机械手分拣大小球的PLC程序设计
基于PLC的大小球分拣系统设计_毕业设计论文
基于PLC的大小球分拣系统设计摘要大、小球分拣传送以其对人们生活的积极影响特别是在工业上的普遍应用不断被人们所认识，作为可操控机械，它能够部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循事先设定的步骤来完成工件的分拣传送，大大地节省了人类的劳动时间，更因其能适应复杂的环境，从而改善了人们的工作环境。
随着科技的不断发展，在工业领域其应用范围不断增加，并取得了一定的成果。
本课题设计了大、小球的分类选择传送系统，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC，对机械臂的上下、左右移动以及对球的抓取和释放的运动过程进行控制。
我们利用可编程控制技术，并结合相应的硬件装置，来控制机械臂完成各种动作，实现大小球的分类选择传送。
关键词：PLC , 大小球, 机械臂, 原点显示目录第1章概述 (1)1.1选题背景 (1)1.2可编程控制器介绍 (1)1.3控制要求 (2)第2章硬件设计 (3)2.1 主电路设计 (3)2.2 I/O地址分配及接线图 (4)2.3 元件的选择 (5)第3章软件设计 (7)3.1系统流程图 (7)3.2顺序功能图 (8)3.3梯形图和指令表 (9)3.4程序分析 (1)第4章软硬件调试 (1)4.1系统调试 (1)4.2 使用说明 (2)结论 (2)设计感想 (3)参考文献 (3)第1章概述1.1选题背景大、小球选择分类传送作为工业中器件选择传送的一个写照，在工业控制中它的应用领域不断拓宽。
它能够通过编程来完成各种预期的作业任务，并能在各种复杂环境中工作，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其在人工智能方面大大地增加其效率，同时也改善了人类的工作环境与工作强度。
中国在科技发展方面发展水平较低，在工业中分拣传送劳动密集型还占有相当大的份额。
由于人的劳动能力有限，并且人不能持续长时间的高强度工作，因此在劳动效率上往往是制约企业发展的关键性因素，为了提高劳动效率，抢占市场份额，各个企业也不断的引进和更新自动化设备来提高效率，同时降低人的工作强度。
大小球分拣机械手plc课程设计
大小球分拣机械手plc课程设计一、引言在现代工业生产中，自动化技术已经成为了必不可少的一部分。
其中，PLC（可编程逻辑控制器）作为自动化控制系统中的核心控制设备，被广泛应用于各种机械设备和生产线中。
本文将以大小球分拣机械手为例，介绍PLC课程设计的具体实现过程。
二、问题描述大小球分拣机械手是一种常见的自动化分拣设备。
该设备可以对大小不同的球进行快速准确地分类。
但是，在使用过程中，由于各种原因（例如机械故障、电气故障等），可能会导致分拣错误或无法正常工作。
因此，需要设计一套PLC控制系统来保证该设备的正常运行。
三、PLC课程设计方案1. 设计目标本次PLC课程设计的主要目标是实现以下功能：（1）检测传感器信号；（2）通过程序控制机械手移动；（3）根据传感器信号判断球的大小；（4）将球分类到相应的出口。
2. 系统组成本次PLC课程设计所需组成如下：（1）大小球分拣机械手；（2）传感器；（3）PLC控制器；（4）电磁阀。
3. 系统设计（1）传感器信号检测在大小球分拣机械手中，需要使用传感器来检测球的大小。
这里我们可以选择光电传感器或者压力传感器。
当球经过传感器时，会产生相应的信号。
PLC通过读取传感器信号来判断球的大小。
（2）机械手控制机械手是本系统中最重要的部分之一。
在PLC课程设计中，我们需要通过程序控制机械手的运动轨迹和速度。
具体实现方法可以采用脉冲输出方式或者模拟输出方式。
（3）分类出口控制分类出口是将不同大小的球分别送往不同位置的关键部件。
在本系统中，我们需要通过电磁阀控制分类出口的开闭状态，实现将球分类到不同位置的目标。
四、程序设计本次PLC课程设计所需编写程序如下：（1）读取传感器信号；（2）根据信号判断球的大小；（3）根据判断结果控制机械手移动；（4）根据判断结果控制电磁阀开闭状态。
五、总结本文介绍了PLC课程设计的具体实现过程。
在大小球分拣机械手中，通过PLC控制系统的设计，可以实现自动化的球分类功能。
基于PLC的机械手分选大小球~完成版本3
高等教育自学考试毕业论文基于PLC的机械手分选大小球的自动控制主考学校：武汉工业学院专业：机电一体化工程指导老师：胡江萍考生姓名：姚世洪准考证号： 0180082003342011年9月 25 日目录第一章 PLC可编程控制器概述 (3)1.1 PLC可编程控制器的定义 (3)1.2PLC可编程控制器的特点 (3)1.3 PLC可编程控制器的趋势与动向 (5)第二章 PLC可编程控制器的原理 (6)2.1 PLC可编程控制器的组成 (6)2.2 PLC可编程控制器工作原理 (8)2.3 PLC可编程控制器系统设计参考 (9)第三章 PLC在大小球分选系统中的设计 (12)3.1 分选大小球控制系统的工作原理 (12)3.2 分选大小球控制系统的输入/输出地址及定时器分配 (13)3.3 分选大小球控制系统的接线图 (14)3.4 分选大小球控制系统的状态流程图 (15)3.5 分选大小球控制系统的梯形图 (17)3.6 分选大小球控制系统的程序图 (18)总结 (19)致谢 (20)参考文献 (21)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。
机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色，它可以搬运货物、分选物品、代替人的繁重劳动。
随着工业自动化、机械化进程的加速，自动控制正在逐步取代传统的人工控制，在改善工作人员工作环境的同时也使生产效率大大的提高，能够最大限度地满足被控对象和生产过程的控制要求。
因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
本次毕业设计任务是通过PLC实现机械手分选大小球的自动控制。
论文主要对PLC可编程控制器的概述、特征、大小球分选自动系统中的设计进行具体阐明，并通过PLC来实现大小球分选系统的控制。
设计中采用日本三菱公司具有高性价比的微型可编程控制器FX2系列PLC，实现自动分选大小球的控制系统。
系统充分利用了可编程控制器（PLC）多方面的设计知识和方法，精确的实现了机械手从圆点下降、抓取、上升、右行、下降、释放、上升、左行还原等一系列的动作，完成一整套。
plc大小球分拣系统课程设计
学院Henan Polytechnic Institute 毕业设计（论文）题目＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿班级＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿姓名＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿指导教师＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿前言系统在社会各行各业如：物流配送中心、邮局、采矿、港口、码头、仓库等行业得到广泛运用，分拣系统能够大大提高企事业单位该环节的生产效率。
机械臂自动分拣机构的积极作用正日益为人们所认识，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的筛选与传送。
因为它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用，尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。
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：大小球分拣控制系统；PLC；行程开关目录第1章设计内容 (3)1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 (3)1.2 大小球分拣传送机械控制系统功能分析 (4)第2章大小球分拣传送系统的硬件电路 (5)2.1按控制要求进行功能分析 (5)2.2确定I/O信号数量，选择P LC的类型 (6)2.3分拣大小球控制的I/O接线图 (6)2.4分拣大小球控制的电器元件配置表 (7)第3章大小球分拣传送系统的软件设计 (8)3.1分拣大小球控制的运行框图 (8)3.2分拣大小球控制程序的梯形图 (9)3.3分拣大小球控制程序的指令表 (11)第4章软件硬件调试 (14)心得体会 (14)参考文献 (15)第1章设计内容1.1 大小球分拣传送机械控制系统设计内容简介学院此次安排我们进行了电气自动化的毕业设计，对我们系统总结学习知识是很有益处的。
基于PLC的大小球分拣系统设计
出端口上搭建一个 H 桥来实现控制电机的左转和右转。将原
理调试好的程序改写成有两个端口输出来控制电机的右转， 即现在采用的Y10、Y12控制电机右转。同样采用Y11、Y13控
制电机的左转。
控制小球移动的主要功能梯形图中，当下限位闭合的时 候，机械臂将会走小球分支，让置位线圈 S22 得电，电磁铁 开始吸小球，并且Y3的闭合，使到与组态连接的M103得电， 同时与组态进行实时的数据监控，时间继电器T1开始计时时 间为1S。对部分指令程序调试如下1.3所示。
2.设计内容
当输送机处于起始位置时，上限位开关和左限位开关开 关处于闭合的状态，原位指示灯此时闪亮。启动装置后，捡
球装置下行。如果电磁铁碰到大球时上限位动作，而下限位
开关不动作；如果电磁铁碰到小球时下限位开关动作。电磁 铁下降后电磁铁吸球，吸到球后上升，到上限位后机械臂右 移动。如果吸的是小球，则机械臂到小球位，电磁杆下降， 电磁铁失电释放小球到小球的箱子。如果吸取的是大球，则
机械臂到大球位，电磁杆下降，电磁铁失电释放大球到大球
的箱子。吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上
限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球
的右限位开关）后，再返回到原位。如果吸起的是大球，捡 球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后， 再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然 后返回到原位。 然而，在设计机械臂的时候，左限位、小球限位开关和 大球的限位开关的放置，影响到机械臂的移动是否能够触及
到限位开关。所以要对电机上的位置，选定好要设计的左限
位开关、小球限位开关、大球限位开关。并能按照给定的程 序，机械臂能够及时的碰及到限位开关，能够更好的控制好 大小球的分拣。
大小球分拣系统示意图如图1.1所示。
PLC控制大小球分拣传送机
PLC控制大小球分拣传送机1. 引言本文档介绍了如何使用PLC（可编程逻辑控制器）控制大小球分拣传送机。
传送机是工厂自动化生产线中常见的设备，它可以将待分拣的物体按照不同的尺寸分拣到不同的位置。
本文档详细描述了PLC控制大小球分拣传送机的硬件结构、PLC 程序设计以及运行原理。
2. 硬件结构大小球分拣传送机的硬件结构主要包括以下几个部分： - 传送带：用于将物体从起点传送到分拣区域。
- 传感器：用于检测物体的尺寸。
- 分拣装置：根据检测到的尺寸，将物体分拣到不同的位置。
- PLC：负责控制传送带、传感器和分拣装置的运行。
3. PLC程序设计PLC程序设计是控制大小球分拣传送机的关键。
下面是一个简单的PLC程序的框图示例：START|- 检测传感器状态|- 如果感知到小球|- 传送带升起|- 推动小球到小球分拣位置|- 如果感知到大球|- 传送带升起|- 推动大球到大球分拣位置|- 传送带下降END在PLC程序中，首先会检测传感器的状态。
当感知到小球时，传送带会升起，然后将小球推动到小球分拣位置。
当感知到大球时，传送带会升起，然后将大球推动到大球分拣位置。
最后，传送带会下降，准备接收下一个物体。
4. 运行原理当PLC接收到输入信号后，按照程序的逻辑顺序执行相应的输出操作。
在本例中，PLC会根据传感器的输出信号，控制传送带的升降和分拣装置的运动，以实现大小球的分拣。
传送带通过电机驱动，可以根据PLC的控制信号控制其升降。
传感器通过感知物体的尺寸来产生输出信号，然后将该信号传送给PLC。
分拣装置根据PLC的控制信号，将物体推送到相应的分拣位置。
5. 总结本文档介绍了使用PLC控制大小球分拣传送机的原理和方法。
通过合理的硬件结构设计和PLC程序编写，可以实现精确而高效的物体分拣。
基于：PLC控制机械手抓取大小球课程设计
目录摘要 (1)第一章概述 (2)1.1 机械手在生活中的背景 (2)1.2 机械手使用的意义 (2)1.3 PLC工作原理 (3)第二章大小球硬件设计 (6)2.1系统的要求及工作示意图 (6)2.2 I/O编址及工作框图 (7)2.3电器元件选型 (8)2.4 系统主电路图 (8)2.5 分拣大小球设计思想 (9)第三章PLC分拣大小球软件设计 (10)3.1 机械手分捡大小球控制程序流程图 (10)3.2 机械手分捡大小球控制程序梯形图 (11)3.3 机械手分捡大小球控制程序指令表 (14)3.4 机械手分捡大小球控制程序分析 (15)第四章结论 (17)参考文献 (18)摘要机械手的优良作用正日益为人们所认识，第一，它可以代替生产者的部分劳动生产力，可以代替生产者在污染严重、高危险环境下作业。
而且可以被严格的控制并达到人们对机械手作业的要求。
同时可以遵循一定程序、时间和位置来完成工件的传送。
同时，它能大大地改善劳动者的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的向前发展的趋势。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
本设计采用德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右运动及抓取、松放小球进行控制。
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。
关键字： PLC 机械手抓取大小球第一章概述1.1机械手在生活中的背景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。
机械手分拣大小球的PLC程序设计
毕业设计（论文）课题机械手分拣大小球的PLC程序设计院系机械工程学院专业机电一体化班级机电082姓名陈东080101208完成日期2011.4指导教师王叶萍摘要机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
用于分捡大小球的机械装置。
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、PLC、大小球ABSTRACTThe positive role of the manipulator increasingly known by people,first, it can partly replace human labor and can achieve the production requirements, follow a certain procedure,time and location to complete the workpiece transfer. Because,it can greatly improve the working conditions,and workers accelerate the realization of industrial production mechanization and automation pace. Therefore,by various advanced unit spent a great deal of attention and manpower to research and application.Especially in high temperature and high pressure and dust,noise occasions,application is more widely.In China,the modern years also have developed quickly,and obtained a certain result,by various departments of industry seriously.In the process of production,often to the assembly line of products,this topic intends to develop sorting through the manipulator,material handling by German Siemens s7-200PLC,the fluctuation,left and right sides of manipulator and grab motion ed in the mechanical device can1.We use programmable technology,combined with the corresponding hardware device, control finish all kinds of action.RobotKeywords:manipulator,PLC,which can目录第一章机械手与PLC的简介1.1机械手的出现与发展 (1)1.2PLC的应用 (2)第二章PLC控制系统的硬件设计2.1按钮和行程开关的选择 (7)2.2接近开关转换开关刀开关的选择 (7)2.3时间继电器接触器的选择 (8)2.4熔断器电动机的选择 (9)2.5电磁阀的选择 (9)第三章分拣系统的PLC选择3.1PLC控制系统设计的原则和内容 (10)3.2PLC的选型 (10)3.2.1性能与任务相适应 (11)3.2.2PLC的处理速度应满足时实控制的要求 (12)3.2.3PLC应用系统结构合理、机型系列应统一 (12)第四章大小球分拣系统的PLC设计4.1系统的功能 (15)4.2分拣大小球系统的结构 (16)4.3大小球分拣传送过程控制分析 (16)4.4分捡大小球系统的输入/输出地址及定时器分配 (17)4.5机械手分拣球控制系统的接线图 (18)4.6大小球分拣的设计思想 (18)第五章机械手分拣大小球的PLC程序设计5.1机械手分捡大小球控制程序流程图 (20)5.2机械手分拣大小球控制程序的梯形图 (22)第六章总结参考文献致谢第一章机械手与PLC的简介1.1机械手的出现与发展1.1.1机械手的历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。
基于PLC的机械手自动分选大小球设计 毕业设计课件
机械手分拣大小球装置及系统示意图
机械手分拣大小球装置
机械手自动分拣大小球系统示意图
机械手自动控制系统的拆分设计
本文是基于PLC的机械手分选大小球控制设计，设计主 要研究的是机械手中有关PLC的部分。 考虑到以上实验的 复杂性，于是将机械手自动控制系统进行拆分设计。
通过可编程控制器PLC可实现机械手的左右移动实验、 上下移动实验、手动综合控制实验、左右指定距离的运行 实验、单步控制实验和自动控制实验。将以上实验综合起 来即可实现本文的基于PLC的机械手分选大小球的自动控制 系统的设计。
PLC的输入和输出点分配表
输入点分配
左按 右按 上按 下按 吸附 松开 启动 左限 右限 上限 下
钮
钮
钮
钮
按
按
/
位
位
位
钮
钮
停
止
I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I1.0 I1.1 I1.2 I
输出点分配
左行
右行
上行
下行
吸附
Q0.0
Q0.1
Q0.2
Q0.3
Q0.4
机械手自动分选大小球实验过程动画演示
PLC的部分梯形图
机械手自动回原点并右行到取物区的梯形图
PLC的部分指令表
机械手自动回原点并右行到取物区的指令表
(1) LSCR (2) LD (3) AN (4) S (5) S (6) LD (7) LPS (8) A (9) R (10) LPP (11) A (12) R (13) LD (14) A (15) S (16) S (17) LD (18) A (19) LD (20) CTU (21) LD (22) R
基于PLC的大小球分拣系统设计
基于PLC的大小球分拣系统设计大型物流仓库中，大小球分拣系统可以提高物流效率，减少人工操作，实现自动化分拣。
本文将基于可编程逻辑控制器（PLC）设计一个大小球分拣系统。
1.系统结构设计：大小球分拣系统的基本结构包括输送带，PLC控制器，感应器，气动执行机构，大小球分拣装置和人机界面等。
2.硬件设计：（1）输送带：设计多个平行的输送带，用于将大小球从起始点送往目标点。
（2）感应器：通过光电传感器或其他感应器检测输送带上的大小球，将信号传输给PLC控制器。
（3）气动执行机构：根据PLC控制信号，控制气缸的伸缩，实现大小球的分拣。
（4）PLC控制器：作为系统的主控制器，接收感应器的信号，根据程序逻辑控制气动执行机构的动作，实现大小球的分拣。
（5）大小球分拣装置：分为两个部分，一个用于分拣大球，另一个用于分拣小球。
大球分拣装置包括气缸和分拣槽，小球分拣装置也是类似的结构。
（6）人机界面：通过触摸屏或按钮等设备，实现对系统的监控和控制。
3.软件设计：（1）PLC编程：使用PLC编程软件，编写逻辑控制程序。
程序包括事件触发、数据处理、状态转换、运行控制等模块。
（2）分拣规则设计：根据实际需求，设计分拣规则，如大球分拣到左边，小球分拣到右边。
（3）报警系统设计：设计异常报警系统，如感应器异常、气动执行机构异常等，及时发出警报并记录异常信息。
4.工作流程：（1）起点：大小球从起点进入输送带，由感应器检测到信号发给PLC控制器。
（2）PLC控制器：根据感应信号触发相应的控制程序，判断大小球的类型。
（3）气动执行机构：根据PLC控制信号控制气缸伸缩，将大小球分拣到相应的分拣装置中。
（4）分拣装置：大球分拣装置将大球分拣到左边，小球分拣装置将小球分拣到右边。
（5）目标点：经过分拣，大小球分别到达目标点，等待下一步操作。
5.系统优势：（1）高效性：使用PLC控制，实现自动分拣，提高分拣速度和效率。
（2）准确性：通过感应器和PLC控制器，实现准确的分拣，避免人工操作带来的误差。
基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计
基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统设计物料分拣是工业生产过程中常见的自动化操作之一，而机械手作为自动化设备的核心部件之一，在物料分拣中发挥着重要的作用。
本文将针对基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统的设计进行详细说明。
1.系统概述2.系统设计（1）PLC控制器选择：根据系统需求选择适合的PLC控制器，一般要求具有足够的输入输出端口以及较高的运算速度。
常见的PLC控制器有西门子、施耐德、欧姆龙等。
（2）机械手选择：根据物料的类型和分拣要求选择适合的机械手。
常见的机械手有直线式机械手、旋转式机械手等，可以根据需要组合使用。
（3）传感器选择：根据物料的特性和分拣要求选择适合的传感器。
常见的传感器有光电传感器、接近传感器、压力传感器等，用于检测物料的位置、重量、形状等参数。
（4）执行器选择：根据物料分拣的方式选择适合的执行器。
常见的执行器有气缸、电机、伺服驱动器等，用于实现机械手的运动。
3.系统实现（1）输入模块设置：将传感器的信号通过输入模块连接到PLC控制器的输入端口，实现对物料位置和状态的检测。
（2）处理模块编程：根据物料分拣的逻辑和要求进行PLC控制器的编程，包括控制机械手的运动、执行器的操作以及与传感器的通信等。
（3）输出模块设置：将PLC控制器的输出信号通过输出模块连接到执行器，实现对机械手和执行器的控制。
（4）系统调试和运行：将整个系统进行组装和调试，确保各个部件能够正常工作，并进行系统联调测试，验证系统的可靠性和稳定性。
4.系统优化在系统运行过程中，可以根据实际需求对系统进行优化和改进。
例如，可以通过增加传感器的数量和种类来提高物料分拣的准确性和效率；可以调整机械手的运动轨迹和速度，以适应不同的物料类型和分拣要求；可以改进控制算法，提高系统的响应速度和精度等。
总结：基于PLC的物料分拣机械手自动化控制系统的设计涉及到PLC控制器的选择、机械手的选择、传感器的选择、执行器的选择，以及输入模块设置、处理模块编程、输出模块设置等内容。
PLC控制机械手自动分检大小球系统解析
摘要进入二十一世纪之后，随着人类对科学技术知识的掌握达到了一个新的高度，越来越多的知识转化为实际生产力后，一大批新技术，新设备开始应用在各个领域的生产中。
为了节省生产资料和人工成本，工业机器人及其自动控制系统开始大量装备在工厂里的生产流水线上。
机械手是最早出现的工业机器人，也是最早出现的现代机器人，它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，其积极作用正日益为人们所认识，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
许多发达国家十分对它重视，并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
在我国，自主研发的工业机器人在近几年来也有较快的发展，并取得一定的成果。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，为了提高生产效率，本设计拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制，来设计一种用于分捡大小球的机械装置。
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，目标是使此系统具有自动化程度高、运行稳定、精度高、易控制的特点,可根据不同对象,稍加修改本系统即可实现要求。
关键词：PLC 大小球机械手AbstractEnter after twenty-first Century, along with human knowledge of science and technology has reached a new height, more and more knowledge into practical productivity, a large number of new technology, new equipment applied in various fields of production. In order to save the production data and labour cost, industrial robots and automatic control system to begin a large number of equipment in the factory production line. The manipulator is the earliest industrial robot, is the earliest modern robot, it can replace people arduous labor to realize the production mechanization and automation, its positive role is increasingly recognized, it can partially replace human labor and can meet the production process requirements, follow certain program, time and location to complete workpiece transfer. Many developed countries are on it seriously, and put a lot of manpower and material resources to study and apply. In our country, the independent research and development of industrial robot in recent years have rapid development, and achieved certain results. In the production process, often on assembly line products of sorting, in order to improve production efficiency, this design aims to develop a manipulator, by German Siemens S7-200series PLC, the mechanical hand on, around and grabbing motion control, to design the size of the ball for sorting machine. We use the programmable technology, combined with the corresponding hardware device, control manipulator to complete a variety of actions, the target is to make this system has a high degree of automation, stable operation, high precision, easy to control, according to different object, minor modifications to the system can reach the requirements. Key words: PLC size of spherical manipulator目录摘要 (I)Abstract ............................................... I I 1 绪论. (1)1.1 课题的背景意义 (1)1.2 课题的目的及要求 (4)1.3 课题目前的发展状况 (4)1.4 设计内容及要求 (5)2 可编程控制器概述 (6)2.1 PLC的产生与定义 (6)2.2 PLC的基本组成及其作用 (7)2.3 PLC的发展 (10)2.4 PLC的应用领域 (15)2.5 PLC的特点 (17)3 大小球分拣系统的控制系统设计 (19)3.1 PLC控制系统设计的原则与内容 (19)3.2 PLC的选型 (19)3.3 大小球分拣系统的功能 (20)3.4 设计思想 (20)3.5 系统的结构 (21)3.6 I/O编址 (22)3.7 机械手分拣系统的接线图 (23)4 大小球分拣系统的软件程序 (24)4.1 自动分拣大小球系统控制程序工作框图 (24)4.2 梯形图概述 (25)4.3 机械手分拣大小球控制程序的梯形图(见附录) (26)结论 (27)致谢 (28)参考文献 (29)附录 (30)1 绪论1.1 课题的背景意义自动分拣系统（Automated Sorting System)是二次大战后率先在美国、日本的物流中心中广泛采用的一种自动化作业系统，该系统目前已经成为发达国家大中型物流中心不可缺少的一部分。
基于PLC的机械手大小球分拣控制设计
November 2015 PACKAGING 67学术天地PROCESS AND DESIGN ·材料与设备引言在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，为了提高生产效率，本设计拟开发机械手物料分拣控制系统。
采用德国西门子S7-200系列PLC，对机械手分拣大小球的运动进行控制。
1 机械手物料分拣控制系统设计1.1 控制要求（1）初始状态：机械手在原点，压下上限位开关和左限位开关，抓球电磁铁处于失电状态，原点指示灯亮；（2）有启动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械手必须回到原点；（3）启动后，机械手工作顺序为：下行至下限→吸球1s→上行至上限→右行至右限→下行至下限→ 释放1s→上升至上限→左行至左限进行下一次循环；（4）吸球时，如果吸住小球，大小球检测开关为ON；如果吸住大球，检测开关为OFF；机械手右行时有小球右限位和大球右限位之分。
1.2 I/0分配机械手大小球分拣装置I/0分配表如下表所示。
1.3 PLC选型从上面的分析可知，有开关量输入点8个，输出点6个，选用S7—200系列的CPU224CN。
1.4 顺序功能图设计顺序功能图如图所示，由于大小球不同，所以用选择序列使机械手能够在右行后在不同的位置下行，把大小球分别放进各自的箱子里去。
M0.0是选择逻辑电路，由I0.0和I0.1组成的起保停电路，决定系统是进行单周期操作还是循环操作。
结语本文以西门子S7-200 PLC为基础，对机械手大小球分拣控制系统进行设计，通过对控制要求的分析对I/O进行分配，设计顺序功能图并将其转化为梯形图，进行上机模拟调试，调试结果显示能够按照控制要求进行机械手大小球分拣控制。
基于PLC的机械手大小球分拣控制设计杨海兰（甘肃畜牧工程职业技术学院，甘肃 武威 733006）【摘 要】采用西门子S7-200系列PLC对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制，设计一种用于大小球分拣的机械装置，具体设计了控制系统的顺序功能图。
分拣机plc课程设计
分拣机plc课程设计一、课程目标知识目标：1. 理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理和工作流程；2. 掌握分拣机的基本结构及其功能；3. 学会使用PLC编程软件进行程序设计，实现分拣机的自动控制功能；4. 了解传感器在分拣机中的应用，及其与PLC的连接方式。
技能目标：1. 能够运用PLC编程软件进行基本的逻辑编程；2. 能够根据实际需求，设计并调试分拣机PLC控制系统；3. 学会分析并解决分拣机PLC控制系统中的故障；4. 培养学生的团队协作和沟通能力，提高实际操作中的问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对自动化技术及其应用的兴趣，提高学习积极性；2. 增强学生的环保意识，认识到自动化技术在节能降耗方面的优势；3. 树立正确的价值观，认识到技术发展对国家和社会的重要性；4. 培养学生的创新精神和实践能力，激发学生积极参与技术改造和创新。
本课程针对高年级学生，结合学科特点，注重理论与实践相结合，旨在提高学生对PLC及分拣机控制技术的理解和应用能力。
课程目标具体、可衡量，以便学生和教师能够清晰地了解课程的预期成果，并为后续的教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. PLC基本原理：介绍PLC的发展历程、基本组成、工作原理及其在工业自动化中的应用。
教材章节：第一章PLC概述。
2. 分拣机结构与功能：分析分拣机的机械结构、传感器选型及其在自动化生产线中的作用。
教材章节：第三章自动化设备结构与功能。
3. PLC编程软件应用：学习PLC编程软件的使用方法，进行基本逻辑编程和仿真。
教材章节：第五章PLC编程软件的使用。
4. 分拣机PLC控制系统设计：结合实际需求，设计分拣机PLC控制系统，实现自动控制功能。
教材章节：第七章PLC控制系统设计与应用。
5. 传感器与PLC连接：介绍传感器与PLC的连接方式，学习传感器信号的输入与输出。
教材章节：第四章传感器与PLC的连接。
6. 系统调试与故障排除：学习分拣机PLC控制系统的调试方法，分析并解决可能出现的故障。
大、小球分拣传送机械PLC控制梯形图的设计与调试
目录引言 (1)第一章课程设计要求及任务 (2)1.1设计要求 (2)1.2设计任务 (2)第二章系统总体方案设计 (2)2.1大、小球分拣传送机械系统的功能 (2)2.2大、小球分拣传送机械系统的结构 (3)2.3大、小球分拣传送机械的设计思想 (3)2.4主电路设计 (3)2.5确定I/O信号数量，选择PLC的类型 (3)2.6确定电器元件I/O分配表 (4)2.7控制系统的接线图 (4)第三章控制系统设计 (4)3.1大、小球分拣传送机械的运行流程 (4)3.2大、小球分拣传送机械控制程序流程图 (6)3.3大、小球分拣传送机械控制程序的梯形图 (6)3.4大、小球分拣传送机械控制程序的语句表 (6)第四章结束语 (9)参考文献 (10)引言本课程设计主要对PLC程序的结构、特点、各器件的性能以及对被公职对象的控制过程进行具体研究，并通过PLC来实现对大小球分拣系统的控制，随着工业自动化、机械化进程的加速，自动控制正在逐步取代传统的人工控制，在改善工作人员的工作环境的同时也使生产效率大大提升，为了最大限度的满足被控制对象和生产过程的控制。
在本课程设计中对于一些原来用继电接触器线路不易实现的要求，试用PLC后，将很容易实现。
在满足控制要求前提下，采用多种控制模式来对被控制对象进行安全可靠的控制操作，使功能更加全面，其中包括手动控制，自动控制模式，使其操作更强，便于企业各类人员操作，另外，该系统的手动控制模式，也使生产设备的检测和维护更加方便。
关键字PLC，大小球分拣，机械臂第一章课程设计要求及任务1.1设计要求1．大、小分拣传送机械示意图2. 控制要求：（1）机械臂起始位置在机械原点（见图），为左限、上限并有显示。
（2）有起动按钮和停止按钮控制运行，设停止时机械臂必须已回到原点。
（3）起动后，机械臂动作顺序为：下降→吸球→上升（至上限）→右行（至右限）→下降→释放→上升（至上限）→左行返回（至原点）。
机械手分拣大小球课程设计
摘要随着经济不断发展，人们的生活水平不断提高，将PLC应用到分离机的电气控制系统，可实现分离机的自动化控制，降低系统的运行费用。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分拣，本课程设计拟设计大小球分拣传送机控制系统的PLC设计，采用的德国西门子S7-200 系列（cpu-224）PLC，对机械臂的上下、左右以及抓取运动进行控制，用于分捡大小球的机械装置。
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。
目录摘要 0第一章PLC应用系统设计基础知识 (2)1.1 可编程控制器的产生与发展 (2)1.2 可编程控制器的用途及特点 (4)1.3 可编程控制器基本工作原理 (5)1.4 PLC控制系统设计的原则和内容 (6)1.5 PLC的选型 (7)第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计 (9)2.1 大、小球分栋传送机械示意图 (9)2.2 分拣系统的控制要求 (10)2.3 大小球分拣的设计思想 (11)2.4 I/O编址 (12)2.5 机械手分拣球控制系统的接线图 (13)第三章软件设计 (14)3.1 顺序功能图概述 (14)3.2 机械手分拣大小球控制程序流程图 (15)3.3 机械手分拣大小球控制程序的梯形图 (17)3.4 机械手分拣大小球控制程序的指令表 (23)第四章总结 (27)参考文献 (28)第一章PLC应用系统设计基础知识1.1 可编程控制器的产生与发展可编程控制器（Programmable Controller，PC），是近几年迅速发展并得到广泛应用的新一代工业自动化控制装置。
早期主要用于计数、定时以及开关量的逻辑控制，为了和个人计算机相区别，把可编程控制器缩写为PLC（Programmable Logic Controller ）。
国际电工委员会（IEC）于1985年发布的可编程器标准草案中，对可编程控制器的定义如下。
“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计的。
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毕业设计（论文）课题机械手分拣大小球的PLC程序设计院系机械工程学院专业机电一体化班级机电082姓名陈东080101208完成日期2011.4指导教师王叶萍摘要机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。
因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。
因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。
尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。
在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。
在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。
用于分捡大小球的机械装置。
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、PLC、大小球ABSTRACTThe positive role of the manipulator increasingly known by people,first, it can partly replace human labor and can achieve the production requirements, follow a certain procedure,time and location to complete the workpiece transfer. Because,it can greatly improve the working conditions,and workers accelerate the realization of industrial production mechanization and automation pace. Therefore,by various advanced unit spent a great deal of attention and manpower to research and application.Especially in high temperature and high pressure and dust,noise occasions,application is more widely.In China,the modern years also have developed quickly,and obtained a certain result,by various departments of industry seriously.In the process of production,often to the assembly line of products,this topic intends to develop sorting through the manipulator,material handling by German Siemens s7-200PLC,the fluctuation,left and right sides of manipulator and grab motion ed in the mechanical device can1.We use programmable technology,combined with the corresponding hardware device, control finish all kinds of action.RobotKeywords:manipulator,PLC,which can目录第一章机械手与PLC的简介1.1机械手的出现与发展 (1)1.2PLC的应用 (2)第二章PLC控制系统的硬件设计2.1按钮和行程开关的选择 (7)2.2接近开关转换开关刀开关的选择 (7)2.3时间继电器接触器的选择 (8)2.4熔断器电动机的选择 (9)2.5电磁阀的选择 (9)第三章分拣系统的PLC选择3.1PLC控制系统设计的原则和内容 (10)3.2PLC的选型 (10)3.2.1性能与任务相适应 (11)3.2.2PLC的处理速度应满足时实控制的要求 (12)3.2.3PLC应用系统结构合理、机型系列应统一 (12)第四章大小球分拣系统的PLC设计4.1系统的功能 (15)4.2分拣大小球系统的结构 (16)4.3大小球分拣传送过程控制分析 (16)4.4分捡大小球系统的输入/输出地址及定时器分配 (17)4.5机械手分拣球控制系统的接线图 (18)4.6大小球分拣的设计思想 (18)第五章机械手分拣大小球的PLC程序设计5.1机械手分捡大小球控制程序流程图 (20)5.2机械手分拣大小球控制程序的梯形图 (22)第六章总结参考文献致谢第一章机械手与PLC的简介1.1机械手的出现与发展1.1.1机械手的历史它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的，机械手研究始于20世纪中期，随着计算机和自动化技术的发展，特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。
同时，大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，又为机器人的开发奠定了基础。
另一方面，核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。
在这一需求背景下，美国于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。
机械手首先是从美国开始研制的。
1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。
该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。
这就是所谓的示教再现机器人。
现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。
作为机器人产品最早的实用机型是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。
这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成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。
1.1.2机械手的组成机械手主要由手部、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。
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。
控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。
同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。
控制系统的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成，通过对其编程实现所要功能。
1.1.3机械手分类机械手的种类，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。
机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。
1.2PLC的应用1.2.1PLC的定义可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境中应用而设计的它采用一类可编程的存储器，在其内部用于存储用户程序，并执行逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术操作等用户指令，并通过数字或模拟式输入/输出，控制各类型的机械或生产过程。
可编程控制器及其有关外部设备，都按照方便与工业控制系统成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。
1.2.2PLC的分类随着PLC的不断发展，其型号和形式越来越多，为了在设计控制工程系统时便于表达和选择适当型号的PLC，应对其进行分类。
一般按照以下两种形式对PLC进行分类。
①按照I/O点的数量分为小型机，中型机和大型机。
小型机的输入输出点的总数一般在256个以下，用户程序的存储容量一般为4KB左右。
中型机的输入输出点的总数一般在256～2048之间，用户程序的存储容量一般为8KB左右。
大型机的输入输出点的总数一般在2048个以上，用户程序的存储容量一般为16KB以上。
②按照结构形式分为整体式结构和模块式结构。
整体式结构的PLC具有体积小，成本低和安装方便的特点，大多被小型机所采用，例如SIEMENS 公司的S7-200系列的PLC。
模块式结构的PLC具有功能强大，配置灵活和维修方便的特点，大多被中型机和大型机所采用，例如SIEMENS公司的S7-300系列和S7-400的PLC。
1.2.3PLC的特点与应用及其发展趋势为了满足现代工业生产日趋复杂，以及多样化的特点（例如，实现逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作），对控制的要求也各不相同，目前普遍需要通用性搞的控制系统。
PLC的出现受到了广大工程计数人员的欢迎。
PLC的主要特点包括以下几个方面①抗干扰能力强，可靠性高②控制系统简单，通用性强③编程方便，使用简单④功能完善⑤设计，施工和调试的周期短⑥体积小，维护操作方便。
PLC在其生产初期由于价格高等原因，使它的使用受到限制。
但近年来，PLC的应用逐渐广泛起来，主要原因有两个:一是微处理器的芯片和相关元件的价格不断下降；二是PLC自身的功能大大增强。
PLC的应用面很广，在工厂自动化和计算机集成制造系统（CIMS）内占有重要地位。
目前PLC在国内外已广泛应用于钢铁，采矿，石油，化工，电力等各个行业，使用情况大致可以归纳为六种类型：①开关量的逻辑控制②模拟量的控制③运动控制④过程控制⑤数据控制⑥通信及联网。
不同的工业环境对PLC的功能，体积和性能有不同的要求，对PLC的要求越来越高。
因此，PLC的生产厂商把PLC的发展方向趋向于高集成度，小体积，大容量，高速度，智能化，易使用和高性能等几个方面，表现为以下几个方面：①小型化，专用化和低成本②大容量和高速度③智能型I/O模块④编程软件⑤编程语言的标准化⑥通信控制的简单化⑦PLC的软件化与组态软件⑧与现场总线的结合。