基于西门子S7_200PLC控制的机械手项目技术报告
PLC实验报告机械手臂编程与控制
PLC实验报告机械手臂编程与控制PLC实验报告：机械手臂编程与控制摘要：本次实验旨在通过PLC（可编程逻辑控制器）来对机械手臂进行编程和控制，实现自动化操作。
本文将详细介绍实验的步骤和结果，讨论编程与控制的方法和技巧，同时探讨PLC在工业自动化领域的应用前景。
1. 引言机械手臂是一种多关节、可精确控制的机械装置，广泛应用于制造业的自动化生产线上。
为了实现对机械手臂的准确控制，本实验采用PLC作为控制核心，并对其进行编程以实现操作。
2. 实验步骤2.1 硬件准备在进行机械手臂编程与控制之前，首先要准备好所需的硬件设备。
包括机械手臂本体、传感器、执行器等。
2.2 PLC编程PLC的编程是实现机械手臂自动化控制的关键步骤。
编程主要包括以下几个方面：2.2.1 输入与输出的定义在PLC编程中，需要明确输入与输出的信号。
以机械手臂为例，输入信号可能来自传感器，输出信号用于控制机械手臂运动。
2.2.2 逻辑程序的设计根据实际需求，设计逻辑程序来控制机械手臂的运动。
逻辑程序根据输入信号的状态来判断执行何种动作。
2.2.3 编程语言的选择PLC支持多种编程语言，常见的有Ladder Diagram、Function Block Diagram等。
根据实际情况选择合适的编程语言。
2.3 软件配置将编写好的PLC程序通过相应软件配置到PLC中。
配置过程中需要设置输入与输出的信号对应关系，确保程序能够正确运行。
3. 实验结果与分析经过实验，我们成功实现了对机械手臂的编程与控制。
机械手臂根据预设的逻辑程序，准确无误地完成了指定动作。
实验结果表明，PLC 编程可实现对机械手臂的有效控制，为工业自动化生产线的应用提供了有力支持。
4. 编程与控制的技巧与方法4.1 逻辑设计在编程过程中，首先要进行逻辑设计。
合理的逻辑设计能够减少编程过程中的错误，并提高程序的效率和可靠性。
4.2 错误处理在编程过程中，可能会遇到各种错误。
良好的错误处理机制能够及时发现问题并采取相应的措施进行修复，降低故障对系统的影响。
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。
基于S7—200PLC的机械手运动控制
基于S7—200PLC的机械手运动控制0 引言工业机械手（以下简称机械手）是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代制造生产系统中的一个重要组成部分，越来越多地被研究和应用。
本设汁的控制系统采用小型可编程控制器S7—200PLC，具有编程简单、修改容易、可靠性高等优点。
1 机械手的选择根据古典力学的观点，物体在三维空间内的静止位置是由三个坐标或围绕三轴旋转的角度来决定的。
因此，物体的位置和方向（即关节的角度）能从理论上求得。
在实际生产生活中，机械手的自由度不是盲目模仿人手的动作来确定的，而是根据实际需要的动作，设计出最少自由度的机械手来满足作业要求。
所以一般专用机械手（不包括握紧动作）通常只具有2～3 个自由度。
而通用机械手则一般取4～5 个自由度。
本设计采用的机械手共有5 个自由度。
这五个自由度为机械手能够做出手臂伸缩、手臂上下摆动、手臂左右摆动、手腕回转、手指抓紧，该机械手示意图如图1 所示。
图1 机械手示意图2 动力装置的选择工业机械手要求精度非常高，所以本设计采用的是步进电机，步进电机的转速、停止的位置只取决于脉冲信号的频率和脉冲数。
当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转动一个固定的角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。
可以通过控制脉冲个数宋控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。
不过步进电机需要在驱动器的作用下才能正常工作，所以还要选择驱动器，本设计选择的是价格便宜而又方便使用的中美合资SH 系列步进电动机驱动器，主要由电源输入部分、信号输入部分、输出部分等，实物图和接线原理图分别如图2 和图3 所示。
图2 步进电机驱动模块实物图图3 驱动模块与步进电机的接线示意图电源输入部分：由电源模块提供，用两根导线连接，注意极性。
信号输入部分：信号源由PTO 主机提供。
由于PTO 提供的电平为24V，输入部分的电平为5V，中间加了保护电路。
基于西门子S7—200PLC的机械手控制
基于西门子S7—200PLC的机械手控制作者：黄卫庭胡汉文来源：《数字技术与应用》2014年第01期摘要：本文采用西门子公司的小型PLC为控制器制作一款机械手模型并通过梯形图程序实现了机械手的信号定位的运行控制。
在开发过程中采用金属接近开关发出“位置到达信号”，伸缩电磁铁YT将通电吸盘下推到料位，机械微动开关SQ因不再受外压而复位，电磁铁YT 断电将吸盘上拉回初始位，SQ受压动作。
此机械手装箱设计简化了系统结构，降低了成本。
本文重点介绍了程序编写过程中遇到的难点和解决方案。
该机械手装箱结构简单，程序灵活且实用性强。
关键词：PLC 机械手装箱梯形图中图分类号：TP241 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2014）01-0009-021 引言本控制中所采用的PLC（Programmable Logic Controller）是SIEMENS公司的一种应用方便灵活、可靠性高，结构紧凑小巧S7-200PLC，具有快速和精确的操作顺序和过程控制。
结合高效的“三步分析法”：首先通过结构示意图明确任务，然后分析设计I/O分配图，最后依任务和I/O分配图及程序分块表进行“按功能分块，化整为零”思路设计机械手装箱控制梯形图。
2 明确任务2.1 工作结构描述机械手的“信号定位”是指通过“测位开关”发出“位置到达信号”，待PLC收到该信号之后，立即停发输往步进驱动器（或伺服驱动器）的脉冲，从而使步进电机（或伺服电机）预定位置。
该设计广泛用于实现生产设备的信号定位运行控制中。
该控制的具体机械手装箱结构如图1所示。
在该结构图中的原位、装箱位均为“金属接近开关SS0、SS1”发出“位置到达信号”，伸缩电磁铁YT将通电吸盘下推到料位，机械微动开关SQ因不再受外压而复位，电磁铁YT断电将吸盘上拉回初始位，SQ受压动作。
上料槽有料时，光电开关SSy发出“有料信号”。
电磁吸盘通电时能将料吸住，断电后能将料释放。
步进电机M2正转时机械手前进（右），反转机械手后退（左）通过图1可知，该本机械手控制过程中三种运动状态。
基于S7-200 PLC的三维机械手控制设计
步进 电机 是将 电脉 冲信 号转 变 为角位移或 线位
移的执行机构。在额定 负荷下， 电机的转速、 停止位 置只取决于脉 冲信号的频率和脉冲数 目 另外， 。 步进 电机 只有周期性误差而无 累计误差的特点，使其在 速度 、 定位等控制领域应用得非常广泛［ ３ １ 。
控制， 并有限位开关发 出 信号。
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三笙
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刘 涛 杜秋来 龚林生
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点， 达到精 确 定位 的 目的。
１ 机械 手的 系统 结构 与工作 过程
图一为机械 手 示 意 图 ， 由气控 机 械 手 、 纵 轴 它 横
操持 工具的机 电一体化 自动装置【 ｌ １ 。三维机械手 能 够实现水平、垂直和旋转三个方向的抓取或放置物 品， 具有操作范围大、 灵活性好、 应用广泛的特点。
Ｓ —０ ７２ ０是 西 门子 公 司 专 为 中小 型 用户 设 计 的
丝杆组 、 转盘 机 构 、 底 旋转基 座等 组成 。 由伸 缩步进 电机控 制机械 手 手臂 的左右运动 ，升 降 步进 电机 控
制 上下运动 ，装在 底 盘 的直流 电动机 的 正反 转控 制
小型 Ｐ Ｃ系统 ， Ｌ 由于其具有可靠性高、 功能强、 编程
简单 、人 机 交 互界 面友好 等特 性 而广 泛用 于工业控
制 系统 闭 。
机械 手的旋 转 可逆运 动 。机 械 手的 夹物 装 置 可以 张 合， 也可 以旋 转 ， 目的是 为 了方便 取物 。 其 中张合 由 气压驱动 ， 由电磁 阀控 制 ； 并 旋转 运动 由直 流 电动机
基于西门子s7-200plc对机械手搬物控制的电气设计
Xxoo 学院毕业设计（论文）题目基于西门子s7-200plc对机械手搬物控制的电气设计专业名称机电设备维修与管理学生姓名指导教师毕业时间2014年7月摘要机械手能在许多劳动过程中模仿人的各种动作.机械手可以完成许多工作，如搬物、装配、切割、喷染等等，应用非常广泛。
本次PLC实验设计是通过机械手实物教学模型来模拟使用S7-200来实现对机械手的控制。
本次实验设计涵盖了PLC技术、位置控制技术、气动技术，机械手实物教学模型的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、汽缸、气夹等机械部件组成。
在电气方面有步进电机、步进电机驱动器、传感器、限位开关、开关电源、电磁阀等电子器件组成同时采用西门子S7-200可编程控制器。
编程方面采用顺序控制来编程，先画出流程图，然后一步一步编程，子程序需要个PLC控制步进电机程序。
最后加一个手动控制机械手的程序，并做出面控制面板来。
通信并把程序下载到PLC 上，实现用控制面板手动控制机械手。
关键字：可编程控制器PLC，机械手，步进电机驱动器、步进电机，传感器目录第一章引言 (4)第二章 plc及其应用 (6)2.1 PLC的概念 (6)2.2 PLC的组成 (6)2.3 PLC工作原理及其特点 (8)2.4 PLC的应用 (8)第三章系统总体方案设计 (9)3.1气动机械手的控制要求 (9)3.2气动机械手的气压传动系统 (10)3.3系统的控制面板操作与工作方式 (10)3.4 本章小结 (11)第四章 PLC控制系统设计 (12)4.1可编程控制器的CPU选择 (12)4.2气动机械手的I/O地址分配表 (12)4.3 PLC外部接线图 (13)4.4 气动机械手控制流程图 (14)4.5 程序设计梯形图 (15)4.6 本章小结 (15)第五章系统调试 (16)5.1 使用设备 (16)5.2 调试过程 (16)第六章设计总结 (17)致谢词 (19)参考文献 (20)附录 (21)梯形图 (21)第一章引言在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。
基于S7-200的搬运机械手的控制系统设计
Ｉ＇仝１压霜 争 艇 卜丹术并唪暑 １— ５ 气千黛曩 空’ｒ矗薯曩 卜一压精８－￣Ｊｔｌｌ ９ 露气缸 １ ｒ下降气缸 １１＿蕾＃气缸 ｌ｝ 卑气缸 ｌ｝簟一节蠢一 １４－－盘五甚电＿嘲
图 ２机 械 手 气 动 原 理 图
三 、系统 硬 件设 计
图 ４操 作 面 板 布 置 图 接 通 Ｉ１．１是 单操 作 方 式 ，按 照 手动 开关 选 择 的位 置 ， 用 启 动 ／停止 按钮 选 择手 动操 作 。如在方 式 下选 择上 升 ／下
２、气 动 部 分 设 计 机械 手 的气 动 原理 ，如 图 ２机 械 手气 动 原理 图。
办公 自动化杂 志 ４４’
旋 ／逆 旋 、伸 ／缩 、上 ／下八 个 动 作 ；工作 方 式 又分 为 手 动 和 自动 其 中 自动 工 作 方式 有 包 括 ：步 进 操 作 、单周 期操 作 、连 续 操作 方 式 。
ｍｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ ｔｅｌｅｓｃｏｐｉｃ ｍｏｖｅｍｅｎｔ，ｍｏｖｅｍｅｎｔ，ｒｏｔａｔｉｏｎ ａｎ ｄ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｃｌａｍ ｐｉｎｇ ａｎｄ ｒｅｌａｘ ｅｉｇｈｔ ａｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｍｅｅｔ ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ，ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｈａｎ ｄ ｄｉｖｉｄｅｄ ｉｎｔｏ ｓｉｎｇｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ， ｓｔｅｐ－ｂｙ－ｓｔｅｐ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ，ｓｉｎｇｌｅ ｃｙｃｌｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｆｏｕｒ．Ｉｎ ｔ ｈｅ ａｃｔｕａ ｌ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｐｒｏｃｅｓｓ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ ｃｏｍｐｌｅｔｅｄ ｔｗｏ ｗｏｒｋｂｅｎｃｈ ｂｅｔｗｅｅｎ ｗｏｒｋｐｉｅｃｅ ｈａ ｎ ｄｌｉｎｇ，ｗｉｔｈ ｓ￣ｏｎｇ ｓｔａ ｂ ｉｌｉｔｙ，ｈｉｇｈ ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ，ｍｉｎｉａｔｕｒｉｚａ－ ｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ａｄｖａｎ ｔａｇｅｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ Ｓ７—２００ ＣＰＵ２２６ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ ｍａｎｉｐｕｌａｔｏｒ Ｐｎｅｕｍａｔｉｃ
plc机械手实验报告
plc机械手实验报告PLC机械手实验报告引言：PLC（可编程逻辑控制器）机械手是一种自动化控制系统，它通过编程来控制机械手的运动和动作。
本次实验旨在通过搭建一个基于PLC的机械手系统，探索其在工业自动化中的应用。
一、实验目的本次实验的主要目的是熟悉PLC机械手的基本原理和操作方法，了解其在工业生产中的应用，并通过实际操作来加深对PLC机械手的理解。
二、实验器材本次实验所使用的器材包括PLC控制器、机械手、传感器、电源等。
三、实验步骤1. 搭建机械手系统：首先，将机械手与PLC控制器相连接，并将传感器与机械手连接，确保各个部件之间的正常通信。
2. 编写PLC程序：根据机械手的运动要求，编写PLC程序，包括机械手的起始位置、目标位置、运动速度等参数。
通过PLC编程软件，将程序下载到PLC控制器中。
3. 调试机械手系统：启动PLC控制器，通过操作界面对机械手进行调试。
观察机械手的运动轨迹，检查是否符合预期要求。
如有需要，可以进行调整和优化。
4. 测试机械手功能：通过给定的输入信号，测试机械手的各项功能是否正常。
例如，通过传感器检测物体的位置，判断机械手是否能够准确地抓取和放置物体。
5. 实验数据记录与分析：记录实验过程中的数据，如机械手的运动轨迹、抓取物体的成功率等。
通过对数据的分析，评估机械手系统的性能和稳定性。
四、实验结果与讨论经过实验，我们成功搭建了一个基于PLC的机械手系统，并进行了相关测试。
通过观察机械手的运动轨迹和测试结果，我们可以得出以下结论：1. PLC机械手具有较高的精度和稳定性，能够准确地执行各项任务。
通过编写PLC程序，我们可以实现机械手的自动化控制，提高生产效率。
2. 机械手的运动速度可以根据实际需求进行调整，以适应不同的生产环境。
通过调整机械手的运动速度，我们可以提高生产效率，减少生产成本。
3. 机械手的抓取和放置功能表现出较高的准确性和稳定性。
通过传感器的检测，机械手能够准确地抓取和放置物体，避免了人工操作的误差。
基于S7-200PLC的四自由度机械手控制系统设计
摘
要： 设 计 了基 于 Ｐ Ｌ Ｃ的 四 自由度机 械 手控 制 系统 ， 用Ｐ Ｌ Ｃ 实现 了外 来信 号 触发 的 对 电磁 阀的顺 序
ｌ ３ ｌ ４
的 ±９ ０ 。 旋转 ， １只 Ｓ Ｕ型 气缸 实 现垂 直运 动 ， １只 ＭＡ Ｌ 型气 缸 实 现 手 爪 的伸 缩 运 动 ， １只 ＭＳ Ｑ Ｂ型 气 缸 实 现
手 爪 的 ±１ ８ ０ 。 旋源自 以及 １只气动 手爪 。该 机 械 手可 广
量 旋 转 气 ！ 缸 手 爪开 一… 合 气 一 缸
收稿 日期 ： ２ ０ １ ３ － ０ ２ － ２ ７ 图 １ 四 自 由度 机 械 手
基金项 目： 国家 自然基金资助项 目（ ５ １ ０ ７ ５ ２ ４ ５ ）
本 研究 控制 的机 械手 主要 用 于小 空 间内 的零件搬 运， 由于 ２个 旋转 气 缸可 通过 机械设 置 其两 个止 点 ， 故
引 言
手臂水平 伸缩气缸 手臂竖直 升降气缸 手臂左右 旋转气缸
四 自由度机 械 手在 生 产 中得 到 了广 泛 的应 用 … 。
Ｐ Ｌ Ｃ是一 种方 便 开发 与联 网且 抗干 扰 能力强 的可编 程
逻 辑控 制 器件 ， 在 自动 化 生 产 线 中也得 到 了广 泛 的应 用 ， 针 对一 款 四 自由度 机 械 手 ， 应用 ｓ ７ ． ２ ０ ０型 Ｐ Ｌ Ｃ 设 计 了其控 制 系统 。 １ 机械 手 的机 械 结构及 气 路设计 图 １为 四 自由度 机械 手 的 照 片 ， 该 机 械 手 的组 成 为： １只 Ｑ Ｇ Ｋ型齿 轮齿 条式 摆 动 气缸 实 现 整 个 机械 手
S7-200的搬运机械手的PLC控制
S7-200 的搬运机械手的PLC 控制机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置，它能模仿人手臂的某些动作功能，可按固定顺序在空间抓、放、搬运物体等，动作灵活多样，广泛应用在工业生产和其他领域内。
应用机械手可减少工人的重复操作，并能代替人类在危险与有毒性环境中工作，极大地提高了生产效率与工作精度，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度有着十分重要的意义。
可编程序控制器( PLC) 是从20 世纪60 年代末发展起来的一种新型的电气控制装置，它以微处理器为核心，将计算机技术、自动控制技术和通信技术融为一体，以其结构简单、易于编程、性能优越、可靠性高等显著优点而在工业控制领域得到了迅猛的发展，被广泛地应用于各种生产机械和生产过程的自动控制中。
德国西门子公司的PLC 产品在国内应用比较广泛，其中S7-200 系列PLC 以结构紧凑、高性价比、多种多样的CPU 尺寸以及基于Windows 的编程工具等特点在中、小规模控制系统中有独特的优势。
笔者选用西门子S7-200 为控制器，所研究的机械手采用水平/垂直位移加平面转动式结构。
机械手的全部动作由气缸驱动，PLC 控制相应的电磁阀驱动气动执行元件完成各动作。
这种控制系统能十分方便地嵌入到各类工业生产线中，完成零部件产品在固定位置之间的搬运，实现生产自动化。
1 控制功能分析机械手搬运零部件动作示意图如图1 所示，该机械手可用来将工件从左工作台搬到右工作台，其动作过程分为10 工步，即从原位开始顺序经过10个动作后完成一个周期，并返回原位。
该机械手能够抓取的工件质量m 为0. 1 kg，搬运物料过程中垂直方向加速度和水平方向加速度均为0. 3 g( g 为重力加速度) ，平面转动的回转半径r 为0. 5 m，转动角速度ω为3. 5 rad /s，角加速度β为2. 1 rad /s2，转动角度 为180°。
机械科学与技术第30 卷图1 机械手动作示意图其中为了使上升/下降、左移/右移和顺转/逆转动作能够执行，分别由3 个双线圈二位电磁阀控制气缸的动作。
2021年plc机械手臂实验报告
3.根据如上步骤书写PLC程序。
4.机械手臂试验程序以下:
【结论】
如上程序基础实现了老师所给出基础功效, 但存在部分问题。程序只能根据如上步骤进行, 输入变量互锁我没有弄懂, 只是锁住了一小部分。没有根据如上步骤操作会出现误操作等问题。
【小结】
这一周plc学习我学到了很多东西, 在以往plc课程上问题经过此次实践也明白了。最关键是学会了灵活利用部分书本上所没有包含东西! 比如, 用后面输出变量控制前面输出变量, 灵活利用比较电路, 编程注意事项和基础步骤等! 这次实践十分有意义, 期望以后能够多多开展。最终非常感谢郑老师, 王老师, 汤老师耐心指导!
实践汇报成绩: 优异□ 良好□ 中□ 及格□ 不及格□
指导老师署名:
批阅日期:
I0.6
（2）输出
序号
名称
面板符号
输出点
1
上升指示灯
YV1
Q0.0
2
下降指示灯
YV2
Q0.1
3
左转指示灯
YV3
Q0.2
4
右转指示灯
YV4
Q0.3
5
夹紧指示灯
YV5
Q0.4
6
传送带A
A
Q0.5
7
传送带B
B
Q0.6
设计方案:
【实践过程】（实践步骤、 统计、 数据、 分析）
1.首先, 根据老师要求了解老师所给设计要求: 开启→传送带A开启→光电门→夹紧指示灯亮起（2S）→左转指示灯亮起→开启右转限位→下降指示灯亮起丶左转指示灯亮起→开启下降限位→下降指示灯关闭丶夹紧指示灯灭丶传送带B亮起→上升指示灯开启（在传送带B开启两秒后开启）→开启上升限位→上升指示灯灭丶右转指示灯开启→左转限位开启→右转指示灯灭（系统进入初始状态, 该系统随时能够停止, 能够实现基础自锁。）
基于S7-200PLC的坐标式____机械手控制系统设计样本
学号《电气控制与可编程控制技术》课程设计（级本科）题目：基于S7-200PLC坐标式机械手控制系统设计系（部）院：物理与机电工程学院专业：电气工程及其自动化作者姓名：曹国虎指引教师：张静职称：副专家完毕日期：年12 月14 日课程设计任务书年秋季学期目录一、设计目.......................................... 错误!未定义书签。
二、设计任务及规定.................................. 错误!未定义书签。
2.1 控制规定.................................... 错误!未定义书签。
2.2 设计任务.................................... 错误!未定义书签。
三、系统硬件设计.................................... 错误!未定义书签。
3.1 PLC选型..................................... 错误!未定义书签。
3.2 I/O分派表................................... 错误!未定义书签。
3.3 硬件接线图.................................. 错误!未定义书签。
3.4 PLC外围端子接线图........................... 错误!未定义书签。
四、系统软件设计.................................... 错误!未定义书签。
4.1 程序设计流程图.............................. 错误!未定义书签。
4.2 程序设计顺序功能图.......................... 错误!未定义书签。
4.3 程序设计梯形图.............................. 错误!未定义书签。
机械手程序的设计(西门子s7-200)
机械手程序的设计(西门子s7-200)机械手程序的设计（西门子s7-200）1. 引言机械手是自动化生产线中常见的重要设备之一，能够在生产过程中快速、准确地完成物料的处理、搬运和组装等任务。
为了实现机械手的自动化操作，需要开发相应的程序来控制和调度机械手的动作。
本文将介绍在西门子s7-200系列PLC上设计机械手程序的方法和步骤。
2. 系统概述机械手程序的设计是基于西门子s7-200系列PLC进行的。
该PLC是一种低功耗、高性价比的可编程逻辑控制器，适用于中小型自动化系统。
在机械手程序设计中，PLC起到了逻辑控制和数据处理的作用。
3. 程序设计步骤3.1 确定任务需求在设计机械手程序之前，需要明确机械手的任务需求，包括物料的搬运路径、搬运顺序、动作速度等。
这些需求是设计机械手程序的基础。
3.2 编写程序框图根据任务需求，可以使用PLC编程软件（如Step 7-Micro/WIN）绘制机械手程序的框图。
程序框图显示了机械手的各个动作和判断条件之间的逻辑关系。
3.3 编写程序代码根据程序框图，可以逐步编写机械手程序的代码。
在编写代码时，需要使用PLC编程软件提供的指令集和函数库，如移动命令、等待命令、判断命令等。
3.4 调试和优化完成程序代码后，需要将代码到PLC中进行调试和优化。
在调试过程中，可以通过监视和修改变量的值来验证程序的正确性。
如果发现问题，需要及时修改和优化程序代码，直到机械手能够按照预期完成任务。
4. 编程技巧和注意事项4.1 使用函数块在设计机械手程序时，可以使用函数块来组织和管理代码。
函数块是PLC编程软件提供的一种代码复用和模块化的机制，能够提高程序的可读性和维护性。
4.2 合理规划I/O资源在编写机械手程序时，需要合理规划和分配PLC的输入输出资源。
输入资源用于接收传感器信号，输出资源用于控制执行器动作。
合理规划I/O资源能够提高系统的可靠性和稳定性。
4.3 增加错误处理机制在机械手程序中，应当考虑并处理可能出现的异常情况，如传感器故障、执行器故障等。
基于S7-200的多关节机械手的PLC控制
1 引言随着工业自动化的发展，机械手的出现大大减轻了工人的劳动强度，提高了劳动生产率，但传统的继电器控制的半自动化装置因设计复杂、接线繁杂、易受干扰，从而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题，为解决以上问题，可以采用可编程控制器PLC控制的机械手控制系统。
S7－200 PLC （Program Logic Controler）是德国西门子公司生产的小型可编程控制器，具有良好的可扩展性、价格低廉、指令功能强大、十分适合机械手控制系统中的应用。
但一般工业机器人执行机械手机构多为形状简单的夹钳式、托持式、吸附式等结构，其结构和抓握目标物的原理决定了有限的抓握功能，随着机器人应用范围的日益扩大和向智能化，拟人化方向的发展，其手部也有多指多关节的拟人化要求，另外在工伤、事故中断手的残疾人也需要功能价格比高的多关节机械手，为此我们设计出一套新的基于S7－200 PLC 的多关节机械手控制系统，该系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力，保证了系统运行的可靠性、降低了威胁率，提高了工作效率。
由于PLC控制受环境的限制，在使用过程中会受到各种干扰，影响系统的可靠性，因此必须采取各种抗干扰措施，以提高控制系统的可靠性。
2. 机械设计2.1 机械结构多指多关节的机械结构是最理想的机器人手爪，其每个手指的各个关节都各有一台独立的电机驱动，并配有传感和控制系统，使手爪能完全模拟人手动作，当抓取的目标物各边形状与手爪中心不对称时，每个手指各关节的弯曲程度可以不同，手爪对被抓物体的形状具有适应性。
先接触物体的手指其指关节产生较大的抗力而不能弯曲，而其他未接触到物体的手指将继续弯曲，直到每一个手指都接触物体，其结构如图1所示。
2.2 工作原理直流电机1经谐波减速器2减速后带动丝杠3旋转，使螺母4在导向杆12中上下移动，螺母4带动五根连杆5使四个手指的第一指节7转动，手指安装在弹性支座（手掌）6上，弹性支座6上另有五根固定拨杆8插入各手指的第二指节10上端的凹槽中，使第二指节在第一指节旋转时能同时绕第一、第二指节间的关节轴转动，而第一指节7下端装有固定拨杆9插入第三指节11上端的凹槽中，使第三指节同时随第一、第二指节的转动而绕第二、第三指节间的关节轴转动，从而形成三个指节联动抓握或放开目标物体，其抓握原理如图2所示。
2020年PLC机械手实验报告
plc机械手实验报告在现今的生活上,科技日新月益的进展之下,机械人手臂与有人类的手臂最大区别就在于灵活度与耐力度。
也就是机械手的最大优势可以重复的做同一动作在机械正常情况下永远也不会觉得累!可为机械手臂的应用也将会越来越广泛,机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备，作业的准确性和环境中完成作业的能力。
工业机械手机器人的一个重要分支。
plc机械手实验报告范文一：1选题背景1.1研究意义，现状分析及其意义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。
工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。
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。
我国现有机器人研究开发和应用工程单位200多家,其中从事工业机器人研究和应用的有75家,共开发生产各类工业机器人约800台,90%以上用于生产中,引进工业机器人做应用工程的约500台[1]。
计算机控制系统是在自动控制技术和计算机技术发展的基础上产生的。
在经济全球化的浪潮中，降低人力成本，提高生产率，缩短订单处理时间等已成为生产企业的不断追求。
为了达到这一目标，它们越来越依赖于新一代的硬件和软件系统。
近年来，由于个人计算机(简称PC)的高速率和对硬件与软件的几乎无限制的开放，使得PC的应用迅猛增长。
将PC机CPU的高速处理性能和良好的开放性引入到计算机控制领域，形成了基于PC的控制系统。
随着计算机控制技术在机械手应用中的不断深入，具有独立控制器、程序可变、动作灵活、定位精度高、适用于可变换品种中小批量自动化生产的通用机械手得到迅速发展[2]。
各国大企业工业机械化生产过程不同程度实现了工业机械手的计算机控制。
1.2机械手、计算机的发展趋势及其优点工业机械手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。
它能部分地代替人工操作;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;能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
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概要本文介绍了用PLC S7-200为控制电路主元件，外加电器系统，输入输出电路，构成了整体的实训项目。
通过PLC控制机械手来模拟工业生产过程中机电设备的工作原理。
工业机械手的任务是搬运物品，要求把物品从一个工位搬到另一个工位，如下图所示。
机械手的全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控制，这样使我们能更近距离地了解工业生产过程。
左移目录前言第一章机械手简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .5 1．1 机械手概念1．2 机械手总体结构第二章PLC介绍. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6 2．1 PLC发展史2．2 PLC应用2．3 PLC特点第三章汽缸简介. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .8 3．1汽缸概念与汽缸分类3．2汽缸结构与工作原理第四章相关元气件. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .9 4．1电磁阀介绍4．2传感器介绍第五章项目的实施. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .11 5．1机械手的控制要求. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . .11 5．2机械手总体设计方案. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . .115．2．1主程序5．2．2公用程序5．3绘制原理草图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . .13 5．3．1开关原理图5．3．2PLC外部接线图5．3．3机械手气动原理图5．4元气件选型计算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .14 5．5输入/输出地址分配表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .16 5．6绘制流程图或顺序功能图. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . .17 5．7机械手程序设计. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .18 5．8系统的安装与调试. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . .24 5．8．1系统安装工具5．8．2系统安装记录5．8．3系统安装故障分析及解决方法5．8．4安装验收表结论. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26参考文献. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27前言为工业机械手研制一个技术性能优良的控制系统，对于提高工业机械手的整体技术性能来说具有十分重要的意义。
本设计正是针对这一课题，选择了可编程控制器(PLC)作为工业机械手的控制系统，这对提升工业机械手的整体技术性能起到了良好的作用。
本设计的控制对象是由一个搬运机械手组成的机械手，每个机械手完成8个基本动作。
机械手由气缸驱动，气缸受电磁阀控制。
限位开关检测机械手是否到达固定位置。
可编程控制器(PLC)控制机械手的动作，实现机械手群的自动运行。
本设计可编程控制器(PLC)选用西门子（SIEMENS）公司S7-200系列的CPU224，并扩展了EM221模块和EM222模块。
机械手的开关量信号直接输入PLC，PLC通过中间继电器对电磁阀加以控制。
本设计的重点放在PLC各硬件部分的设计和介绍、PLC梯形图的编写上。
在整体设计过程中按照“提出问题，分析问题，解决问题”的主导思想，对整个系统的设计工作做出了细致的阐述。
第一章机械手的简介1．1机械手的概念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，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。
1.2机械手的总体结构本文设计的机械手主要包括机械手的旋转、大臂的伸缩、小臂的升降、手抓的松紧。
各关节均采用电磁阀作为驱动装置，在机械大臂伸缩和小臂的升降以及手抓的松紧环节都配有传感器，并编制了能满足运动控制要求的软件，实现对机械手的速度、位置以及4关节联动控制。
机械手主要由手部和运动机构组成。
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。
运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。
为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。
自由度是机械手设计的关键参数。
自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。
一般专用机械手有2～3个自由度。
第二章 PLC介绍2．1 PLC发展史第一代：1969年~1972年，代表产品有·美国DEC公司的PDP-14/L·日本立石电机公司的SCY-022·日本北辰电机公司的HOSC-20第二代：1973年~1975年，代表产品有·美国GE公司的LOGISTROT·德国SIEMENS公司的SIMATIC S3、S4系列·日本富士电机公司的SC系列第三代：1976~1983年，代表产品有·美国GOULD公司的M84、484、584、684、884·德国SIEMENS公司的SIMATIC S5系列·日本三菱公司的MELPLAC-50、550第四代：1983年~现在，代表产品有·美国GOULD公司的A5900·德国西门子公司的S7系列2．2 PLC应用目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。
1开关量的逻辑控制这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。
如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。
2模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。
为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及D/A转换。
PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。
3运动控制PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。
从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。
如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。
世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。
4过程控制过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。
作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。
PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。
大中型PLC都有PID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。
PID处理一般是运行专用的PID子程序。
过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。
5数据处理现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。
这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。
数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。
6通信及联网PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智能设备间的通信。
随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。
新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便2．3 PLC特点1可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。
PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性。
例如三菱公司生产的F系列PLC平均无故障时间高达30万小时。
一些使用冗余CPU的PLC的平均无故障工作时间则更长。
从PLC 的机外电路来说，使用PLC构成控制系统，和同等规模的继电接触器系统相比，电气接线及开关接点已减少到数百甚至数千分之一，故障也就大大降低。
此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息。
在应用软件中，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除PLC以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。