号电箱也是总的电控箱，四号电箱的电源也是从总电柜引进来的。
3.2.1一号电控箱如图3-2所示是一号电控箱的接线图，由图我们可以看到，一号电控箱从外面引入三相五线制电源，然后通过变压器分别给PLC提供220V的单相电，给一号线提供三相200V的电压，给二号线提供220V单相和380V三相电，给机械手提供200V三相电和220V单相电。
图3-3一号电控箱主要元件布置图及控制面板板。
图3-2一号电控箱接线图图3-3一号电控箱主要元件布置图及控制面板3.2.2四号电控箱如图3-4所示为四号电控箱的接线图，从主电控箱，引出一个三相200V的电压，给伺服驱动器供电。
图3-4四号电控箱的接线图3.2.3PLC的I/O地址表及输入输出接线图如表3-1所示为PLC的I/O地址表表3-1.PLC的I/O地址表I3.4备用Q5.4备用I3.5备用Q5.5黄灯3.2.4PLC的接线图如图3-4所示为PLC的主电源电路，从一号电柜引入一路单相220V电源，再通过一个小的变压器把单相220V的交流电变成直流24V的电压提供给PLC使用。
图3-4 PLC的主电源如图3-5为机械手臂部分PLC接线图，输入部分主要是气缸位置检测传感器，机械手臂位置检测传感器和按钮；输出部分主要是气缸和真空发生器的电磁阀以及伺服驱动器的动作信号。
其中的六个传感器的安装位置分别是，左右传送带各一个，机械手的左右极限位置各一个，机械手的上下限位各一个。
图3-5PLC接线图图3-6 PLC布置图图3-7 PLC电气柜实物图3.3PLC的选型在PLC选型时，有以下几个步骤：（一）输入输出（I/O）点数的估算，I/O点数估算时应考虑适当的余量，通常根据统计的输入输出点数，再增加10%～20%的可扩展余量后，作为输入输出点数估算数据。
（二）存储器容量的估算，存储器容量是可编程序控制器本身能提供的硬件存储单元大小，程序容量是存储器中用户应用项目使用的存储单元的大小，因此程序容量小于存储器容量。
（三）控制功能的选择，该选择包括运算功能、控制功能、通信功能、编程功能、诊断功能和处理速度等特性的选择。
（四）机型的选择，包括PLC的类型，PLC按结构分为整体型和模块型两类；输入输出模块的选择，输入输出模块的选择应考虑与应用要求的统一；电源的选择、冗余功能的选择和经济性的考虑。
本项目所用PLC型号选择：如表3-3所示。
表3-3PLC及相关配件型号序号类型数量型号1PS407，24VDC：4A16ES7407-0DA02-00A03.4伺服电机和变频电机的选型及参数设置3.4.1伺服电机的选型伺服电机选型时要注意一下几个因素：（一）、电机的最高转速。
电机最高转速应该严格控制在电机的额定转速之内。
（二）、惯量匹配问题及计算，负载惯量为了保证足够的角加速度使系统反应灵敏和满足系统的稳定性要求,负载惯量JL 应限制在2.5倍电机惯量JM 之内，即221125,()()MN j j L M L j j j j VJ J J J m ωωω--<=+∑∑。
式中，j J 为各转动件的转动惯量，kg.m2；j ω为各转动件角速度，rad/min ；j m 为各移动件的质量，kg ；j V 为各移动件的速度，m/min ；ω为伺服电机的角速度，rad/min 。
（三）、空载加速转矩，空载加速转矩发生在执行部件从静止以阶跃指令加速到快速时。
一般应限定在变频驱动系统最大输出转矩的80%以内。
max max 2()80%60L M F k acn J J T T T t π+=≤⨯式中，max k T 为与电机匹配的变频驱动系统的最大输出转矩（N.m ）；max T 为空载时加速转矩（N.m ）；F T 为快速行程时转换到电机轴上的载荷转矩（N.m ）；ac t 为快速行程时加减速时间常数（ms ）。