机械手自动化控制模板
机械手的模拟控制

PLC课程设计机械手的模拟控制组员:高真齐侯毛威学号:13150204271315020423指导教师:徐承韬2016年5月27日引言在现今的生活上,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!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。
可编程逻辑控制器,即PLC,是一种采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。
而本次设计,就是利用可编程逻辑控制器设计机械手的动作模拟控制。
关键词:机械手PLC 可编程逻辑控制器目录PLC课程设计 (1)引言 (2)一:设计任务书 (5)1.1 控制要求 (5)1.2设计要求 (5)二:硬件电路设计和描述 (6)2.1. I/O分配 (6)2.2 PLC外围接线图 (7)三:软件设计流程及描述 (8)3.1 流程图 (8)3.2 功能图 (9)3.3 工作方式 (9)四:PLC控制程序 (10)4.1 梯形图 (10)4.2 梯形图说明 (14)4.3 I/O 分配表 (15)五.设计心得 (16)参考文献 (18)一:设计任务书1.1 控制要求按起动后,传送带A运行直到按一下光电开关才停止,同时机械手下降。
下降到位后机械手夹紧物体,2s后开始上升,而机械手保持夹紧。
上升到位左转,左转到位下降,下降到位机械手松开,2s后机械手上升。
上升到位后,传送带B 开始运行,同时机械手右转,右转到位,传送带B停止,此时传送带A运行直到按一下光电开关才停止……循环1.2设计要求1) 根据控制要求,进行机械手的模拟控制硬件电路设计,包括主电路、控制电路及PLC硬件配置电路。
任务26 机械手控制PPT演示文稿

程序结构:主程序、手动子程序、回 原点子程序、自动程序(执行单步、 单周期和连续三种方式)
4
主程序
5
手动程序
夹紧、在最右边:应将工件运到B点后再返回原点,先 执行下降和松开,释放后再返回。条件为
I2.1·I2.6·Q0.1·I0.3
夹紧、不在最右边:先上行、右行、下降和松开, 释放工件后再返回原点。条件为 I2.1·I2.6·Q0.1·I0.3
回原点程序的执行过程,见下页的顺序功能图。
9
自动回原点顺序功能图
手动 回原点 单步 单周期 连续 起动 停止
工作 出 Q0.0
方式 点 Q0.1
选择 地 Q0.2
开关
址
Q0.3 Q0.4
自动 分 Q0.5
起停 配
按钮
下降 夹紧 上升 右行 左行 原位
控制相 应的电 磁铁线 圈
指示灯
按
钮
3
原点条件:机械手在最左和最上,且为 松开状态,表示为:I0.4·I0.2·Q0.1
2
输 地址 功能
入 I0.1 下限位
I0.4 I0.5
左限位 上升
分 I0.6 左行
配 I0.7 松开
I1.0 下降 I1.0 右行 I1.2 夹紧
注释 地址 功能 注释 输 地址 功能 注释
限位 I2.0 (行程) I2.1 开关 I2.2
I2.3
单 I2.4 步 I2.6 操 I2.7 作
原点条件满足后, 原点标志位置1, 公共程序中的初始 步M0.0置1,为执 行自动程序作好准 备。相当于M0.0 是M1.5的后续步。
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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机械手控制系统设计任务书

电气控制与PLC课程设计
课程设计(论文)任务书
课程:电气控制与PLC课程设计
题目:机械手控制系统设计
学院专业班
任务起止日期:20XX 年XX 月XX 日至20XX 年XX 月XX 日
学生姓名学号
指导教师
教研室主任20XX年月日审查
院长(系主任) 20XX年月日批准
注:1、此任务书应由指导教师填写。
2、此任务书必须在课程设计开始前下达给学生。
学生送交成果日期
学生签名
Ps:
设备概况
机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛,主要用于搬动或装卸零件的重复动作,以实现生产自动化。
本设备为一搬物机械手,其动力来源于液压系统。
(1) 工艺介绍
机械手搬运工件动作示意图,如图3所示。
左上角为原点位置,工件按下降→夹紧→上升→右行→下降→松开→上升→左行回原点为一个工作周期。
上升/下降、左行/右行、夹紧/松开动作均使用电磁阀控制液压系统实现,动作顺序由行程开关和定时器进行控制。
(2) 操作面板
该系统的控制方式由操作面板的转换开关箭头指向的位置决定(见图4),设计时要求能完成手、自动操作方式控制功能。
图3 机械手动作示意图
图4 操作方式面板布置图。
机械手的模拟控制

自动化专业综合设计报告设计题目:机械手的模拟控制所在实验室:______________ PLC实验室______________________指导教师:___________________ 由枫秋 ______________________学生姓名_____________________ 韩璐 ________________________ 班级_________ 文自082-1 ________ 学号200890517106撰写时间:2012-03-1 _________ 成绩评定:_____________一、设计目的用PLC设计机械手的模拟控制。
二、设计要求有一机械手,有手动操作和自动操作两种方式,其控制要求如下:(1 )按动启动按钮后,传送带A运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A才停止。
(2)当光电开关PS检测到工件时,机械手臂先下降,下降到位后机械手夹紧工件,2S后开始上升,而机械手臂保持夹紧。
上升到位左转,左转到位下降,下降到位后机械手松开,2S后机械手上升。
上升到位后,传送带B开始运行,同时机械手右转,右转到位,传送带B停止,此时传送带A 运行直到光电开关PS检测到有工件时传送带A才停止循环。
(3 )手动操作,每个动作均能单独操作,用于将机械手复归至原点。
(4 )自动停止时有两种情况,一种是停在当前位置,当下一次启动时从当前位置继续进行,另一种是按下停止按钮时,不马上停止而是一个周期结束后停在原点位置。
三、设计内容1、输入输出分配表机械手的输入信号主要有启动开关、停止开关、检测信号PS、上升限位开关、下降限位开关、左转限位开关、右转限位开关、手动下降开关、手动上升开关、手动左转开关、手动右转开关共十个输入信号,机械手中各个输入按钮和限位开关在PLC 控制中对应的端口号如表1所示表1机械手的输出信号主要有传送带A运行、传送带B运行、机械手下降、机械手上升、机械手左转、机械手右转、机械手夹紧共七个输出信号,机械手各输出信号在PLC 控制中对应的端口号如表2所示表2自动化专业综合设计报告2、系统接线图SB1 SQ1SQ23SQSQ4 SQ1 2 Q1 S COM00000000030000400005 00006 00008 00009 00010 00011 0001200013 00014 00001COM1 - COM2 一0100厂 01004010020100301005 0100001006-O ~ 220VPSWYV V3YV V5YVV6YV3、系统梯形图10 04四、设计实验结果及分析机械手的操作系统分为三部分:机械手自动回到原点并循环、手动操作、自动停止。
机电工程系电气自动化机械手PLC控制系统设计

机械手PLC控制系统设计机械手在专用及自动生产线上应用的十分广泛,主要用于搬动或装卸零件的重复动作,以实现生产自动化。
本设计中的机械手采用关节式结构。
各动作由液压驱动,并由电磁阀控制。
动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则。
一、机械手PLC控制系统的基本组成1.机身2.大臂电机3.光电编码器4.大臂5.小臂电机6.同步带7.光电编码器8.小臂9.手腕升降电机10手抓电机11手抓及绕磁线圈1.机械手及料架的组成机械手的结构主要由手指,手腕,小臂和大臂等几部分组成。
料架为旋转式,由料盘和棘轮机构组成。
2.PLC控制系统的组成PLC控制系统采用三菱F1系列超小型PLC对机械手进行动作控制。
各动作由油泵电机(采用Y100L2-4.3KM)液压驱动,并由电磁阀控制。
其中油泵电机及各电磁阀运行状态均有指示灯显示。
二、机械手的动作过程及其控制要求1.机械手的动作过程以镗孔专用机床加工零件的上料,下料为例,机械手的工作顺序是:由原始位置将已加工好的工件卸下,放回料架,等料架转过一定角度后,再将未加工零件拿起,送到加工位置,等待镗孔加工结束,再将加工完毕工件放回料架,如此重复循环。
具体动作顺序是:原始位置→手指夹紧(抓住卡盘上的工件)→松卡盘→手腕左移(从卡盘上卸下已加工好的工件)→小手臂上摆→大手臂下摆→手指松开(工件放回料架)→小手臂收缩→料架转位→小手臂伸出→手指夹紧(抓住未加工零件)→大手臂上摆(取送零件)→小手臂下摆→手腕右移→卡盘收紧→手指松开,等待加工。
2.技术要求及指标1、输入电压:AC200V~240V(带保护接地三芯插座);2、气源:0.2Mpa~0.85Mpa;3.图中机械手的任务是将传送带A上的物品搬运到传送带B。
为使机械手动作准确,在机械手的极限位置安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5,对机械手分别进行抓紧、左转、右转、上升、下降动作的限位,并发出动作到位的输入信号。
传送带A上装有光电开关SP,用于检测传送带A上物品是否到位。
基于S7-300的机械手臂自动控制系统说明书

摘要随着自动化生产程度的提高,PLC 在生产控制系统中的应用也越来越广泛。
本设计是基于西门子公司S7-300可编程控制器,设计了机械手臂PLC控制的自动控制系统。
该工艺过程主要是完成对电机的控制。
系统主要由变频器、转台电机、液压泵电机、采样头电机、输送机、破碎机、缩分机、收集器以及控制系统组成。
通过对系统主电路、控制电路设计,给出了机械手臂自动控制系统完整的硬件接线图和流程图。
根据机械手臂的生产工艺要求,设计并使用STEP 7编制了一套适用于该生产工艺的梯形图。
利用Simens公司的Wincc完成了机械手臂的监控界面。
本设计过程中涉及较多的开关量输入输出点,故选用配置灵活的模块式结构PLC 以提高系统的可靠性与处理效率。
关键词: S7-300;机械手臂;自动控制AbstractWith the improvement of automatic production, the PLC application in production control system is also more and more broad. This design based on the Siemens S7-300 programmable controller, PLC controlled robotic arm designed automatic control system. The key is to complete the process of motor control. System mainly consists of inverter, turntable motor, hydraulic pump motor, the sampling hea d and the motor, conveyor, crusher, reduced extension, the collector and the control system.Through the design of system main circuit and control circuit, gives the complete hardware of the control system wiring diagrams and flow charts.According to the mechanical arm's technique of production's request, Design and use STEP 7 for the preparation of a ladder in the production process. Wincc by Simens company completed a mechanical arm monitoring interface.This design involves more switches quantity input output spot, the simulation quantity input output spot, therefore selects input output disposition nimble module type structure PLC to enhance the system the reliability and the processing efficiency.Key Words:S7-300;Mechanical arm;Automatic control目录第一章绪论 (1)1.1设计背景 (1)1.2设计目的 (1)1.3国内外研究现状和趋势 (2)1.4设计原则 (3)第二章系统方案设计 (4)2.1设计依据 (4)2.2各部分功能分述 (5)2.2.1 采样过程 (5)2.2.2 制样过程 (5)2.3控制方案的比较、论证和确定 (5)2.3.1 方案的比较 (5)2.3.2 方案论证及确定 (8)2.4系统结构图 (9)第三章系统硬件设计 (10)3.1设计依据 (10)3.2硬件设计 (10)3.3电动机选型 (14)3.4变频器设计 (15)3.4.1 概述 (15)3.4.2 变频器分类 (15)3.4.3 变频器的组成、工作原理及控制方式 (15)3.4.4 变频器选择 (18)3.5硬件地址配置 (20)3.6控制系统模块选择 (22)3.6.1 设计依据 (22)3.6.2 S7-300系列PLC组成 (23)3.6.3 S7-300PLC特点 (24)3.6.4 模块选择 (24)第四章控制系统软件设计 (32)4.1软件设计分析 (32)4.2系统流程图 (32)4.3STEP7编程过程 (37)4.3.1 建立工程 (37)4.3.2 硬件配置 (37)4.3.3 STEP 7编程 (38)第五章组态画面设计 (40)5.1组态软件概述 (40)5.2WINCC的介绍 (40)5.3画面组态 (40)5.3.1 建立主界面 (40)5.3.2 建立手动控制界面 (41)5.3.3 动作过程 (42)第六章 S7-300与WINCC通讯 (43)总结 (46)参考文献 (47)英文翻译原文 (48)英文翻译译文 (60)致谢 (69)附录 (70)第一章绪论1.1 设计背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置,它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
物料分拣机械手自动化控制系统设计.

物料分拣机械手自动化控制系统设计摘要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、分拣物品、代替人的繁重劳动。
可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,提出了用气动驱动和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。
对物料分拣机械手的整体结构、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气动驱动,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。
关键词:机械手;可编程控制器;自动化控制;物料分拣目录第一章前言 (1)1.1研究的目的及意义 (1)1.2主要研究的内容 (1)第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2)2.1控制系统的组成结构 (2)2.2控制系统的性能要求 (2)第三章传感器的选择 (4)第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6)4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6)4.2 PLC种类及型号选择 (10)4.3 I/O点数分配 (10)4.4 PLC外部接线图 (11)4.5机械手控制原理 (12)第五章 PLC程序设计 (14)5.1总体程序框图 (14)5.2初始化及报警程序 (15)5.3手动控制程序 (16)5.4自动控制程序 (16)第六章总结与展望 (19)参考文献 (20)谢辞 (21)第一章前言1.1研究的目的及意义随着工业的高速发展,机械手作为前沿的产品应自动化设备更新时的需要,已经在工业生产中得到了广泛的应用。
它可以搬运货物、分拣物品、用以代替人的繁重及单调劳动,实现生产的机械化和自动化;并能在高温、腐蚀及有毒气体等有害环境下操作以保护人身安全,被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工业和原子能等部门。
机械手自动操作控制的PLC程序设计【范本模板】

目录1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)2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)3梯形图及指令表3.1 梯形图 (9)3。
2 指令表 (11)总结 (13)参考文献 (14)附录 (15)1机械手的工作原理1.1机械手的概述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。
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。
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。
机械手的控制模板.pptx

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3.4 机械手的位置控制
3.4.2 动态控制
M(q)q h(q, q ) f
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u qd K D (q d q ) K P (qd q)
2019-11-9
谢谢聆听
23
Robotics控制
3.4 机械手的位置控制
(2)关节角加速度可以检出的场合
mq dq md q dd (q qd ) kd (q qd )
(m md )q (d dd )q kd (qd q) dd qd
md m
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(d dd )q kd (qd q)
机械手的控制
Control of Robotic Manipulator
3.1 机械人系统的构成
3.2 传递函数和方框图
3.3 PID控制
3.4 机械手的位置控制
3.5 机械手的力控制
3.6 其他控制方式简介
2019-11-9
谢谢聆听
1
Robotics控制
3.1 机械人系统的组成
3.1.1 机械人系统示意
qm (s)
K s(Ts 1)
K P (qmd
(s)
qm (s))
K D sqm (s)
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2019-11-9
s)
qm (s) qmd (s)
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机械手的PLC控制完整

江苏信息职业技术学院毕业设计报告毕业设计报告课题:机械手的PLC控制系部:机电系专业:电气自动化班级:电气1332姓名:王琪学号:2013321026指导老师:贾君贤2016-6摘要机械手是工业自动化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、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,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。
关键词:机械手 PLC 交流电机目录摘要 (1)引言 (3)第一章机械手机械结构 (4)1.1传动机构 (4)1.2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章机械手PLC及电机的应用 (8)2.1 PLC简介 (8)2.2 PLC内部原理 (10)2.3 机械手PLC选择及参数 (12)2.4 机械手电机的选用 (13)第三章机械手PLC控制系统设计 (14)3.1 机械手的工艺过程 (14)3.2PLC控制系统 (16)致答谢词 (21)参考文献 (21)引言在现代工业中,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。
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。
基于PLC的机械手控制设计(含CAD图纸)

基于PLC的机械手控制摘要在工业生产和其他领域内,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危及生命。
工业机械手就这样诞生了,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。
电气方面有电机、开关电源、电磁阀、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、气动技术等,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输出四路来分别驱动横轴、竖轴、底盘转动、手转动电机,控制机械手横轴、竖轴和手爪顺逆旋转的精确定位,微动开关将位置信号传给PLC主机;电机拖动底盘旋转;电磁阀控制气阀的开关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。
本文设计的工业机械手模型可在空间抓放物体,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。
关键词:可编程控制器PLC,机械手,电机,任意位置!!所有下载了本文的注意:本论文附有CAD图纸,凡下载了本文的读者请留下你的联系方式(QQ邮箱),或加我百度用户名QQ,我把图纸发给你。
最后,希望此文能够帮到你!The control of manipulater by PLCABSTRACTIn industrial production and other domains, because works need, the people frequently receive factor the and so on high temperature,corrosion and virulent gas harm, increased worker's labor intensity,even endangers life. The industry manipulator like this was born, the manipulator is in theindustry robot assembly system the traditional duty implementingagency, is one of robot key components. The electrical aspect has theelectrical machinery, the switching power supply, the solenoid valve,and so on the electronic device composition. This equipment has covered the programmable control technology, theposition control technology, the air operated technology and so on, isthe integration of machinery model represents one of instruments. Thisarticle introduced the manipulator is outputs four groups by PLCseparately to actuate the abscissa axis, the z-axis, the chassisrotation, hand turns an electric motor, controls the manipulatorabscissa axis and the z-axis pintpointing, the microswitch bequeathsthe position signal the PLC main engine; The electrical machinerydrives the hand fingernail and the chassis revolves; The solenoidvalve controls the air valve the switch to control the manipulatorhand fingernail to gather, thus realizes the manipulator proper motionfunction. This topic plans the industry manipulator model which develops to bepossible in the space to grasp puts the object nimbly, the movement isdiverse, may replace artificially carries on the work in hightemperature and the dangerous operation area, and may changes therelated parameter as necessary according to the work piece change and the movement flow request.KEY WORDS: Programmable controller PLC, manipulator,electrical machinery,freeposition目录前言 (1)第1章机械手各功能实现形式与控制方式 (2)1.1机械手概述 (2)1.1.1机械手的定义与发展 (2)1.1.2机械手分类及控制方法 (3)1.1.3机械手的结构原理 (3)1.2本机械手模型的机能和特性 (5)1.3夹紧机构 (5)1.4躯干 (6)1.5设计要求 (6)1.5.1控制方式及要求 (7)1.6旋转编码盘 (9)第2章控制系统硬件设计 (10)2.1 PLC的定义及特点 (10)2.2 PLC的选型 (12)2.2.1常用PLC介绍 (12)2.2.2常用PLC介绍 (14)2.2.3确定型号FX1N-60MR (16)2.2.4 FX1N所具有优越性能 (17)2.2.5 FX系列PLC型号的说明 (17)2.3三菱FX系列的结构功能 (18)2.3.1 PLC内部功能 (19)2.3.2 PLC输入输出接口的安全保护 (20)2.4 FX1N PLC梯形图中的编程元件 (21)第3章软件设计 (23)3.1程序的总体结构 (23)3.2各部分程序如下 (24)结论 (33)谢辞 (34)参考文献 (35)附录 (37)外文资料翻译 (45)前言随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化,对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。
PLC课程设计-机械手PLC控制系统模板

PLC课程设计专业:自动化设计题目:机械手PLC控制系统班级:自0841学生姓名:学号:22指导教师:分院院长:教研室主任:电气工程学院一、课程设计任务书1.课程题目机械手PLC控制系统设计2.设计内容图1 机械手动作示意图设计一个用PLC控制的将工件从A点移到B点的机械手控制系统。
其控制要求如下:1.手动操作,每个动作均能单独操作,用于将机械手复归至原点位置;2.连续运行,在原点位置按起动按钮或当光电探测器探测到有工件时,机械手按图1连续工作一个周期,一个周期的工作过程如下:原点→下降夹→夹紧(T)上→上升→右移→下降→放松(T)→上升→左移到原点,时间T由教师现场规定。
3. 课程设计报告要求(1)画工艺流程图,分析I/O性质,计算I/O点数、存储容量,PLC选型;(2)编写程序(在PC机上编程并下载到PLC中);(3)运行并调试程序,运行调试记录,在调试过程中出现的问题,解决办法等;;(4)画PLC控制系统外部接线图(含主电路及供电图);(5)课程设计总结。
包括本次课程设计过程中的收获、体会,以及对该课程设计的意见、建议等;(6)参考文献列表;(7)报告使用B5纸打印,全文不少于2000字。
4. 参考资料[1] 史国生主编. 电气控制与可编程控制器技术.北京:化学工业出版社.2004[2] 王永华.现代电气及可编程控制技术. 北京:北京航空航天大学出版社.2002[3] 徐世许.可编程序控制器原理应用网络.合肥:中国科学技术大学出版社.20015. 设计进度(2011年11月14日至11月25日)时间设计内容11月14日布置设计任务、查阅资料11月15日-11月18日方案论证及总体设计11月20日-11月24日系统调试及整理课程设计报告11月25日课程设计答辩7. 课程设计时间及地点2010年11月14日~2010年11月25日上午8:00~11:00;下午13:00~16:00综合自动化实验室(新实验楼308)PLC课程设计报告班级:自动化0841姓名:杨明影学号: 22号指导教师:叶天迟撰写日期: 2011.11.28目录目录第一章PLC概述 (8)1.1PLC的定义 (8)1.2PLC的由来及发展 (9)1.3PLC的特点及用途 (10)1.4PLC的主要技术指标 (13)第二章根据要求确定被控系统必须完成的动作 (15)2.1控制要求分析 (15)第三章分配输入输出设备 (18)第四章确定PLC的输入、输出电路 (19)第五章设计PLC程序画出梯形图 (21)总结 (26)参考文献 (27)第一章PLC概述1.1 PLC的定义可编程控制器(Programmable Logic Controller)简称PLC,它具备了模拟量控制、过程控制以及远程通信等强大功能,所以美国电气制造商协会将其正式命名为可编程控制器(Programmable Controller),简称PC。
机械手控制系统制作精品文档10页

机械手控制系统制作本实训介绍机械手控制系统的组态过程,详细讲解如何应用MCGS组态软件完成一个工程。
本样例工程中涉及到动画制作、控制流程的编写、变量设计、定时器构件的使用等多项组态操作。
结合工程实例,对MCGS组态软件的组态过程、操作方法和实现功能等环节进行全面的讲解,使学生对MCGS组态软件的内容、工作方法和操作步骤在短时间内有一个总体的认识。
工程最终效果图如下:图1 机械手控制系统界面3.1工程分析在开始组态工程之前,先对该工程进行剖析,以便从整体上把握工程的结构、流程、需实现的功能及如何实现这些功能。
工程框架:⏹1个用户窗口:机械手控制系统⏹定时器构件的使用⏹3个策略:启动策略、退出策略、循环策略数据对象:图形制作:机械手控制系统窗口⏹机械手及其台架及工件⏹启动和复位按钮⏹上移、下移、左移、右移、启动、复位指示灯流程控制:按启动按钮后,机械手下移5S——夹紧2S——上升5S——右移10S——下移5S——放松2S——上移5S——左移10S(S为秒),最后回到原始位置,自动循环。
松开启动按钮,机械手停在当前位置。
按下复位按钮后,机械手在完成本次操作后,回到原始位置,然后停止。
松开复位按钮,退出复位状态。
安全机制:对工程进行加密3.2建立工程可以按如下步骤建立样例工程:[1] 鼠标单击文件菜单中“新建工程”选项,如果MCGS安装在D盘根目录下,则会在D:\MCGS\WORK\下自动生成新建工程,默认的工程名为:“新建工程X.MCG”(X表示新建工程的顺序号,如:0、1、2等)[2] 选择文件菜单中的“工程另存为”菜单项,弹出文件保存窗口。
[3] 在文件名一栏内输入“机械手控制系统”,点击“保存”按钮,工程创建完毕。
3.3 制作工程画面3.3.1 建立画面[1] 在“用户窗口”中单击“新建窗口”按钮,建立“窗口0”。
[2] 选中“窗口0”,单击“窗口属性”,进入“用户窗口属性设置”。
[3] 将窗口名称改为:水位控制;窗口标题改为:机械手控制;窗口位置选中“最大化显示”,其它不变,单击“确认”。
《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,机械手运动控制系统在工业生产中扮演着越来越重要的角色。
为了提高生产效率、降低人工成本以及提高产品质量,基于PLC(可编程逻辑控制器)的工业机械手运动控制系统设计成为了研究的热点。
本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统的设计,包括系统架构、硬件设计、软件设计以及系统测试等方面。
二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统主要由机械手本体、传感器、PLC控制器、上位机等部分组成。
其中,PLC控制器作为核心部件,负责接收上位机的指令,控制机械手的运动。
整个系统采用分层结构设计,包括感知层、控制层和应用层。
感知层通过传感器获取机械手的状态信息;控制层通过PLC控制器对机械手进行精确控制;应用层则负责与上位机进行通信,实现人机交互。
三、硬件设计1. 机械手本体设计:机械手本体包括手臂、腕部、夹具等部分,根据实际需求进行设计。
在设计过程中,需要考虑到机械手的运动范围、负载能力、精度等因素。
2. 传感器选型与布置:传感器用于获取机械手的状态信息,包括位置传感器、力传感器、速度传感器等。
选型时需要考虑传感器的精度、可靠性以及抗干扰能力。
布置时需要根据机械手的实际结构进行合理布置,以确保能够准确获取机械手的状态信息。
3. PLC控制器选型:PLC控制器是整个系统的核心部件,选型时需要考虑到控制器的处理速度、内存大小、I/O口数量等因素。
同时,还需要考虑到控制器的可靠性以及与上位机的通信能力。
4. 电源与接线设计:为了保证系统的稳定运行,需要设计合理的电源与接线方案。
电源应采用稳定可靠的电源,接线应采用抗干扰能力强的电缆,并合理布置接线位置,以减少电磁干扰对系统的影响。
四、软件设计1. 编程语言选择:PLC编程语言主要包括梯形图、指令表、结构化控制语言等。
在选择编程语言时,需要考虑到编程的便捷性、可读性以及系统的运行效率。
机械手的控制模板.pptx

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2019年11月9
机器人的功能: ①动作和运动的控制 ②末端操作器/手爪的
轨迹和力的再现 ③运动状态显示、
参数设定功能
2019年11月9
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Robotics控制
3.1 机械人系统的组成
3.1.2 机械人框图
2019年11月9
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Robotics控制
3.2 传递函数和方框图
3.2.1 传递函数
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Robotics控制
3.5 机械手的力控制
3.5.1 单自由度机械系统的阻抗控制
(2)关节角加速度可以检出的场合
mq dq md q dd (q qd ) kd (q qd )
(m md )q (d dd )q kd (qd q) dd qd
md m
qd 0
(d dd )q kd (qd q)
2019年11月9
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Robotics控制
3.5 机械手的力控制
3.5.2 机械手的阻抗控制
手爪位置: 手爪速度:
手爪加速度:
r f (q)
r Jq , J f (q) (雅克比矩阵) qT
4
Robotics控制
3.2 传递函数和方框图
机械手控制实验报告参考模板

中北大学信息商务学院《机床电气控制与PLC》实验报告学院:___________________________________专业:___________________________________班级:__________________ 学号: ___________姓名:____________________________________2014年6月实验机械手的PLC控制一.实验目的1.进一步熟悉机床电气控制环巧中常用的低压电器,熟练掌握按钮、接触器等低压电器的工作原理及其安装、接线等使用方法。
;2.掌握PLC控制系统设计方法与步骤,掌握PLC的基本硬件配置及硬件连接方法。
3.掌握机械手的基本控制手段,如左转、右转、前伸、后缩、放松、加紧、上升、下降等。
二.实验内容及要求本实验的目的是通过PLC实现机械手的操作控制,如左转、右转、前伸、后缩、放松、加紧、上升、下降等。
学生完成PLC控制电路、完成硬件连接、编写控制程序并现场调试。
要求:1.选择PLC并设it PLC控制电路。
要求PLC选型合理、控制方式简单可靠;2.选取所需的硬件元件完成硬件连接:3.编写控制程序。
要求程序简单可靠、结构合理;4.系统必须能够调试通过,运转达到设计要求二.实验仪器及设备计算机一台、机械手工作台1套、控制按钮若干、PLC基本模块1个、各种导线若干、PLC编程软件。
三.实验步骤1.根拯实验要求,确左要实现的功能并设讣状态转移图:2.根据给左的PLC和所设汁的控制功能进行元器件选择和PLC的I/O分配,并填写在表1-1 中。
3.根据I/O分配表画出I/O接线图,并连接控制线路。
所设计的控制电路接线图:4・根据控制要求编写PLC程序(以梯形图的方式或者指令表方式)。
所设计的梯形图或状态转移图:指令表:5・输入PLC程序、调试并运行程序。
按动按钮,观察电动机的运行状态是否和设计的功能是否一致并记录。
实验情况记录:友惜提示:范文可能无法思考和涵盖全面,供参考!最好找专业人士起草或审核后使用,感谢您的下载!。
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1、机械手发展经历及主要构成机械手是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。
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。
1.1发展历史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(示教再现)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、原子能和制药等行业。
1.2构成部分机械手主要由手部、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。
1.3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。
1.4多关节机械手的优势多关节机械手的优点是:动作灵活、运动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件,并能绕过机体和工作机械之间的障碍物进行工作。
随着生产的需要,对多关节手臂的灵活性,定位精度及作业空间等提出越来越高的要求。
多关节手臂也突破了传统的概念,其关节数量可以从三个到十几个甚至更多,其外形也不局限于像人的手臂,而根据不同的场合有所变化,多关节手臂的优良性能是单关节机械手所不能比拟的。
1.5机械手发展大事记1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。
(电磁铁工件抓放机构)1962年,美国联合控制公司试制成一台数控示教再现型机械手。
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差小于±1毫米。
联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采用关节式结构和程序控制。
2、基于S7-200的机械手PLC控制程序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, 十分适合在机械手控制系统中应用。
但一般在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其有限的抓握功能。
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。
为此我们研制出一套新的基于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,降低了维修率,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。
3、西门子公司及S7-200主要参数功能介绍西门子股份公司(SIEMENS AG FWB:SIE, NYSE:SI)是世界最大的机电类公司之一,1847年由维尔纳·冯·西门子建立。
如今,它的国际总部位于德国慕尼黑。
西门子股份公司是在法兰克福证券交易所和纽约证券交易所上市的公司。
2005年,西门子全集团在190个国家和地区雇用员工460,800人,全球收入为754.45亿欧元(2004年为702.37亿欧元),税后利润较2004年的36.6亿欧元降至24.2亿欧元。
西门子是一家大型国际公司,其业务遍及全球190多个国家,在全世界拥有大约600家工厂、研发中心和销售办事处。
公司的业务主要集中于6大领域:信息和通讯、自动化和控制、电力、交通、医疗系统和照明。
西门子的全球业务运营分别由13个业务集团负责,其中包括西门子财务服务有限公司和西门子房地资产管理集团。
此外,西门子还拥有两家合资企业——博士-西门子家用电器集团和富士通计算机(控股)公司。
S7-200 是一种小型的可编程控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。
S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。
因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
3.1适用范围S7-200系列在集散自动化系统中充分发挥其强大功能。
使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的自动化控制。
应用领域极为广泛,覆盖所有与自动检测,自动化控制有关的工业及民用领域,包括各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境保护设备等等。
如:冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,中央空调,电梯控制,运动系统。
S7-200系列PLC可提供4个不同的基本型号的8种CPU可供选择使用。
3.2模拟电位器CPU 221/222 1个CPU 224/224XP/226 2个3.3脉冲输出2路高频率脉冲输出(最大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务。
3.4电池模块用于长时间数据后备。
用户数据(如标志位状态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超级电容存贮大约5天。
选用电池模块能延长存贮时间到200天(10年寿命)。
电池模块插在存储器模块的卡槽中。
3.5各型号的优点CPU221本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点。
无I/O扩展能力。
6K字节程序和数据存储空间。
4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。
1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU222本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点。
可连接2个扩展模块。
6K字节程序和数据存储空间。
4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出。
1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
非常适合于小点数控制的微型控制器。
CPU224本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点。
可连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O 点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。
1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
是具有较强控制能力的控制器。
CPU224XP本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O 点。
可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量I/O 点或35路模拟量I/O 点。
13K字节程序和数据存储空间。
6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器。
2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯协议、MPI通讯协议和自由方式通讯能力。
I/O端子排可很容易地整体拆卸。
用于较高要求的控制系统,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。
可完全适应于一些复杂的中小型控制系统。
4、机械手设计要求及功能图3.1机械手模拟控制窗口如图所示。
图中机械手可抓紧、放送工件,可上下、左右移动,模拟界面的右侧为按控制要求设计的操作台。
4.1控制要求机械手设有调整、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。
4.2机械手运行方式4.2.1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。
4.2.2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。
4.2.3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。
按下急停按钮,系统立即停车。
4.2.4步进工作方式每按一次起动按钮,机械手完成一步动作后自动停止。
按下急停按钮,系统立即停车。
4.3程序设计要点由机械手的工作过程可知,这是一个典型的顺序控制系统。
为此,可从机械手的连续工作方式入手编写程序。
首先应绘出连续工作时的功能表图,然后直接列写逻辑表达式,用触点线圈指令编程,也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成。
为了将每一步的工作状态显示出来,动画模拟软件使用了内部存储器位M51、M52、M53、M54、M55、M56、M57、M40、M41来分别表示①~⑧的运行状态。
编程过程中,需要注意特别处理的问题是①、⑤和③、⑦步的动作问题,虽然①、⑤步都是下降操作,但却具有不同的意义,①步下降是空钩下降,而⑤步下降则是夹着工件下降。
③、⑦步的上升操作也是这样。
单周期操作的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验修改实现。
其要点是是设法阻止机械手在一个周期工作结束后自动进入下一周期,一般在下降的启动回路想办法。
单步操作的实现与单周期工作的实现是相似的。
即设法在每一步工作结束后,不是直接启动下一步的工作,而是等待启动按钮的命令后再工作。
4.4程序结构框图图3.4.15、结论该设计方式初步满足了设计要求,实验证明能够按照设定的工作方式稳定运行。
以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作、单周期工作和单步工作的程序编制思路,实际上也可以采用分段跳转的办法来完成这三种操作。
这种方法编制的程序结构清晰,但程序数量长于前一种方法。
机械手在我国的经济建设中担当着重要的角色,随着我国现代化经济建设的高速发展,我国制造行业所面临的国际社会的巨大竞争压力和挑战日益加剧。