课程设计PLC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。
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。
(完整word版)PLC机械手臂课程设计原稿
气动机械手控制系统1 课程设计的任务与要求1。
1 课程设计的任务1。
熟悉三菱FX2N PLC的机构及使用。
2.掌握相关的PLC的编程操作并实现所要求的功能。
3。
具备PLC的硬件设计。
4.熟悉PLC仿真软件的操作和仿真。
通过本次论文，进一步加强自己对机械手和PLC的认识，以及它们在生活中广泛应用.1.2 课程设计的要求气动机械手动作示意图如下图所示，气动机械手的功能是将工件从A点搬运到B点,控制要求为:（1）气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态,必须驱动反向的线圈才能反向运动；（2)上升、下降的电磁阀线圈分别为MB2、MB1；右行、左行的电磁阀线圈为MB3、MB4；（3）机械手的夹钳由单线圈电磁阀MB5来实现，线圈通电夹紧，断电松开；（4）机械手的夹钳的松开，夹紧通过延时2s实现；(5）机械手下降、上升、右行、左行的限位由行程开关BG1、BG2、BG3、BG4来实现。
图1 气动机械手动作示意图2气动机械手控制系统设计方案制定本设计采用三菱系列PLC设计下图为一个将工件由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、下限位开关和左、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图2 机械手的动作周期3气动机械手控制系统设计方案实施3.1气动机械手控制系统电路元器件选择为实现设计目的，本设计需用到两台三相电机，4个接触器，4个继电器.其中M1三相电机控制机械手臂的上下移动(KM1闭合M1电动机正转,机械手臂下降；KM2闭合M1电动机反转，机械手臂上升）；M2三相电机控制机械手臂的左右移动(KM3闭合M2电动机正转，机械手臂右移;KM4闭合M2电动机反转,机械手臂左移）。
基于PLC的机械手臂控制课程设计
课程设计说明书课程设计说明书课程名称:电气控制PLC课程设计课程代码: XXXXXXXX 题目:基于PLC机械手控制系统学生姓名: X X 学号: XXXXXXXXXXXXX 年级/专业/班: XXXX级电气自动化X班学院(直属系) : XXXXXXX学院指导教师: X X学院名称：XXXXXX 专业：XXX 年级：2021级机械手控制系统设计一、选题背景及题目来源工业实际工程，可在天科TKPLC-A实验装置机械手装置的模拟控制实验区完本钱模拟实验。
二、训练目的〔1〕通过使用各根本指令，进一步熟悉掌握PLC的编程和程序调试；〔2〕学会绘制电气原理图及接线图；〔3〕选择电气元器件；〔4〕完成系统硬件和软件设计；〔5〕完成模拟实验；〔6〕编写技术文件。
三、要求实现的功能启动机械手，将物体从A处移动到B处，机械手将完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、左移、循环或者回到原位动作过程。
在执行动作时由限位开关对机械手位置进行控制，并且由双线圈二位电磁阀推动气缸完成。
提出改良方案：在机械手夹紧过程进行探究，增加压力传感器用于机械手爪压力并进行反响控制；增加超声波传感器检测物体是否滑落。
当物体出现滑落或操作错误时发出报警等。
四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台2、天科TKPLC-A实验装置3、机械手模块五、设计任务〔1〕根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；〔2〕绘制电气原理图及PLC I/O接线图；〔3〕设计软件系统；〔4〕组成控制系统；〔5〕进行系统调试，实现〔三〕所要求的控制功能，完成模拟实验。
〔6〕撰写课程设计说明书。
六、参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册2、?S7-200可编程序控制器手册?，西门子技术效劳中心，四川省机械研究设计院，3、?现代电器控制及PLC应用技术?第2版，王永华，北京航空航天大学出版社指导教师： XX 签名日期： 2021 年 06 月 1日摘要可编程控制器是一种以微处理器为核心的工业控制装置。
课程设计_PLC搬运物品机械手控制设计
课程设计_PLC搬运物品机械手控制设计PLC（Programmable Logic Controller）搬运物品机械手控制设计是一门工业自动化领域的课程。
在制造业中，物品搬运常常是非常繁琐的工作，因此机械手的出现给了制造业带来极大的便利。
机械手需要通过PLC来进行控制，通过对PLC程序的编程，可以让机械手对物品进行精准搬运。
本文将介绍PLC搬运物品机械手控制设计的相关知识和实践操作。
一、搬运物品机械手控制设计的基本知识1. PLC的基本概念PLC（Programmable Logic Controller）即可编程控制器，是一种专门用于控制工业生产过程的计算机硬件，也是一种特殊的计算机控制系统。
PLC控制器主要由中央处理器(CPU)、输入/输出模块(I/O)、电源部分和编程器四个部分组成。
PLC控制器的任务是将输入设备的信号转换为控制信号去驱动输出设备，从而实现控制过程。
2. 机械手的基本概念机械手（Robotic Arm）是一种可以代替人手进行工业生产操作的机器人。
它主要由机械臂、控制器、传感器、执行器等多个部件组成。
机械手在工业生产中可以起到非常重要的作用，在电子、汽车、食品等工业领域都有广泛应用。
3. 搬运物品机械手的基本工作原理搬运物品机械手的基本工作原理是通过控制机械手的关节转动和末端执行器的运动来实现物品的搬运。
在实际应用中，机械手需要进行复杂的运动规划，通过PLC对机械手进行精准的控制，可以实现对物品的精准搬运。
二、PLC搬运物品机械手控制设计的实践操作在PLC搬运物品机械手控制设计的实践操作中，我们需要通过PLC编程来实现搬运物品机械手的自动化控制。
1. 确定控制策略在控制机械手的过程中，需要明确控制策略，比如机械手的运动轨迹、动作的先后顺序、运动速度等。
在PLC编程中，可以通过编写具体的程序来实现控制的策略。
2. 设计PLC程序在PLC编程之前，我们需要根据机械手控制的策略来设计PLC程序。
《2024年基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》范文
《基于PLC的工业机械手运动控制系统设计》篇一一、引言随着工业自动化技术的不断发展，PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业控制领域中最重要的技术之一。
工业机械手作为自动化生产线上重要的执行机构，其运动控制系统的设计直接关系到生产效率和产品质量。
本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统设计，包括系统架构、硬件配置、软件设计以及实际应用等方面。
二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统采用分层式结构设计，主要包括上位机监控系统、PLC控制器和机械手执行机构三个部分。
其中，上位机监控系统负责人机交互、数据监控和系统管理等功能；PLC控制器负责接收上位机指令，控制机械手的运动；机械手执行机构包括电机、传感器、气动元件等，负责完成具体的动作。
三、硬件配置1. PLC控制器：选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的运算能力和丰富的I/O接口，以满足机械手运动控制的需求。
2. 电机：根据机械手的具体需求，选用合适的电机类型和规格，如伺服电机、步进电机等。
3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器、力传感器等，用于检测机械手的运动状态和外部环境信息。
4. 气动元件：包括气缸、电磁阀等，用于实现机械手的抓取和释放等功能。
四、软件设计1. 编程语言：采用PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，进行程序编写和调试。
2. 控制算法：根据机械手的运动需求，设计合适的控制算法，如PID控制、轨迹规划等，以实现精确的运动控制。
3. 上位机监控系统：开发上位机监控软件，实现人机交互、数据监控和系统管理等功能。
监控软件应具备友好的界面、实时的数据显示和报警功能。
4. 通信协议：建立PLC控制器与上位机监控系统之间的通信协议，实现数据的实时传输和交互。
五、实际应用基于PLC的工业机械手运动控制系统在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。
通过上位机监控系统，操作人员可以方便地监控机械手的运动状态和生产数据。
PLC控制器根据上位机的指令，精确地控制机械手的运动，实现高精度的抓取、搬运、装配等任务。
PLC机械手课程设计
本课题拟开发物料搬运机械手，采用西门子系列S7-200PLC对机械手的上下、 左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等； 电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。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。
关键词：机械手S7-200可编程技术
1
S7-200丰富的种类：
•CPU221内置10个数字量I/O点，不可扩充；
•CPU222内置14个数字量I/O点，可扩充到78路数字量I/O或10路模拟量I/O；
•CPU224内置24个数字量I/O点，可扩充到168路数字量I/O或35路模拟量
I/O；
-CPU226内置40个数字量I/O点，可扩充到248路数字量I/O或35路模拟量
机械手分类
机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种独立的 不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序，以完成各项规定工 作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外， 还具备通用机械、记忆智能的三 元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先 是通过操作机来完成特定的作业，后来发展到用无线电信号操作机械手来进行探 测月球、火星等。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或自动线上，用于 解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它 是为主机服务的，由主机驱动，除少数外，工作程序一般是固定的，因此是专用 的。
工件传送机械手的plc控制课程设计
工件传送机械手的plc控制课程设计一、设计背景工件传送机械手是一种自动化设备，可以用于将工件从一个位置转移到另一个位置。
工件传送机械手的PLC控制系统是其中关键的一部分，通过PLC来控制机械手的运动，实现工件的自动传送。
本课程设计将介绍如何设计和编程工件传送机械手的PLC控制系统。
二、课程设计目标1.掌握工件传送机械手的基本工作原理和结构。
2.了解PLC的基本原理和编程方法。
3.掌握如何将PLC与机械手连接并进行控制。
4.完成一个简单的工件传送机械手的PLC控制系统的设计和编程。
三、课程设计内容1.工件传送机械手的基本工作原理和结构介绍。
a.工件传送机械手的组成部分及其功能。
b.机械手的运动控制原理及方法。
2. PLC的基本原理和编程方法介绍。
a. PLC的概念和作用。
b. PLC的基本原理和结构。
c. PLC的编程语言和编程方法。
3.工件传送机械手与PLC的连接和控制。
a.介绍PLC和机械手之间的连接方式。
b.详细说明PLC如何控制机械手的运动。
4.工件传送机械手的PLC控制系统的设计和编程。
a.设计一个简单的工件传送机械手的PLC控制系统。
b.使用PLC编程软件进行控制程序的编写。
c.对控制程序进行模拟验证和调试。
5.课程设计总结和反思。
a.对整个课程设计进行总结和评价。
b.反思设计中遇到的问题和解决方法。
四、课程设计教学方法本课程设计将采用理论教学与实践操作相结合的教学方法。
在理论教学中，通过课堂讲解和案例分析，让学生了解工件传送机械手和PLC的基本原理。
在实践操作中，学生将根据设计要求，使用PLC编程软件进行控制程序的编写，并进行模拟验证和调试。
五、课程设计评价方式课程设计评价将分为两个部分：实验操作评价和实验报告评价。
实验操作评价主要考察学生在实验操作中的动手能力和问题解决能力；实验报告评价主要考察学生对课程设计内容的理解和掌握程度。
评价结果将以学生实验操作评价表和实验报告的成绩形式反馈给学生。
基于PLC的机械手控制设计
基于PLC的机械手控制设计1. 引言1.1 背景介绍背景介绍：机械手是一种能够模仿人手动作完成各种工作任务的机械装置，具有高效、精准、稳定的特点，被广泛应用于工业生产线、仓储物流等领域。
随着工业自动化水平的不断提高，机械手在生产中的应用越来越广泛，对机械手控制技术的要求也越来越高。
本文旨在研究基于PLC的机械手控制设计，探讨PLC在机械手控制中的应用，设计机械手控制系统，并进行实验验证。
通过本研究，旨在提高机械手控制精度和稳定性，推动工业自动化技术的发展，为工业生产提供更多可能性。
1.2 研究意义机器人技术在现代工业生产中起着越来越重要的作用，而机械手作为机器人的重要组成部分，其控制技术的研究对于提高生产效率、降低成本具有重要意义。
研究如何利用PLC进行机械手控制设计，可以实现机械手的自动化控制，提高生产线的运行效率，减少人为操作的误差，提高产品的质量稳定性。
在工业生产中，机械手的广泛应用使得对其控制技术的研究变得至关重要。
通过PLC的应用，可以实现机械手的精准运动控制，灵活适应不同的工作环境和任务要求。
PLC具有高度稳定性和可靠性，能够保证机械手的稳定运行，提高生产效率。
通过本研究，可以深入了解PLC在机械手控制中的具体应用方法，为工程师和研究人员提供参考和借鉴。
本研究的结果也有助于推动机械手领域的发展，促进工业自动化水平的提升。
研究如何基于PLC进行机械手控制设计具有重要的理论和实践意义。
1.3 研究目的研究目的是为了探究基于PLC的机械手控制设计在工业自动化领域的应用效果，为工业生产提高效率、降低成本和减少人为操作风险提供技术支持。
通过本研究，可以深入了解PLC在机械手控制系统中的具体应用方式和优势，为工程技术人员提供可靠的控制方案。
通过对PLC程序设计和机械手运动控制的研究，可以为相关领域的技术人员提供实用的指导和参考。
本研究的目的还在于验证基于PLC的机械手控制系统的可行性和稳定性，为工业生产过程中的自动化控制提供科学依据。
PLC课程设计机械手电气控制系统.
河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称:《PLC技术与工程应用》课题名称:机械手电气控制系统设计系部名称:自动控制系专业班级:计控102班姓名:刘宾学号:1014132312012年06月20日目录目录 (11、引言 (42、系统总体设计要求 (63、系统方案设计 (64、上位监控系统设计 (125、程序调试 (145.1 调试设备 (145.2 遇到的问题与解决方法 (146、心得体会 (15附录1 参考文献 (16附录2 程序清单 (161、引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。
随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。
同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术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。
,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。
机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。
在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。
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险物品的主从式操作手也常称为机械手。
基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)
基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)
毕业设计题目：基于PLC的机械手控制设计
设计目标：
设计一个基于PLC的机械手控制系统，能够实现机械手对物体的抓取和放置操作。
设计内容：
1. 硬件设计：选择合适的PLC控制器，根据机械手的结构和控制需求，设计电路和连接方式，包括传感器、执行器、驱动器等硬件组成部分。
2. 软件设计：编写PLC程序，实现机械手的控制逻辑。
包括对机械手运动轨迹的规划、抓取力度的控制、异常情况的处理等功能。
3. 通信设计：如果需要与其他设备或系统进行通信，设计与外部设备的接口和通信协议。
4. 安全设计：考虑机械手在工作过程中可能出现的危险情况，设计安全机制，如急停按钮、防碰撞装置等。
5. 用户界面设计：设计一个简明易懂的用户界面，方便用户对机械手进行操作和监控。
6. 系统测试和调试：对设计的控制系统进行测试和调试，保证系统的稳定性和可靠性。
7. 性能评估和改进：对设计的控制系统进行性能评估，分析系统的优点和不足，并提出改进方案。
8. 文档编写：编写毕业设计报告，包括设计方案、实施过程、测试结果和分析等内容。
预期成果：
1. 完整的机械手控制系统，能够准确抓取和放置物体。
2. 可靠的硬件设计和稳定的软件程序。
3. 安全可靠的系统设计，能够防止意外事故的发生。
4. 用户友好的界面设计，简化操作流程。
5. 毕业设计报告和相关文档。
机械手plc课程设计
机械手plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解机械手的基本结构、功能和工作原理；2. 学生能掌握PLC（可编程逻辑控制器）的基本组成、编程方法和应用技巧；3. 学生能了解机械手与PLC的接口技术及其在自动化生产线中的应用。
技能目标：1. 学生能运用PLC编程软件进行简单的程序编写，实现对机械手的控制；2. 学生能通过组态软件对机械手PLC控制系统进行监控与调试；3. 学生具备分析并解决机械手PLC控制系统故障的能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对机械手PLC控制技术的兴趣，激发学习热情；2. 学生树立正确的工程观念，认识到自动化技术在现代工业生产中的重要性；3. 学生养成团队协作、积极探索、创新实践的良好习惯。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论教学与实际操作，旨在培养学生的动手能力和实际应用能力。
学生特点：学生具备一定的电工电子基础和PLC基础知识，对实际操作具有较强的兴趣。
教学要求：教师应注重理论与实践相结合，引导学生通过实际操作掌握知识，提高技能，同时关注学生的情感态度价值观的培养。
将课程目标分解为具体的学习成果，以便于教学设计和评估。
1. 机械手基础知识：介绍机械手的基本结构、功能、分类及工作原理，对应教材第1章。
- 结构与功能：关节式、直角坐标式、圆柱坐标式、球坐标式机械手；- 工作原理：伺服电机、减速机、传动机构等。
2. PLC基础知识：回顾PLC的基本组成、工作原理、编程语言及编程方法，对应教材第2章。
- 基本组成：CPU、输入/输出模块、电源模块等；- 编程语言：梯形图、指令表、功能块图等。
3. 机械手与PLC接口技术：讲解机械手与PLC的连接方法、信号类型及接口电路设计，对应教材第3章。
- 连接方法：并行连接、串行连接；- 信号类型：数字量信号、模拟量信号。
4. PLC控制程序设计：学习PLC控制机械手的编程方法，对应教材第4章。
- 编程实例：搬运机械手、装配机械手等；- 编程技巧：模块化编程、顺序控制、条件判断等。
PLC控制机械手设计
杭州职业技术学院课程设计说明书题目PLC机械手的控制系别专业班级姓名指导教师二○○年月日课程设计任务书一、设计任务：PLC机械手控制的实现二、设计要求：1.阐述机械手的工作原理2.如何实现PLC对机械手的控制3.机械手控制程序设计三、设计期限年月日至年月日目录第一节机械手的工作原理1.1 机械手的概述 (1)1.2 机械手的工作方式 (2)第二节机械手控制程序设计2.1 输入和输出点分配表及原理接线图 (3)2.2 控制程序 (4)第三节梯形图及指令表3.1 梯形图 (8)3.2 指令表 (9)总结与评价 (10)参考文献 (11)第一节机械手的工作原理1.1机械手的概述机械手是在机械化、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，例如：(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。
(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。
(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。
（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。
(5）宇宙及海洋的开发。
(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。
11.2 机械手的工作方式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。
plc机械手的课程设计
plc机械手的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能够理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和功能，掌握机械手的运作机制；2. 学生能够描述PLC在工业自动化中的应用，特别是机械手操作中的关键作用；3. 学生能够解释PLC编程的基本逻辑，理解并运用相关指令控制机械手的运动路径。
技能目标：1. 学生能够操作PLC模拟软件，编写基本的控制程序，实现对机械手的简易控制；2. 学生能够通过小组合作，进行机械手控制系统的故障排查与程序调试；3. 学生能够运用工程思维，设计简单的自动化流程，并通过PLC机械手实现。
情感态度价值观目标：1. 学生能够培养对工业自动化及智能制造的浓厚兴趣，增强对工程技术职业的认同感；2. 学生能够在项目实践中体会团队合作的重要性，学会沟通协作，培养解决问题的能力；3. 学生能够认识到科技发展对工业生产的影响，树立创新意识，激发对技术进步的责任感。
二、教学内容1. PLC基础知识：包括PLC的定义、结构、工作原理及其在工业自动化中的应用场景，重点讲解PLC在机械手控制系统中的作用。
教材章节：第二章“可编程逻辑控制器基础”2. 机械手结构与原理：介绍机械手的基本结构、运动学原理和控制系统，分析机械手在自动化生产线中的功能。
教材章节：第三章“工业机器人基础”第一节“工业机器人的结构与原理”3. PLC编程指令与逻辑：讲解PLC编程的基础知识，包括逻辑指令、定时器、计数器等，并通过实例分析其在机械手控制中的应用。
教材章节：第四章“PLC编程与应用”第一节“PLC编程基础”4. PLC机械手控制实践：结合模拟软件，分组进行机械手控制系统的编程与调试，实现简单的运动控制任务。
教材章节：第四章“PLC编程与应用”第二节“PLC在工业机器人中的应用”5. 故障排查与程序优化：教授学生如何分析控制程序中的问题，进行故障排查，并通过优化程序提高机械手操作的稳定性。
教材章节：第四章“PLC编程与应用”第三节“PLC程序调试与优化”6. 综合应用与拓展：鼓励学生运用所学知识，设计简单的自动化流程，并通过PLC机械手实现。
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课程设计任务书
一、设计任务：
PLC机械手控制的实现
二、设计要求：
1.阐述机械手的工作原理
2.如何实现PLC对机械手的控制
3.机械手控制程序设计
三、设计期限
年月日至年月日
目录
第一节机械手的工作原理
1.1 机械手的概述 (1)
1.2 机械手的工作方式 (2)
第二节机械手控制程序设计
2.1 输入和输出点分配表及原理接线图 (3)
2.2 控制程序 (4)
第三节梯形图及指令表
3.1 梯形图 (8)
3.2 指令表 (9)
总结与评价 (10)
参考文献 (11)
第一节机械手的工作原理
1.1机械手的概述
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，例如：
(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。
(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。
(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。
（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。
(5）宇宙及海洋的开发。
(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。
1
1.2 机械手的工作方式
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
第二节机械手控制程序设计
2.1 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
3
2.2 控制程序
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。
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。
4
手动单步操作程序
如图5所示。
图中上升/下降，左移/右移都有联锁和限位保护。
自动操作程序
自动操作状态转移见图6所示。
当机械手处于原位时，按启动X0接通，状态转移到S20，驱
5
动下降Y0，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转移到S21，而S20自动复位。
S21驱动Y1置位，延时1秒，以使电磁力达到最大夹紧力。
当T0接通，状态转移到S22，驱动Y2上升，当上升到达最高位，X2接通，状态转移到S23。
S23驱动Y3右移。
移到最右位，X3接通，状态转移到S24下降。
下降到最低位，X1接通，电磁铁放松。
为了使电磁力完全失掉，延时1秒。
延时时间到，T1接通，状态转移到S26上升。
上升到最高位，X2接通，状态转移到S27左移。
左移到最左位，使X4接通，返回初始状态，再开始第二次循环动作。
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、机械手传送系统梯形图
如图7所示。
图中从第0行到第27行为回原位状态程序。
从第28行到第66行，为手动单步操作程序。
从第67行到第129行为自动操作程序。
这三部分程序（又称为模块）是图3的操作系统运行的。
回原位程序和自动操作程序。
是用步进顺控方式编程。
在各步进顺控末行，都以RET结束本步进顺控程序块。
但两者又有不同。
回原位程序不能自动返回初始态S1。
而自动操作程序能自动返回初态S2。
7
第三节梯形图及指令表3.1 梯形图
8 3.2 指令表
9 总结与评价
机械手的控制对于很多场合需求很大，不论是机床使用的小型系统还是流水线上的这类设备，其基本动作要求类似，所以控制的实现也可以相互借鉴。
对于控制程序的编写，这里给出的只是一种实现手段，使用可编程控制器还有其他的方法可以实现这样的控制，针对所用的具体系统的情况，设计人员可以选用不同的方法来编写程序。
机械手高效的工作效率，准确的定位精度，以及简单的结构及控制方式是人手不能替代的，机械手的使用也将越来越广泛。
参考文献
《PLC应用开发实用子程序》
《PLC程序设计和实例应用》
网上资料
10
指导教师评语：
指导教师签名：
成绩答辩评定：
签名：
年月日
11。