凸轮机械手PLC程序及WinCC组态控制系统的计算机仿真
用组态软件实现机械手仿真监控系统
用组态软件实现机械手仿真监控系统机械手仿真监控系统可以通过组态软件实现，它是一种集机械，电子，信息等技术为一体的现代化自动化系统。
该系统可以实现对机械手的仿真监控和控制，同时能够提升生产效率、降低成本，还可以保障员工的安全，提高企业的竞争力。
本文将详细阐述用组态软件实现机械手仿真监控系统的技术流程、主要应用场景以及优缺点等方面的信息。
一、技术流程1. 设计建模首先需要进行机械手的设计建模，确定机械手的形状和结构，包括机械手的各个部件、工作范围、运动轨迹等。
在设计建模过程中，需要精确掌握每个零件的运动规律和相互作用关系，并对其进行模拟和测试。
2. 组态软件的配置选择适合的组态软件，进行安装配置和网络连接等操作，确保软件能够正常运行，并正常连接到机械手。
3. 参数设置根据机械手的设计要求和实际使用场景，对机械手的各项参数进行设置，包括机械手的工作速度、精度等。
4. 组态在软件中进行组态，包括设备的连接、设备参数的设置、运动规划等。
组态完成后可以对机械手进行仿真测试。
5. 仿真模拟通过组态软件进行仿真模拟，对机械手进行模拟控制，并通过实验验证机械手的正常运行。
6. 系统集成将机械手和监控系统进行集成，通过软件中的控制界面可以实现对机械手的监控和控制。
二、主要应用场景1. 工业生产机械手是自动化生产线中的必要设备，它可以快速准确地完成生产任务，并可以适应不同的工作场合，如装配、搬运、钻孔等。
机械手的自动化生产可以有效提高生产效率和工作质量，同时减少了人力成本。
2. 物流仓储机械手在物流仓储领域广泛应用，它可以帮助仓库快速装卸货物，并可以支持多品种、小批量的仓储管理，提高了物流效率。
3. 医疗卫生机械手在医疗卫生领域也得到了应用，可用于手术机器人、康复治疗等。
机械手可以在手术时减少创口和出血，同时减轻医生的体力工作。
4. 农业领域机械手在农业领域的应用也开始逐渐增加，可以用于智能化农机、农产品分拣等方面。
基于PLC和力控组态软件的搬运机械手模拟仿真系统设计
图1 机械手工作示意图机械手初始状态：机械手在左上位，原位指示灯HL 点亮，左限位开关SQ4和上限位开关SQ2受压闭合。
（1）按下起动按钮SB1后，原点指示灯HL灭，机械手下降电磁阀YV1得电，机械手开始下降。
（2）机械手下降到位后，压动下限位开关SQ1，YV1断电，夹紧电磁阀YV2得电，机械手夹紧工作。
（3）完全夹紧后，上升电磁阀YV3得电，机械手上升。
（4）上升到上限位SQ2后，机械手右移电磁阀YV4得电，机械手右移。
（5）右移到右限位SQ3后，机械手下降电磁阀YV1基金项目：校级科研项目“基于力控组态软件的PLC虚拟仿真平台构建与应用研究”（gsgzxy20220206）。
表等在力控中都属于I/O设备，需要先定义，数据库变量才能与外部设备交换数据。
本系统中由于使用的I/O 设备是西门子S7-200系列PLC，因此，在导航器的跟结点“I/O设备”下面双击“S7-200PLC[PPI]”选项，通信方式使用串口RS232，选用COM1串口。
串口通信参数设置是波特率为9600，奇偶校验为偶校验，数据为7位，停止为1位。
（2）数据库点，本系统中建立12个数据库点，其中的启动按钮、停止按钮、上下、左右限位开关都是PLC的输入变量，在PLC中的地址分别是M0.0～M0.5。
建立数据库连接项（图4）。
图4 机械手数据库点利用工具栏中的工具箱和图图5 机械手监控组态画面5 系统调试通过编写PLC控制程序实现控制要求，程序调试无误后，通过PC/PPI线缆连接S7-200PLC的COM0和监控计算机的COM1口，设置正确的通信，将编写好的程序下载至PLC中，同时进入力控的运行系统，在显示“选择窗口”选择“搬运机械手”画面，通过力控来采集底层数据实现数据采集，在监控计算机中实现搬运机械手各工序监控画面的动画效果，搬运机械手PLC控制程序如图6所示。
图2 机械手输入输出分配表图3 机械手顺序功能图图6 搬运机械手梯形图程序153中国设备工程 2024.03（上） 图1 齿轮泵结构图 图2 叶片泵结构图L10柱塞泵是我国自主研发设计制造的一款高性能液压泵，其结构紧凑、功能可靠、寿命长、质量稳定、成本较低等优势，因而在工业应用中备受青睐。
机械手PLC控制系统设计及组态联机
1绪论随着我国经济的高速发展，微电子技术、计算机技术和自动控制技术也得到了迅速发展。
机械手最早应用在汽车制造工业，常用与焊接、喷漆、上下料和搬运。
机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能，它可替代人从事危险、有害、有毒。
低温和高热等恶劣的环境中工作；代替人完成繁重、单调重复劳动，提高劳动生产率，保证产品质量。
目前主要塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。
机械手和数控加工中心，应用于制造业中，特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造和金属加工等工业。
机械手和数控加工中心，自动搬运小车和自动检测系统可组成柔性制造系统(FMS）和计算机集成制造系统（CIM）,实现生产自动化。
随着生产的发展，功能和性能的不断改善和提高，机械手的应用领域日益扩大。
其逻辑控制也由PLC代替原来的继电器控制。
继电器组成的控制系统是最早的一种实现机械手控制的方法。
但是，进入90年代，随着科学家技术的发展和计算机技术的广泛应用，人们对机械手的安全性、可靠性、准确性的要求越来越高，继电器弱点就越来越明显。
可编程序控制器（PLC）因为稳定可靠、结构简单、成本低廉、简单易学、功能强大和使用方便已经成为应用面最广泛的通用工业控制装置，成为当代自动化的主要支柱之一。
机械手控制要求接入设备使用简便，对应系统组态的编程简单，具有人性化的人机界面，配备应用程序库，加快编程和调试速度。
通过PLC 对程序设计，提高了机械手的控制水平，并改善了机械手运行的灵活性。
因此PLC在机械手控制系统中的应用非常广泛，非常有实际价值。
2控制系统分析随着PLC的功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业控制领域的所有任务。
但是PLC还是有它最适合的应用场合，所以在接到一个控制任务后，要分析控制对象的控制过程和要求，看看用什么控制装备（PLC单片机、DSC或者IP）来完成该任务的最合适。
控制对象及控制装置（选定为PLC）确定后，还要进一步确定PLC的控制范围。
机械手的PLC控制（三维建模CAD图纸）
机械手的PLC控制（三维建模CAD图纸）摘要机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件之一。
机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成;电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。
该装置涵盖了可编程控制技术,位置控制技术、检测技术等,是机电一体化的典型代表仪器之一。
本文介绍的机械手是由 PLC 输出三路脉冲,分别驱动横轴、竖轴变频器, 控制机械手横轴和竖轴的精确定位, 微动开关将位置信号传给 PLC主机;位置信号由接近开关反馈给 PLC 主机,通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合,从而实现机械手精确运动的功能。
本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
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。
通过以上部分的工作,得出了经济型、实用型、高可靠型机械手的设计方案,对其他经济型 PLC控制系统的设计也有一定的借鉴价值。
关键词:?机械手,交流电机,可编程控制器(PLC),自动化控制,。
Abstract?Manipulator?industrial?robot?systems?traditional?mandate,?Robot?i s?one?of?the?key?components.?Manipulator?using?the?mechanical?structure?of?screw?b all,?slider,?and?other?mechanical?devices?composition??Electric?have?AC?motor,?inverter, sensor,andotherelectronic?device?components.?The?device?covers?a?programmable?control?technology,?position?control?technology,?detection?technology,?Mechatronics?i s?a?typical?representative?of?one?of?the?machines.?This?paper?presents?a?manipulator?by?three?P LC?output?pulse,?driving?horizontal,?the?vertical?axis?transducer,?control?manipulator?axi s?horizontal?and?vertical?positioning?precision,?micro?switches?position?signal?transmissio n?will?host?PLC??location?close?to?the?switching?signal?from?the?feedback?from?the?mainfram e?to?the?PLC,?through?the?exchange?of?Motor?reversion?to?control?the?manipulator?gripper?Zh ang,?thus?achieving?accurate?manipulator?movement?functions.?The?topics?to?be?develop ed?by?the?Manipulator?grasping?be?up?in?space?objects,?movements?flexible,?diverse,?can replacetheartificialheatand?dangerous?operation?conducted?operations,?According?to?the?wo rkpiece?can?change?the?campaign?process?and?the?requirements?of?any?changes?to?the?relev ant?parametersIn?this?paper,?by?reviewing?the?developmental?status?of themanipulatorinrecentyears,combining?the?design?of?manipulator?and?systematic?analyzing?tech nology?of?the?manipulator,?We?proposed? the? design? scheme? that? the?manipulator?was? driven? by? the? pneumatic? and? the?system?was?controlled?by?PLC.?Integrative?idea?was?adopted?in?this?design?to? fully?consider?the? characteristics? of? the? software? and? hardware? and? complementary? optimizationWe?analyzed?and?designed?the?overall?structure,?the?implementation?o f?structural,?driving?system?and?control?system?of?the?manipulator.?We?used?pneumatic?driven?i n?the?driving?system,?PLC?control? unit? in? the? control? system? to? complete? initialization? of? the? system,? manipulator's?moving,? failure?alarm?and?so?on.?Finally?we?put? forward?a?control? strategy?which? is? simple,?easy?to?realize,?and?clear?theoretical?significanceThrough? the? work? above,? a? practical,? economical,? high?reliability? sorting? material?manipulator? was? designed,? which? also? had? certain? reference? value? for? the? other? types? of?economical?PLC?control?system?design.Key?words:?manipulator?;?AC?motor?;programmable?logic?controller?PLC; automatic?control;sorting?material第一章前言1.1 研究的目的及意义工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。
机械手自动控制系统用PLC实现的程序设计
摘要本文介绍的物料搬运机械手可在空间抓放物体，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
本文利用MCGS全中文通用工控组态软件和基于MCGS全中文组态软件开发的计算机监控PLC模拟实验系统软件实现机械手的仿真，并用STEP7-Micro/WIN设计PLC的控制程序来实现对机械手的自动控制，从而实现了机械手自动化系统的控制过程。
关键词：PLC 机械手自动化程序设计目录摘要 (I)第1章课题介绍 (1)1.1 课题设计内容 (1)1.2 课题设计具体要求 (2)1.3 课题来源及研究的目的和意义 (2)第2章机械手和PLC的概念及选择 (3)2.1机械手的概念 (3)2.2 PLC的概念 (4)第3章PLC控制机械手的系统 (5)3.1 I/O地址分配 (5)3.2分析系统的控制并设计PLC程序 (5)第4章调试机械手PLC控制程序 (7)第5章结论 (8)参考文献 (9)致谢 (10)附录A 指令语句表 (11)附录B梯形图程序 (17)第1章课题介绍1.1 课题设计内容机械手设有调整、连续、单周及步进四种工作方式，工作时要首先选择工作方式，然后操作对应按钮。
其工作示意图如图1.1所示。
图1.1 机械手工作循环示意图1.1.1调整工作方式：可按相应按钮实现左移、右移、上移、下移、加紧、放松各个动作的单独调整。
1.1.2连续工作方式：按下起动按钮，机械手按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移的顺序周而复始的连续工作；按下停止按钮，机械手将自动结束本周期的工作，回到原位后停止。
按下急停按钮，系统立即停车。
1.1.3单周工作方式：按下起动按钮后，机械手按下降→加紧→上升→右移→下降→放松→上升→左移的顺序自动工作一个周期停止。
若要再工作一个周期，可再次按下起动按钮。
按下停止按钮，机械手将自动结束本周期的工作，回到原位后停止。
基于PLC与WINCC的五轴机器人运动仿真系统的研究
基于PLC与WINCC的五轴机器人运动仿真系统的研究摘要：本文描述了基于PLC和WINCC的五轴机器人运动仿真系统的方案，利用西门子S7-1200与V90伺服驱动器控制机械手的运行。
利用WINCC软件复现机器人的真实运动状态。
实现了对五轴机器人动作过程的监控与仿真。
关键词：机器人；PLC；WINCC；1前言机器人能够模仿人手臂的某些动作，按照事先编制好的程序实现物料的抓取、搬运等功能。
他可代替人工完成繁重、重复的劳动，以实现生产过程的机械化和自动化。
能够在有害的环境下进行工作，因此广泛的应用在机械制造、冶金等行业。
PLC（可编程控制器）是以微处理器为核心，综合了计算机技术、自动控制技术和通讯技术发展起来的工业自动控制装置，具有可靠性高、体积小、功能强、程序设计简单灵活通用等一系列优点因而在冶金、能源、化工、交通、电力等领域中有着广泛的应用。
随着PLC技术的不断发展和完善，现在绝大多数PLC可用于圆周运动或直线运动的控制，使用专用运动控制模块可实现伺服电机或步进电机的单轴或多轴插补的位置控制。
因此PLC作为机器人的控制系统已逐渐成为一种趋势。
结合WINCC软件，利用组态的界面实现实时显示、监视、生产信息的统计等功能，使其在工业控制领域的应用更为广泛。
2系统设计由于PLC有较强的抗干扰能力和安全、可靠的优点，本系统采用西门子S7-1200PLC作为机器人系统的控制器，系统硬件主要由PLC、伺服传动系统、真空吸盘、电磁吸盘气缸、传感器及外围低压电器等部分组成。
伺服驱动器使用的是西门子V90的驱动器和S7-1200PLC配合实现五轴的联动控制。
机器人在最上方、最左边、吸盘释放的状态为初始状态。
上料辊道前端检测有料后机械手开始运行到取料位置，真空吸盘吸料，之后运行到机床内部释放物料，退回到取料位开始重复取料动作，机床加工完成之后给下料机器人发送信号，下料机器人进入机床内部进行取料动作，取料后运行到下料辊道处将物料释放，释放后开始重复下料动作。
凸轮机械手PLC程序及WinCC组态控制系统的计算机仿真
摘 要 ： 简要介 绍 了凸轮 机 构在机 械 手上 和 Ｐ Ｃ在 自动 机械 中的应 用 。在 Ｐ Ｌ Ｃ机上 利 用 Ｓ — ７
３ ０和 上位 机组 态软 件 ＷｉＣ ０ ｎ Ｃ对 凸轮 机械 手进 行 运动控 制 仿真 ， 短 了机械 手控 制 系统 的 开 缩
发 周期 ， 大地 方便 了程序 的 离线调 试 ， 高 了系统 软件 的 可靠性 。 极 提
种 实现手 段 。机械手 是 代替人 在 特殊 环境 下搬运 工 件 的机 械 装置 ， 同人 力搬 运 相 比具 有力 量 大 、 度 快 、 速
工作不受环境和时间限制、 控制简单等优点， 凸轮机构在机械手上已经有了很好的应用。本设计中将仿真 Ｐ Ｃ与 ＷｉＣ Ｌ ｎ Ｃ联合应用于机械手的 自动控制中， 可以使机械手在不适宜人直接控制的特殊环境下工作， Ｐ Ｃ控制机械手的 自 Ｌ 动运行 ， 并把采集到的各工作状态信息送上位组态软件 Ｗｉ Ｃ显示 ， ｎ Ｃ 操作员可以通 过上 位 Ｐ Ｃ机对 机械手 的 运行进 行 干预 。由于采 用 了 Ｐ Ｃ仿 真 ， 电气 设计 可与 机 械 设 计 并行 进 行 ， 故 明显
凸轮 机 械 手 Ｐ Ｃ程序 及 ＷｉＣＣ Ｌ ｎ 组态控 制 系统 的计算机仿真
刘艳 申 ， 巨江 戴成华。 曹 ，
（ ． 西 科 技 大 学 机 电学 院 ， 西 咸 阳 ７ ２ ８ ；． 北 机 电 工 程 研究 所 。 西 咸 阳 １陕 陕 １０ １ ２西 陕 ７２０） １０ ０
设 计 中还 要 求 具 有 远 程 控 制 和 监 视 功 能 。根 据 以 上要
求 ， 用 可 编 程 序 控 制 器 结 合 组 态 软 件 ＷｉＣ 采 ｎ Ｃ进 行 控 制 。
基于PLC和WINCC的机械手监控系统设计
基于PLC和WINCC的机械手监控系统设计摘要当今社会，科学技术飞速发展,人类活动给世界带来了巨大的改变.在科技进步的同时，以各种控制器控制的不同类型的机械手以其突出的性能越来越多的被人们所应用。
机械手在不同的作业场合,尤其是在特殊的环境背景下，为人类活动的顺利快速进行带来了极大的方便和益处，尤为明显的是在工业及军事领域内。
工业中大量的生产活动，存在着很多不便于人类操纵的环节，特别是在工作环境较危险的情况下，如果使用具有远程控制功能的机械手,则可以增加系统的安全性，大大的节约损耗,提高效率。
可见，在自动化、工业化进程中，在特殊背景环境中使用机械手已成为一种必然的趋势。
在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC的研究发展趋势，描述了机械手控制系统的工作原理和动作实现过程.研究了基于PLC的机械手模型控制系统的设计,还研究了WINCC在机械手控制系统中的应用。
利用组态软件WINCC设计了机械手模型控制系统监控界面，提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态,进而为维修和故障诊断提供了多方面的可能性,充分提高了系统的工作效率.关键词：机械手，PLC，WINCC目录第一章绪论 (1)1。
1课题背景 (1)1.2设计目的和意义 (1)第二章系统方案论证 (2)2.1使用PLC控制 (2)2.2使用微机控制 (2)2.3使用继电器控制 (2)2.4系统框图 (2)第三章设计硬件 (3)3.1PLC的结构 (3)3。
2PLC的选型 (3)3。
3西门子PLC的选型 (4)3.4限位开关 (5)3.5机械手的分类及选型 (5)3.6I/0分配表 (7)3。
7PLC外部接线图 (8)3.8元器件清单 (8)第四章软件设计 (10)4。
1程序流程图 (10)4。
2控制要求 (10)4。
3程序设计 (10)4.4流程图 (11)4。
5梯形图 (11)第五章仿真软件应用 (11)5.1仿真软件的设置 (11)5。
2程序的仿真 (11)第六章系统的组态 (12)6.1W IN CC的介绍 (12)6。
基于PLC和组态王的机械手控制系统设计
基于PLC和组态王的机械手控制系统设计机械手控制系统设计的基础是PLC（可编程控制器）和组态王（一种图形化的编程软件），它们能够实现自动化控制和灵活的编程。
这篇文章将详细介绍基于PLC和组态王的机械手控制系统设计。
首先，PLC是一种可编程的电子设备，它能够根据预设的逻辑和指令来实现机械手的控制。
PLC拥有多个输入和输出接口，可以连接各种传感器、执行器和通信设备，通过读取传感器的信号，进行逻辑运算，并控制执行器的运动，从而实现机械手的运动控制。
接下来，组态王是一款常用的图形化编程软件，它能够简化PLC的编程过程。
通过组态王，我们可以直观地绘制机械手的动作流程图，并将其转化为PLC可识别的指令代码，从而实现机械手的自动化控制。
组态王不仅提供了丰富的图形元素，如按钮、开关、计数器等，还可以编写脚本代码以实现更复杂的逻辑控制。
在机械手控制系统设计中，首先需要确定机械手的运动轨迹和动作序列。
这包括机械手的起始位置、目标位置和运动速度等参数。
然后，我们可以使用组态王绘制机械手的动作流程图，将不同的动作通过连线连接起来，形成一个完整的控制流程。
接下来，根据机械手的运动轨迹和动作序列，我们可以编写PLC的控制程序。
在控制程序中，我们需要定义输入和输出接口，配置传感器和执行器的连接方式，并编写相应的逻辑控制代码。
通过组态王生成的指令代码，我们可以将其导入PLC中，并进行参数设置和调试。
除了基本的运动控制，机械手控制系统还可以实现更高级的功能，如启停控制、安全保护和通信接口等。
通过组态王的图形化编程界面，我们可以轻松地添加这些功能，并与PLC进行集成。
综上所述，基于PLC和组态王的机械手控制系统设计能够实现对机械手的自动化控制和灵活编程。
通过合理的软硬件配置和优化的控制算法，可以实现高效、稳定和精确的机械手操作。
这种设计方案在工业生产和物流领域具有广泛的应用前景。
机械手PLC控制系统的组态仿真模拟
山西机电职业技术学院毕业综合实践报告题目：机械手PLC控制系统的组态仿真模拟学生姓名段艳荣学院名称山西机电职业技术学院专业电气自动化技术学号28140105指导教师李潞生电子电气工程系二O一一年三月二十日公司简介立中车轮集团控股有限公司于2004年6月10日在新加坡注册成立，注册地址为哥烈码头10号海洋大厦19-08号。
公司在中国下设六个子公司，分别为保定市立中车轮制造有限公司、秦皇岛戴卡美铝车轮有限公司、天津立中车轮有限公司、天津戴卡轮毂制造有限公司、天津那诺机械制造有限公司及内蒙古立中霍煤车轮有限公司。
立中车轮集团控股有限公司于2006年10月在天津滨海新区设立天津车轮项目，项目总投资7.8亿元，注册资本2.6亿元，占地285，000多平方米（427亩）土地。
项目分三期建设。
计划于2011年前达成年产500万只铝合金汽车车轮的规模，项目建成后立中车轮控股有限公司的年产能将达到1060万只，将成为中国最大的汽车铝合金车轮制造厂商之一。
天津戴卡轮毂制造有限公司是立中车轮集团和中信戴卡强强联合的结晶（天津车轮项目一期工程）。
地处于面积达2，270平方公里，继珠江三角洲、长江三角洲经济发展区之后的环渤海经济发展区（天津滨海新区）。
公司成立于2007年10月23日，建筑面积41712m2，投资方共有4家，分别为：中信戴卡轮毂制造股份有限公司、立中车轮集团、天津立中车轮制造有限公司、澳门瑞智投资有限公司；企业注册资本为6000万元人民币，项目总投资为15000万元人民币，专业从事设计，制造，销售汽车铝合金车轮产品，现集团公司产品有1400余种从12in～26in的电镀和喷涂铝合金车轮，销售区域广阔。
公司现有员工750余人,设计产能为年产200万只,并已全面投入生产。
公司一直秉承“立中车轮、追求完美、服务用户、奉献社会”的经营方针，本着“诚信、勤勉、合作、发展”的公司理念，在强化内部管理，不断开发新品种的基础上，为用户提供优质的售前、售中、售后服务。
基于PLC的机械手案例组态教学设计
• 103•ELECTRONICS WORLD・探索与观察基于PLC的机械手案例组态教学设计台州职业技术学院 钱珍珍 郑雨芳基于PLC的组态系统设计是职业院校电气自动化技术专业学生需要掌握的一项专业技能。
通过机械手案例组态画面设计的教学案例学习,以提高学生的工程应用能力。
1.案例介绍在工业自动化生产过程中，常常需要用机械手完成工作的取放，自动化流水线上的自动搬运机械手，将左工作台上的工件搬到右工作台上。
机械手的动力传动由气缸驱动，气缸由双线圈或单线圈电磁阀控制。
机械手上升/下降，左移/右移动作使用双线圈电磁阀控制，即一个方向的驱动线圈失电时气缸能保持在原位置上，只有反方向的驱动线圈得电，气缸才能反方向运动。
机械手爪夹紧/放松动作使用单线圈电磁阀控制，即线圈得电时手爪夹紧，失电时手爪放松。
PLC根据机械手的动作顺序控制不同的电磁阀线圈得电/失电来完成机械手的不同动作，组态画面显示机械手的动作状态。
2.案例控制要求本控制系统中有手动和自动控制功能，当手动/自动转换开关打到手动模式位置时，按下相应的手动操作按钮，可实现上升/下降、左移/右移、夹紧/放松的手动控制。
同时，“手动”状态指示灯亮，动作时，相应的动作指示灯亮，当机械手处于原点时，将手动/自动转换开关打到自动位置时，“自动”状态指示灯亮，进入自动工作状态，手动按钮无效。
机械手自动模式动作过程：将机械手的原点（即原始状态）定为左位、高位、放松状态。
在原始状态下，检测到左工作台上有工件时，机械手下降到低位，夹紧工件，上升到高位，右移到右位。
在右工作台上无工件时，机械手下降到低位，放松，然后上升到高位，左移回原位。
3.组态数据对象的定义在数据词典中新建11个I/O离散变量，分别为:启动按钮、停止按钮、左行、右行、上行、下行，左极限、右极限、上极限、下极限、夹紧，10个变量的寄存器地址需要和PLC程序统一。
再新建3个用于机械手各部件动画效果的内存整数变量，分别为：水平移动、垂直移动、旋转。
PLC和触摸屏在机械手臂控制系统中的应用实践
PLC和触摸屏在机械手臂控制系统中的应用实践摘要：使用PLC和触摸屏在机械手臂控制系统当中需要进行深入地研究，才能有效地提高机械手臂和控制系统的实际应用效果。
因此先要了解机械手臂控制系统功能，然后对 PLC应用情况进行研究，才能充分明确触摸屏在机械手臂控制系统中的应用状况。
关键词：PLC；触摸屏；机械手臂；控制系统；应用实践随着科技的不断发展，机械手臂的应用范围不断增加，在这样的背景下需要研究机械手臂的控制系统，这样才能更好地使用。
由于机械手臂具有非常明显的使用优势，所以受到了人们的广泛关注。
由于机械手臂的结构比较简单，所以重量相对较轻，但是运行质量比较高，因此机械手臂在具体使用过程中非常可靠。
PLC 和触摸屏是机械手臂控制系统的重要组成，所以对二者进行应用研究，才能更了解机械手臂控制系统。
1机械手臂控制系统的基本功能在机械手臂实际应用时，可以发挥重要的作用，不仅能识别货物是否合格，也能根据货物情况进行搬运和分类。
为了更好地对机械手臂进行控制，在设计机械手臂控制系统时，需要具备以下几个功能。
第一，是单次运行功能。
这个功能是指机械手臂一次性能够完成的动作。
第二，是连续运行功能。
主要是指机械手臂可以连续地工作。
第三，是用户权限设定功能。
是指没有经过授权的人员，不能控制机械手臂，这样设定可以避免操作故障，也可以避免事故的发生。
第四，是报警功能。
当机械手臂出现故障时，系统能够及时地发出警报和信号，从而提醒操作人员系统发生了故障。
2PLC的应用分析2.1PCL 在设计中的应用在进行机械手臂控制系统程序设计时，通过 PLC进行设置和编程需要使用到一些相关软件，同时也需要完善控制系统硬件和配置，通过组合通讯系统可以提升系统安全性，这样才能更好地实际应用。
同时利用软件当中的管理系统，可以对相关项目进行集中管理，但是需要安装外界连接接口，才能够及时地与外界相关信息交换。
而且在PLC 程序当中设置了多种编程语言，能够方便不同用户的使用和控制，其中包括了梯形图和功能块图，以及结构化和语言控制系统等内容。
基于PLC和WinCC的机械手运动仿真系统的设计
基于PLC和WinCC的机械手运动仿真系统的设计
赵明丽
【期刊名称】《科技信息》
【年(卷),期】2012(000)012
【摘要】本文给出了基于PLC和WinCC的机械手运动控制系统的方案.模拟机械手在生产中的运行状况,利用STEP7程序控制机械手的运行,使用仿真软件PLCSIM 来模拟S7-300的运行,并利用winCC软件监控其动作状态,实现了对工业机械手动作过程自动监控的仿真.
【总页数】1页(P106)
【作者】赵明丽
【作者单位】吉林化工学院信息与控制工程学院
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于PLC和WinCC的机械手监控系统设计 [J], 郑长山
2.基于OpenGL的四关节机械手运动仿真系统设计 [J], 李小霞;殷红梅;许云飞
3.基于PLC和WinCC的机械手与传送带控制系统设计 [J], 许伍;郎朗;
4.基于PLC和WinCC的机械手与传送带控制系统设计 [J], 许伍;郎朗
5.基于PLC的多轴机械手运动控制设计 [J], 李子昀
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PLC机械手仿真调试报告
调试报告本次调试使用的是中文版的S7-200 PLC 仿真软件（V2.0）。
该仿真软件可以仿真大量的S7-200指令（支持常用的位触点指令、定时器指令、计数器指令、比较指令、逻辑运算指令和大部分的数学运算指令等，但部分指令如顺序控制指令、循环指令、高速计数器指令和通讯指令等尚无法支持，仿真软件支持的仿真指令可参考。
仿真程序提供了数字信号输入开关、两个模拟电位器和LED输出显示，仿真程序同时还支持对TD-200文本显示器的仿真，在实验条件尚不具备的情况下，完全可以作为学习S7-200的一个辅助工具。
首先需要进行CPU的选型，本次设计根据设计功能与要求选用了CPU224，操作双击CPU即可改变CPU型号。
如图1.1.图1.1由于本设计控制直流电机需要模拟量输出控制，而CPU224没有模拟量输出端口，所以需要增加扩张模块EM235.操作双击扩展模块区域即可增加扩展模块。
如图1.2.图1.2CPU 模块设置完毕后既可以装载有梯形图程序导出的awl文件。
如图1.3.图1.3装载程序完毕后，点击绿色开始运行箭头，既可以开始运行程序，进行软件调试。
波动相应输入开关观察输出，得出调试结果。
如图1.4.图1.4首先拨动I0.0，发现Q0.5有输出，表明给出直流电机模拟量进行调速，AQW0模拟量输出参数与0V相对应。
如图1.5.图1.5调节AIW0,比如调节到8.1V，发现AQW0参数发生相应规律的变化说明用于调速的模拟量输出有效。
如图1.6.图1.6拨动I0.1，发现Q0.4有输出，说明给定了直流电机的方向信号。
如图1.7.图1.7拨动I0.2，发现Q0.2有输出，说明X轴步进电机的方向有效。
如图1.8.图1.8拨动I0.3，发现Q0.0有输出，说明给定X轴步进电机高速脉冲有效。
如图1.9.图1.9拨动I0.4，Q0.3有输出，说明Y轴步进电机方向信号有效。
如图1.10.图1.10拨动I0.5，发现Q0.1有输出，说明Y轴步进电机高速脉冲有效。
PLC机械手动作的模拟
电气控制与PLC课程设计题目机械手动作的模拟专业机械设计制造及其自动化姓名吴洋洋班级09机Y4学号09120429指导教师张兵起止日期2012.6.25-2012.6.302012年06月30日目录一、摘要 (1)二、设计内容及要求 (2)1、设计要求 (3)2、控制要求 (3)三、控制原理介绍及图示 (4)1、机械手动作的模拟实验面板图 (4)2、输入/输出接线列表 (4)3、控制过程 (4)四、控制方案 (5)1、工作过程分析 (5)2、梯形图 (6)3、梯形图指令 (7)五、硬件设计 (8)1、元器件选择 (8)2、元器件清单 (8)3、硬件控制原理图 (9)六、运行调试 (10)七、小结 (11)八、参考文献 (12)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：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。
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。
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№.2 陕西科技大学学报 Apr.2006 Vol.24 J OU RNAL OF SHAANXI UN IV ERSIT Y OF SCIENCE&TECHNOLO GY ・73・3 文章编号:1000-5811(2006)02-0073-03凸轮机械手PL C程序及WinCC组态控制系统的计算机仿真刘艳申1,曹巨江1,戴成华2(1.陕西科技大学机电学院,陕西咸阳 712081;2.西北机电工程研究所,陕西咸阳 712000)摘 要:简要介绍了凸轮机构在机械手上和PL C在自动机械中的应用。
在PC机上利用S7-300和上位机组态软件WinCC对凸轮机械手进行运动控制仿真,缩短了机械手控制系统的开发周期,极大地方便了程序的离线调试,提高了系统软件的可靠性。
关键词:机械手;PL C;WinCC;人机界面中图分类号:T H132.47;TP241.2 文献标识码:A0 引言可编程序控制器(简称PL C)是工业控制领域中主要的自动化装置之一,它是当前电气程控技术的一种实现手段。
机械手是代替人在特殊环境下搬运工件的机械装置,同人力搬运相比具有力量大、速度快、工作不受环境和时间限制、控制简单等优点,凸轮机构在机械手上已经有了很好的应用。
本设计中将仿真PL C与WinCC联合应用于机械手的自动控制中,可以使机械手在不适宜人直接控制的特殊环境下工作, PL C控制机械手的自动运行,并把采集到的各工作状态信息送上位组态软件WinCC显示,操作员可以通过上位PC机对机械手的运行进行干预。
由于采用了PC仿真,故电气设计可与机械设计并行进行,明显缩短了系统开发周期。
图1 机械手的构成3收稿日期:2005-12-08作者简介:刘艳申(1981-),男,河南省漯河市人,在读硕士生,研究方向:机械制造及其自动化陕西科技大学学报第24卷1 机械手的构成与控制功能机械手的构成及工作示意图如图1所示,机械手设置有5种工作方式:回原点工作方式、手动控制方图2 机械手的工作流程图式、单步运行、单周运行及连续运行。
选择好工作方式开关后,按下对应开关机械手就能在指定方式下运行。
机械手在最上面和最左边且松开时为系统原点状态,也称初始状态,把工件从A 点搬到B 点并返回原点的过程为机械手的一个工作周期。
对机械手工作循环的要求:单周/连续循环:按下开始按钮后,要求自动完成一个循环周期或者连续工作。
自动回原点:按下回原点起动按钮后,机械手执行松开、上升和左摆动作,这时原点条件满足,系统处于初始状态。
手动:要求机械手能对夹紧、松开、上升、下降、左摆、右摆各动作执行手动操作。
机械手的工作流程图如图2所示。
设计中还要求具有远程控制和监视功能。
根据以上要求,采用可编程序控制器结合组态软件WinCC 进行控制。
设计中使用凸轮气压机械手,各控制元件和电气线路都不变,只把4个限位开关的常开触点以及控制机械手下降、夹紧、上升、左摆和右摆的电磁阀线圈与PL C 的输入、输出点相连。
所有控制开关在WinCC 显示屏内模拟,简化了控制电路,同时节约了PL C 输入点。
选用西门子的S72200CPU266可编程序控制器和TP270触摸屏,由PL C 实现机械手自动运行控制和工作状态的切换,并把采集到的各工作状态数据信息送到触摸屏显示,操作员可以通过触摸屏对机械手的运行进行设定和选择。
2 可编程序控制器软件设计西门子的S72300系列PL C 具有丰富的编程指令,软件设计环境良好,可采用梯形图(L AD )、功能块图(FBD )和指令表(STL )等基本的编程语言。
在安装好了编程软件STEP 7的个人计算机上,使用PL CSIM ,并在软件中设置M PI 接口,使计算机与仿真PL C 软件PL CSIM 建立在线联机,便可根据设计要求进行梯形图(L AD )程序的编写。
程序中使用了位逻辑指令、定时器指令、计数器指令、程序控制指令,程序包括一个主程序、4个子程序(分别实现手动、自动、自动回原点等),此处程序省略,只对PL C 的I/O 端口分配作一详细说明(表1)。
表1 PL C 的I/O 端口分配输 入输 出I0.0启动开关Q0.0开始工作I0.1手臂伸出行程开关Q0.1电磁阀1输出I0.2手臂缩回行程开关Q0.2电磁阀2输出I0.3机械手夹住行程开关Q0.3电磁阀3输出I0.4行程开关检测摆动前进位Q0.4电磁阀4输出I0.5行程开关检测摆动后退位Q0.5电磁阀5输出I0.6按钮复位(手臂缩回,手松开)Q0.6正常工作指示 所使用的输入点在CPU 中对应的输入映象寄存器为I0.0～I0.7,输出点在CPU 中对应的输出映象寄存器为Q0.0～Q0.7。
・47・第2期刘艳申等:凸轮机械手PL C 程序及WINCC 组态控制系统的计算机仿真3 WinCC 设计组态软件WINCC 的基本原理是利用其I/O 驱动与下级PL C 建立联接,用数据库来保存检索历史数据,由屏幕显示人机界面,操作人员通过人机界面对PL C 进行控制。
3.1 WinCC 访问PL CSIM 模拟软件首先在安装WinCC 时,在“通讯”组件下必须选择“S7Do s ”和“对象管理器”组件,然后在控制面板中双击“设置P G/PC 界面”。
在“应用程序的访问点”域中,选择“M PI (WinCC )”。
在“使用的界面参数域”中选择“〈无〉”,最后在WinCC 中加入M PI I/O 驱动,在M PI 下添加一个新连接,右击该连接然后选择“属性”,点击“属性”按钮。
在“连接”标签中指定M PI 地址和已在STEP 7中组态好的CPU 的插槽。
3.2 触发器设计触发器(Tag )是WinCC 用来与PL C 建立连接的桥梁,所有PL C 与WinCC 要交换的数据都必须先建立相应的触发器。
另外WinCC 中的图形属性也可直接与触发器建立连接,从而建立直观的动画人机界面。
在此应用中建立的触发器包括位、字节、双字、时间、记数器等类型触发器。
3.3 WinCC 界面设计根据系统的控制与操作要求,共设计了主界面(图3)、控制界面、监视界面等3个人机交互界面,该界面直观、方便,有关部件的工作状态、运行参数都可在触摸屏上动态显示。
图3 机械手WinCC 主界面4 结束语根据本设计制成的控制台体积小、自动化程度高。
实际使用表明,其具有良好的人机界面、完善的远程监视和控制功能,使操作更方便。
另因在开发中采用了PC 仿真,缩短了开发周期,提高了软件的可靠性,极大地方便了程序的离线调试。
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