PLC机械手课程设计
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。
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。
(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。
机械臂plc课程设计
2.夹紧工件后，机械手上升（SQ1=0），上升指示灯YV3点亮，上升到位后（SQ2=1）,机械手右移（SQ4=0）,右移指示灯YV4点亮。
沈阳城市学院
《数控机床电气控制与PLC技术》
课程设计
说明书
学院：机械电子工程学院
班级：11级4班
姓名：
学号：
指导教师：
2013年12月10日
课程设计任务书学院机电学院源自班级11机自一四班姓名
设计起止日期
2013年12月16日-2013年12月27日
题目：
设计任务：
下图为一个将工件由A处被机械手抓取并放到B处机械手，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。
世界上PLC产品可按地域分成三大流派：一个流派是美国产品，一个流派是欧洲产品，一个流派是日本产品。美国和欧洲的PLC技术是在相互隔离情况下独立研究开发的，因此美国和欧洲的PLC产品有明显的差异性。而日本的PLC技术是由美国引进的，对美国的PLC产品有一定的继承性，但日本的主推产品定位在小型PLC上。美国和欧洲以大中型PLC而闻名，而日本则以小型PLC著称。
总分
教师签字：
年月日
1
1.1
机械手首先是由美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出了第一台机械手。机械手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。
项目10 PLC控制搬运机械手设计
• 1.垂直气缸、水平气缸选择 • (1)类型选择。 • 现有的工作要求和条件如下: • 1)要求当气缸到达行程终端时无冲击现象和撞击噪声，因此选择缓冲
气缸; • 2)要求重量轻，因此选择轻型气缸; • 3)要求安装空间窄且行程短，因此可选择薄型气缸; • 4)若有横向负载，可选带导杆气缸; • 5)要求制动精度高，应选择锁紧气缸; • 6)若不需要活塞杆旋转，可选择杆不回转气缸。
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10. 1搬运机械手设计案例导入
• 10. 1. 3材料选择
• 机器人手臂的材料应根据手臂的工作状况来选择，并满足机器人的设 计及制作要求。从设计的思想出发，机器人的手臂要求完成各种运动。 因此，对材料的一个要求是作为运动的部件，它应是轻型材料。另一 方面，手臂在运动过程中往往会产生振动，这必然会大大降低它的运 动精度，所以在选择材料时，需要对质量、刚度、阻尼进行综合考虑， 以便有效地提高手臂的动态性能。此外，机器人手臂选用的材料与一 般的结构材料不同。机器人手臂是一种伺服机构，要受到控制，必须 考虑它的可控性。可控性还要与材料的可加工性、结构性、质量等性 质一起考虑。总之，在选择机器人手臂材料时，要考虑强度、刚度、 重量、弹性、抗振性、外观及价格等多方面因素，下面为几种常见机 器人手臂材料:
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10. 1搬运机械手设计案例导入
• (1)碳素结构钢和合金结构钢等高强度钢:这类材料强度好，尤其是合 金结构钢强度增加了4~ 5倍，弹性模量大、抗变形能力强，是应用最 为广泛的材料。
• (2)铝、铝合金及其他轻合金材料:其共同特点是重量轻，弹性模量不 大，但是材料密度小，其(E/P)之比仍可与钢材相比。
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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。
plc机械手课程设计实验报告
PLC机械手课程设计实验报告1. 引言本实验针对PLC（可编程逻辑控制器）机械手进行课程设计，旨在通过实际操作掌握PLC编程和机械手控制的基本原理与方法。
通过本实验的学习，可以进一步加深对PLC及其应用的理解，并培养学生的实践能力。
2. 实验目标本实验的目标是设计一个PLC控制的机械手系统，通过编写PLC程序控制机械手的运动和操作。
具体目标如下：1.了解PLC的基本原理和工作方式；2.了解机械手的基本结构和工作原理；3.掌握PLC编程，包括Ladder图的编写；4.实现机械手的基本运动，如抓取、放置等；5.实现机械手的路径规划和运动控制。
3. 实验步骤3.1 实验环境搭建1.准备一台PLC控制器和一台机械手；2.将PLC控制器与机械手进行连接，确保联通正常；3.配置PLC编程软件，确保能够正常编写PLC程序。
3.2 机械手的基本控制在本实验中，我们使用PLC编程软件，针对机械手的基本动作编写PLC程序，实现机械手的基本控制功能。
包括以下几个步骤：1.编写PLC程序，实现机械手的抓取功能；2.编写PLC程序，实现机械手的放置功能；3.编写PLC程序，实现机械手的回到初始位置功能。
3.3 机械手的路径规划和运动控制在本实验中，我们进一步深入研究机械手的路径规划和运动控制。
具体步骤如下：1.学习机械手的运动学原理，并了解机械手路径规划的基本方法；2.编写PLC程序，实现机械手的按照指定路径运动；3.通过模拟机械手的运动轨迹，验证PLC程序的正确性。
4. 实验结果分析实验完成后，我们对实验结果进行分析评估。
主要包括以下几个方面：1.实验是否达到了预期的目标；2.实验中是否存在问题，以及问题的解决方案；3.对实验结果的总结和评价。
通过实验结果分析，我们可以进一步改进实验设计，提高实验教学效果。
5. 总结与展望通过本次PLC机械手课程设计实验，我们对PLC编程和机械手控制有了更深入的理解。
通过实践操作，我们掌握了PLC的基本原理和工作方式，学习了机械手的基本结构和工作原理，并实现了机械手的基本运动和路径规划控制。
plc课程设计机械手搬运
plc课程设计机械手搬运一、课程目标知识目标：1. 学生能理解PLC（可编程逻辑控制器）的基本原理，掌握其编程方法。
2. 学生能了解机械手的结构、功能及其在工业自动化中的应用。
3. 学生能掌握机械手搬运过程中的控制要求，如运动轨迹、速度调节等。
技能目标：1. 学生能运用所学知识，设计出符合实际需求的PLC程序，实现机械手的搬运功能。
2. 学生能通过小组合作，进行程序调试，解决实际问题，提高团队协作能力。
情感态度价值观目标：1. 学生对工业自动化产生兴趣，认识到PLC技术在现代工业中的重要性。
2. 学生在学习过程中，培养勇于探索、积极创新的精神，提高解决问题的能力。
3. 学生通过课程学习，树立正确的价值观，认识到科技发展对国家和社会的积极影响。
课程性质：本课程为实践性较强的课程，结合理论知识与实际操作，使学生能够学以致用。
学生特点：学生具备一定的PLC基础知识，对实际操作有较高的兴趣。
教学要求：教师需结合学生特点，采用任务驱动法、分组合作等形式，引导学生主动探究，注重培养学生的实践能力和团队协作精神。
通过课程学习，使学生在知识、技能和情感态度价值观方面取得具体的学习成果。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下三个方面：1. PLC基础知识回顾：- PLC的基本原理与结构- PLC的工作过程与编程方法- 常用PLC指令及其应用2. 机械手搬运原理与控制要求：- 机械手的结构、功能及其分类- 机械手搬运过程中的运动轨迹规划- 机械手搬运过程中的速度调节与控制3. PLC编程与机械手搬运实践：- PLC程序设计方法与步骤- 机械手搬运控制程序编写- 程序调试与优化教学大纲安排：第一课时：PLC基础知识回顾第二课时：机械手搬运原理与控制要求第三课时：PLC编程与机械手搬运实践第四课时：程序调试与优化教材章节及内容：第一章：PLC基础知识1.1 PLC的基本原理与结构1.2 PLC的工作过程与编程方法1.3 常用PLC指令及其应用第二章：机械手搬运原理与控制2.1 机械手的结构、功能及其分类2.2 机械手搬运过程中的运动轨迹规划2.3 机械手搬运过程中的速度调节与控制第三章：PLC编程与机械手搬运实践3.1 PLC程序设计方法与步骤3.2 机械手搬运控制程序编写3.3 程序调试与优化教学内容确保科学性和系统性，结合课程目标，使学生能够掌握PLC与机械手搬运相关知识，为后续的实际应用打下坚实基础。
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。
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. 背景介绍机械手程序的设计是指将机械手的运动控制和操作方式进行编程设计，以实现机械手的各种功能和任务。
本文将介绍在西门子s7-200 PLC控制器上进行机械手程序设计的相关内容。
2. 硬件配置机械手程序设计需要配备一台西门子s7-200 PLC控制器作为主控制设备。
该控制器具备良好的可编程能力和稳定的控制性能，可满足机械手程序设计的要求。
3. 功能设计3.1 运动控制机械手的主要功能是在确定的空间范围内进行各种运动操作，如抓取、放置、挪动等。
在程序设计中，需要根据机械手的结构和运动方式，编写相应的运动控制指令，实现机械手的准确运动。
3.2 操作方式机械手的操作方式可以通过人机界面进行选择和调整。
在程序设计中，需要编写相应的操作界面，以便操作人员可以方便地选择机械手的工作模式、运动路径、速度等参数。
3.3 状态监测机械手在工作过程中需要经常监测和检测其状态，如位置、速度、负载等。
在程序设计中，需要编写相应的状态监测程序，以实时获取机械手的相关状态信息，并作出相应的处理。
4. 程序设计4.1 程序结构机械手程序的设计需要遵循一定的结构和规范。
通常可以将程序分为初始化、运动控制、操作界面、状态监测等模块，以实现程序逻辑的清晰和模块化。
4.2 编程语言西门子s7-200 PLC控制器支持多种编程语言，如ladder diagram（LD）、structured text（ST）等。
在机械手程序设计中，可以根据实际情况选择合适的编程语言，以实现程序的可读性和可维护性。
4.3 调试和测试机械手程序设计完成后，需要进行调试和测试，以验证程序的正确性和稳定性。
可以通过在线调试和离线仿真等方式，对程序进行测试，并及时修复bug和优化程序性能。
5.机械手程序的设计是一项复杂而重要的任务，需要综合考虑机械手的运动控制、操作方式和状态监测等因素。
通过合理的程序设计和调试，可以实现机械手的高效工作和稳定运行，提高生产效率和质量。
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。
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课程设计PLC机械手课程设计系部: 机械工程系专业: 机电一体化技术班级: 机电10-12（3）班摘要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。
工业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。
当今的PLC吸收了微电子技术和计算机技术的最新成果,其应用已从单机自动化推广到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产自动化。
目前,机械手主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面,无论数量、品种和性能方面还不能满足工业生产发展的需要。
在国内主要是逐步扩大应用范围,重点发展铸锻、热处理方面的机械手,PLC可以按照所需要求完成机械手的设计,使机械手的设计简单化,大大节省了时间,提高了工作效率，减轻了劳动强度,改善作业条件。
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。
目录1、PLC简介2、机械手概述3、控制系统硬件设计4、PLC程序设计5、程序描述6、结束语基于PLC的机械手控制设计1、PLC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1.1可编程器的基本原理PLC与普通微机在许多方面有相似之处,但其工作方式却与微机有很大的不同。
微机一般采用等待命令的工作方式,如在常见的键盘扫描方式或I/O扫描方式下,有键按下或I/O动作则转入相应的子程序;无键按下或I/O不动作则继续扫描键盘和I/O口。
PLC则采用循环扫描动作方式,在PLC中用户序按先后顺序存放,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。
2.1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。
本项目要求设计的机械手模型可归为第一类，即通用机械手。
在现代生产企业中，自动化程度较高，大量应用机械手。
通过本次设计，可以增强对工业机械手的认识，同时并熟悉掌握PLC技术、位置控制技术、气动技术等工业控制常用的技术。
2.2机械手控制系统设计步骤（1）根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
(2)分配输入、输出设备,即确定哪些外围设备是送信号给PLC的,哪些外围设备是接收来自PLC的信号的,同时还要将PLC的输入、输出点与之一一对应,对I/O进行分配。
在此基础上确定PLC的选型。
(3)根据控制系统的控制要求和所选PLC的I/O点的情况及高功能模块的情况,设计PLC用户程序,此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程序。
PLC的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系,编程时可用编程器或计算机直接编程、修改,同时也可对PLC的工作状态、特殊功能进行设定。
(4)对所设计的PLC程序进行调试和修改,直至PLC完全实现系统所要求的控制功能。
(5)保存已完成的程序。
3、控制系统硬件设计对于机械手的控制系统可以采用多种方式，如继电器控制、单片机控制、PLC 控制等。
但由于此明确指定采用PLC可编程控制器控制实现，所以，不用我们去考虑控制硬件方案，只是要对PLC进行比较选择。
3.1PLC的选型对于PLC的选择，我们必须考虑多方面的因素。
例如输入、输出的最多点数；扫描速度；内存容量；指令条数；功能模块等。
同时还要考虑其经济实用性以及工作环境对其的影响。
3.1.1PLC的类型PLC按结构分为整体型和模块型两类，按应用环境分为现场安装和控制室安装两类；按CPU字长分为1位、4位、8位、16位、32位、64位等。
从应用角度出发，通常可按控制功能或输入输出点数选型。
整体型PLC的I/O点数固定，因此用户选择的余地较小，用于小型控制系统；模块型PLC提供多种I/O卡件或插卡，因此用户可较合理地选择和配置控制系统的I/O点数，功能扩展方便灵活，一般用于大中型控制系统。
3.1.2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。
例如对输入模块，应考虑信号电平、信号传输距离、信号隔离、信号供电方式等应用要求。
对输出模块，应考虑选用的输出模块类型，通常继电器输出模块具有价格低、使用电压范围广、寿命短、响应时间较长等特点；可控硅输出模块适用于开关频繁，电感性低功率因数负荷场合，但价格较贵，过载能力较差。
输出模块还有直流输出、交流输出和模拟量输出等，与应用要求应一致。
可根据应用要求，合理选用智能型输入输出模块，以便提高控制水平和降低应用成本。
考虑是否需要扩展机架或远程I/O机架等。
3.1.3电源的选择PLC的供电电源，除了引进设备时同时引进PLC应根据产品说明书要求设计和选用外，一般PLC的供电电源应设计选用220VAC电源，与国内电网电压一致。
重要的应用场合，应采用不间断电源或稳压电源供电。
如果PLC本身带有可使用电源时，应核对提供的电流是否满足应用要求，否则应设计外接供电电源。
为防止外部高压电源因误操作而引入PLC，对输入和输出信号的隔离是必要的，有时也可采用简单的二极管或熔丝管隔离。
3.1.4存储器的选择由于计算机集成芯片技术的发展，存储器的价格已下降，因此，为保证应用项目的正常投运，一般要求PLC的存储器容量，按256个I/O点至少选8K存储器选择。
需要复杂控制功能时，应选择容量更大，档次更高的存储器。
3.1.5经济性的考虑选择PLC时，应考虑性能价格比。
考虑经济性时，应同时考虑应用的可扩展性、可操作性、投入产出比等因素，进行比较和兼顾，最终选出较满意的产品输入输出点数对价格有直接影响。
每增加一块输入输出卡件就需增加一定的费用。
当点数增加到某一数值后，相应的存储器容量、机架、母板等也要相应增加，估因此，点数的增加对CPU选用、存储器容量、控制功能范围等选择都有影响，在算和选用时应充分考虑，使整个控制系统有较合理的性能价格比。
机械手PLC选择及参数综合上述原则机械手控制系统主机为西门子的S7-200。
SIMATIC S7-200系列PLC是德国西门子（Siemens）公司生产的具有很高性能价格比的微型可编程控制器。
西门子是世界上最大的电气和电子公司之一。
西门子的中国业务是其亚太地区业务的主要支柱，活跃在中国的信息与通讯、自动化与控制、电力、交通、医疗、照明以及家用电器等各个行业中，其核心业务领域是基础设施建设和工业解决方案。
S7-200作为西门子SIMATIC PLC家族中的最小成员，以其超小体积，灵活的配置，强大的内置功能，多年来一直广泛服务于国内的各行各业。
由于它具有结构小巧，运行速度快，价格低廉及多功能多用途等特点，因此在工业企业中得到了广泛的应用。
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路数字量或10路模拟量·CPU224：内置24个数字量I/O点，可扩充到168路数字量或35路模拟量·CPU226：内置40个数字量I/O点，可扩充到248路数字量或35路模拟量主机为S7-200中的CPU226，因为他能扩展七个模块。
模块1-模块4为EM232，它是模拟量输出模块，每个模块有两个输出通道。
电源为220V交流电。
3.2项目分析：图1机械手据图1分析，机械手的初始位置停在原点，按下启动后按扭后，机械手将下降——加紧工件——上升——右移——再下降——放松工件——在上升——左移八个动作，完成一个工作周期。
机械手的下降、上升、右移、左移等动作转换，是由相应的限位开关来控制的，而加紧、放松动作的转换是有时间来控制的。
为了确保安全，机械手右移到位后，必须在右工作台上无工件时才能下降，若上次搬到右工作台上的工件尚未移走，机械手应自动暂停，等待。
为此设置了一个光电开关，以检测“无工件”信号。
控制方面的要求为了满足生产要求，机械手设置了手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步、单周期和连续工作方式。
手动工作方式：利用按钮对机械手每一步动作进行控制。
例如，按下“下降”按钮，机械手下降；按下“上升”按钮，机械手上升。
手动操作可用于调整工作位置和紧急停车后机械手返回原点。
单步工作方式：从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止。
单周期工作方式：按下启动按钮，机械手按工序自动自动完成一个周期的动作，返回原点后停止。
连续工作方式：按下按钮，机械手从原点，按步序自动反复连续工作，在连续工作方式下设置两种停车状态：正常停车：在正常工作状态下停车。