第1章引言
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为其两周的机电传动课程设计实习，对我们即将进行毕业设计是很有益处的。这学期我们学习了机电传动控制课程，此次实习主要是对课本中的知识进行实践，比如继电器--接触器控制和可编程控制器控制等重要章节更是练习紧密。让我们把课本知识很好的应用于实践中去，有助于总体实力的提高。
本次我的课程设计的主要内容：大小球分拣传送机械控制系统设计，如图1-1。
图1-1大小球分拣传送机械示意图
本次设计的控制要求如下：
1.机械臂起始位置在机械原点（见图1-1），为左限、上限的交点位置。
2.有启动按钮和停止按钮控制运行，按下设备停止按钮后机械臂必须回到原点。
3.启动后，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）。
4.机械臂有形式有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球是，下限开关LS2接通（=“1”）
1.2 大小球分拣传送机械控制系统功能分析
分拣大小球的控制功能要求为：
1.原位：机械臂原始状态为左上角原位处，即上限开关LS3及左限开关LS1压合，同时机械臂处于有磁状态状态和球槽内有球（接近开关PS吸合），这时原位显示亮，表示准备就绪。
2.按下启动按钮SB1后，机械臂的电磁铁断磁，机械臂下降，接近开关SQ闭合后后机械臂会碰到球，接着电磁铁加磁。如果同时碰到下限开关LS2，则一定是小球；如果此时未碰到下限开关LS2，则一定是大球。
3.机械臂吸住球后就提升，碰到上限开关LS3后就右行。
4.如果是小球，则右行到LS4处；如果是大球，则右行到LS5处。
5.机械臂下降，当碰到下限开关LS2后，经过1S后将小球释放到小球容器中；如果是大球，则释放到大球容器中。
6.释放后机械臂提升，碰到上限开关LS3后，左行。
7.左行至碰到左限开关LS1后，一个工作循环结束，如果此时接近开关PSO显示球槽内还有球，则继续下一循环
8.控制系统停止有两种情况；（1）接近开关PSO显示球槽内五球则循环结束；（2）按下停止按钮SB2则运行完此次循环后停止到原点。（3）按下急停按钮SB3
9.当系统在连续运行时，停止方式有两种，一种是正常停止：就是按下停止按钮后，系统要将整个周期剩下的步骤全部进行完，然后回到原点才停止工作。另外一种是紧急停止：就是用来处理紧急情况下来及时停止整个系统工作的，一按紧急停止，系统立刻停止，不管已经工作到什么位置。
第2章大小球分拣传送系统的硬件电路
2.1 主电路原理图
图2-1中主回路采用两个电动机，四个接触器，即正转接触器KM1（KM3）和反转接触器KM2(KM4)。当接触器KM1（KM3）的三对主触头接通时，三相电源的相序按U―V―W接入电动机。当接触器KM1（KM3）的三对主触头断开，接触器KM2(KM4)的三对主触头接通时，三相电源的相序按W―V―U接入电动机，电动机就向相反方向转动。
图2-1主电路原理图
2.2确定I/O信号数量，选择PLC的类型
对于开关量控制系统的应用系统，当对控制要求不高时，可选用小型PLC（如西门子公司S7-200系列PLC或OMON公司系列CPM1A/CPM2A型PLC）就能满足要求，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。
对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常遇到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型PLC，如西门子公司的S7-300系列PLC 或OMRON公司的COM/CQM1H型PLC。对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等，可选用中大型PLC（如西门子公司的S7-400系列PLC或OMRON公司的C200HE/C200HG/C200HX、CV/CVM1等PLC）。当系统的各个控制对象分布在不同的地域时，应根据各部分的具体要求来选择PLC，一组成一个分布式的控制系统。
根据系统分析得输入点有9个，分别为I0.0-I1.1;输出点有6个，分别为Q0.0-Q0.5。I/O点共14个，故选择S7—200系列（CPU--224）PLC。
河南工业职业技术学院 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。大学三年我们学到了很多电气的知识和技术，此次毕业设计是对大学学习的知识进行总结和运用，比如继电器--接触器控制和可编程控制器控制等重要章节更是练习紧密。让我们把课本知识很好的应用于实践中去，有助于总体实力的提高。 本次我的课程设计的主要内容：大小球分拣传送机械控制系统设计，如图1-1。
滁州职业技术学院机电系毕业设计 课题：分捡控制系统 设计时间：2011.11～2011.12 班级：机电（1）班 学号：20081401148 姓名：* * * 指导教师：冯巧红
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 摘要 (1) 第1章概述 (4) 1.1选题背景 (4) 1.2可编程控制器介绍 (4) 1.3控制要求 (5) 第2章硬件设计 (6) 2.1 主电路设计 (6) 2.2 I/O地址分配及接线图 (7) 2.3 元件的选择 (8) 第3章软件设计 (10) 3.1系统流程图 (10) 3.2顺序功能图 (11) 3.3梯形图和指令表 (12) 3.4程序分析 (16) 第4章软硬调试 (17) 4.1系统调试 (17) 4.2 使用说明 (17) 设计感想 (18) 参考文献 (19)
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。因而这种自动化控制在工业控制中有很大优势。 1.2可编程控制器介绍 可编程控制器起源于20世纪60年代末期，70年代随着微处理器的出现，使其真正成为具有计算机特征的工业控制装置。随着科技的不断进步，可编程控制器也更加适用于现代工业的需要。可编程控制器未来主要朝着以下方向发展：进一步加快CPU处理速度；变革操作控制方式，以增加对输入输出快速反应能力；由整体结构
设计说明书 《可编程控制器》课程设计 设计题目：大、小球分拣传送机械PLC控制 学院： 学号：100204075 专业（方向）年级：电气工程及其自动化 学生姓名： 福建农林大学 2013年 7 月 3日
目录 1引言 (1) 2PLC基础知识和编程语言 (1) 2.1 PLC的组成 (1) 2.2 PLC的编程语言 (1) 2.3 PLC主要技术性能指标 (1) 2.4 PLC的性能与任务相适应 (2) 2.5 PLC的选型 (2) 3PLC在大小球分拣系统中的设计 (3) 3.1 大小球分拣传送机器示意图与控制要求 (3) 3.2 确定I/0地址分配 (3) 3.3 绘制外部I/O接线图 (4) 3.4 大小球分拣的设计思想 (4) 4机械臂（手）分拣大小球系统的控制程序 (5) 4.1 机械手分拣大小球控制的程序功能图 (5) 4.2 梯形图控制程序 (5) 4.3 程序操作说明 (10) 4.4 创新设计内容 (10) 4.5 系统的调试说明及注意事项。 (11) 5总结 (11) 参考文献 (12)
1引言 本课程设计的对象为机械手的自动化控制。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,它是在机械自动化生产过程中发展起来的一种新型装置,在生产过程中起着非常重要的作用。此设计的目的在于：机械手能代替人类完成危险、重复、枯燥的工作,减轻人类劳动强度,提高劳动生产力。设计的内容为：机械手自动分拣大小球。实现的目的在于：分拣大小球可以自动化操作。本章主要介绍机械手在大小球分拣传送机械上如何与PLC相结合实现自动化操作。 2PLC基础知识和编程语言 2.1 PLC的组成 1)PLC由四部分组成：CPU模块、输入输出模块、编程器、电源。 2)CPU模块的作用：不断采集输入信号，执行用户程序，刷新系统的输出。 3)输入输出模块的作用：是联系外部现场设备和CPU模块的桥梁。 4)编程器的作用：生成用户程序，并用来编辑、检查、修改用户程序，监控用户程序的执行情况。 5)电源的作用：为PLC提供电源。 2.2 PLC的编程语言 PLC的编程语言有：顺序功能图、梯形图、功能块图、指令表、结构文本。其中S7-200只有三种编程语言：梯形图、功能块图、指令表。 ①梯形图（Ladder diagram）编程语言是一种图形语言 ,类似于继电器控制线路图的一种编程语言，它面向控制过程，直观易懂，是PLC编程语言中应用最多的一种语言。 ②顺序功能图常用来编制顺序控制程序，它包括步、动作、转换三个要素。顺序功能图法可以将一个复杂的控制过程分解为一些小的工作状态。对于这些小状态的功能依次处理后再把这些小状态依一定顺序控制要求连接成组合整体的控制程序。 ③功能块图是一种类似于数字逻辑电路的编程语言，用类似与门、或门的方框来表示逻辑运算关系，方块左侧为逻辑运算的输入变量，右侧为输出变量，输入端、输出端的小圆点表示“非”运算，信号自左向右流动。 2.3 PLC主要技术性能指标 ①I/O点数 指PLC外部输入和输出端子数。
机械手控制系统设计 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
机械手控制系统设计 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。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。 本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。 通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。 关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图
The Design of Manipulator Control System ABSTRACT In industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved. The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient. The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training. Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram
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)
河北工程大学 课程设计指导说明书 课程题目: 机械手及控制系统设计 专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向班级: 机制11班 姓名: 唐科 学号 8 指导老师: 杨玉敏
目录 第一章绪论 题目要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3题目概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3气动机械手。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3气动机械手的发展趋势。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3课题的现实意义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章气动机械手的操作要求及功能 机械手移动动作示意图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5机械手操作面板图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5机械手的输入\输出信号定义图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6机械手顺序动作的要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 第三章机械部分设计 气动搬运机械手的结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8机械手的主要部件及运动。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8驱动机构的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9机械手的技术参数列表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9气动回路的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9末端执行器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10升降手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12平移手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 第四章机械手控制设计 PLC的简介。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 PLC的应用领域。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 PLC的系统组成。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。16 PLC的定义及选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17机械手传送系统输入点和输出点分配表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。17 原理接线图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。18 控制程序流程图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。19机械手控制软件设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。 21控制系统程序。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 手动单步操作程序。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。21 机械手系统梯形图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。23 语句表程序设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。24 第五章课程设计总结
第1章引言 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为其两周的机电传动课程设计实习，对我们即将进行毕业设计是很有益处的。这学期我们学习了机电传动控制课程，此次实习主要是对课本中的知识进行实践，比如继电器--接触器控制和可编程控制器控制等重要章节更是练习紧密。让我们把课本知识很好的使用于实践中去，有助于总体实力的提高。 本次我的课程设计的主要内容：大小球分拣传送机械控制系统设计，如图1-1。 图1-1大小球分拣传送机械示意图
本次设计的控制要求如下： 1.机械臂起始位置在机械原点（见图1-1），为左限、上限的交点位置。 2.有启动按钮和停止按钮控制运行，按下设备停止按钮后机械臂必须回到原点。 3.启动后，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）。 4.机械臂有形式有小球右限（LS4）和大球右限（LS5）之分；下降时，当电磁铁压着大球时，下限开关LS2断开（=“0”）；压着小球是，下限开关LS2接通（=“1”） 1.2 大小球分拣传送机械控制系统功能分析 分拣大小球的控制功能要求为： 1.原位：机械臂原始状态为左上角原位处，即上限开关LS3及左限开关LS1压合，同时机械臂处于有磁状态状态和球槽内有球（接近开关PS吸合），这时原位显示亮，表示准备就绪。 2.按下启动按钮SB1后，机械臂的电磁铁断磁，机械臂下降，接近开关SQ闭合后后机械臂会碰到球，接着电磁铁加磁。如果同时碰到下限开关LS2，则一定是小球；如果此时未碰到下限开关LS2，则一定是大球。 3.机械臂吸住球后就提升，碰到上限开关LS3后就右行。 4.如果是小球，则右行到LS4处；如果是大球，则右行到LS5处。
目录 课程设计题目及要求 第一章绪论 1.1 设计题目及要求 1.2 设计内容 第二章硬件设计 2.1 硬件结构图 2.2 各模块工作原理及设计 2.2.1 控制模块 2.2.2 显示模块 2.2.3 按键模块 2.2.4 舵机模块 2.3 软件程序设计 第三章硬件制作以及程序的下载调试 3.1 电路板的制作 3.2 元器件的焊接 3.3 程序的下载与调试 第四章总结 4.1 课程设计体会 4.2 奇瑞参观感受 课程设计题目及要求
题目：基于单片机的机械臂控制系统设计与制作 实习内容： 1，完成基于单片机的机械臂控制系统原理图和PCB的绘制，在基本要求的基础上自己可以作一定的扩展； 2，利用热转印纸、三氯化铁腐蚀液等完成PCB板的制作； 3，完成相应电路的焊接和调试； 4，完成相应软件程序的编写； 5，完成软、硬件的联调； 6，交付实习报告。 实习要求： 1，两人一组，自由搭配，但要遵循能力强弱搭配、男女搭配、考研和不考研的搭配； 2，充分发挥主观能动性，遇到问题尽量自己解决，在基本要求基础上可自由发挥； 3，第一次制作电路，电路不可追求复杂； 4，注意安全！熨斗、烙铁。 第一章绪论
单片机自20世纪70年代问世以来，以其极高的性价比，受到人们的重视和关注，应用广泛，发展迅速。单片机集体积小、重量轻、抗干扰能力强、环境要求低、价格低廉、可靠性高、灵活性好、开发较为容易等众多优点，以广泛用于工业自动化控制、自动检测、智能仪器仪表、家用电器、电力电子、机电一体化设备等各个方面，无论在民间、商业、及军事领域单片机都发挥着十分重要的作用二十一世纪，随着机械化、自动化水平的不断提高，不仅减轻了劳动强度、提高生产率，而且把人类活动从危险、恶劣环境中替换出来。而其中机器人技术，显示出极大的优越性；在宇宙探索、海洋开发以及军事应用上具有重要的实用价值。大力发展机器人技术，一方面能让社会从劳动苦力型转换到福利休闲型，另一方面能极大的提高民众的幸福感。在新时期的世界各国，随着应用日益广泛，机器人技术将不断发展并走向成熟。 本次课程设以单片机作为控制器实现对机械手臂的简单控制。在单片机最小系统的基础上扩展按键接口和舵机接口以及LED显示器，构成最简单的机械臂控制系统。 第二章硬件设计
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。因而这种自动化控制在工业控制中有很大优势。 1.2可编程控制器介绍 可编程控制器起源于20世纪60年代末期，70年代随着微处理器的出现，使其真正成为具有计算机特征的工业控制装置。随着科技的不断进步，可编程控制器也更加适用于现代工业的需要。可编程控制器未来主要朝着以下方向发展：进一步加快CPU处理速度；变革操作控制方式，以增加对输入输出快速反应能力；由整体结构
XXXXX学院 课程设计说明书设计题目: 大、小球分拣传送机械控制系统设计 学生姓名：XXXXX 学号：XXXXX 专业班级：XXXXX 指导教师：XXXXX 2012 年12 月12 日
内容摘要 机电一体化产品的积极作用正日益为人们所认识，如本设计产品机械手，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。而且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设计；机械手
目录 第1章引言 (1) 1.1 大、小球分拣传送机械控制系统设计内容简介 (1) 1.2 大、小球分拣传送机械控制系统设计要求 (1) 1.3 大、小球分拣传送机械控制系统设计思想 (2) 第2章大、小球分拣传送系统的硬件电路设计 (3) 2.1 大、小球分拣传送系统功能说明 (3) 2.2 设计主电路原理图 (3) 2.3 机械臂分拣大、小球控制的运行框图 (4) 2.4 确定I/O信号数量，选择PLC的类型 (4) 2.5 机械臂分拣大、小球控制的电器元件I/O分配表 (5) 2.6 机械臂分拣大、小球控制的I/O接线图 (5) 第3章大、小球分拣传送系统的程序设计 (8) 3.1 机械臂分拣大、小球控制程序的梯形图 (8) 3.2 机械臂分拣大、小球控制程序的指令表 (11) 第4章软件硬件调试 (13) 结论 (16) 设计总结 (17) 谢辞 (18) 参考文献 (19)
大小球分拣系统课程设计23543048
课程设计（论文）题目：大小球分拣系统设计 设计名称：机电传动控制 班级学号：1101014206 学生姓名：关庆丰 指导教师：李岩姚旭东 2014年01月03日
成绩评定表
课程设计任务书 学院机械设计学院专业机械设计制造及其自动化学生姓名关庆丰班级学号 1101014206 课程设计题目大小球分拣系统设计 实践教学要求与任务: 1.设计内容： 1）完成《指导书》中要求的工作循环 2）要求有四种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。 3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。 4）按停止按钮，完成当前循环后停。 5）按复位按钮，吸盘立即回原位。 2.设计要求： 1）画出端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书 工作计划与进度安排: 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天 2）PLC梯形图设计与调试4天 3）说明书撰写1天 4）答辩1天 指导教师： 李岩姚旭东 2014年月日专业负责人：陈白宁 2014年月日 学院教学副院长： 2014年月日
目录 前言 (4) 1 课程设计的任务和要求 (5) 1.1 课程设计的任务 (5) 1.2 课程设计的基本要求 (6) 2 总体设计 (7) 2.1 PLC的选型 (7) 2.2 I/O端口图 (8) 3 PLC程序设计 (10) 3.1 设计思想 (10) 3.2 顺序功能图 (10) 3.3 PLC梯形图 (12) 4 程序调试说明 (21) 5 结束语 (22)
6 参考文献 (22) 前言 机械手的作用正越来越多的被人们所认识，其中一条，它能代替人们的辛勤劳动还能完成生产工艺的要求，机器它能自己独立并且完美的遵循一定的程序、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环境，加快自动化和实现工业生产机械化的步伐。因此，受到各单位的重视并加以研究，尤其在危险的，不能人工操作的环境里，应用的更为广泛。在我国，最近发展的较快，并取得了一定的成果。本课题开发大小球分拣系统，采用德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下，左右，抓取进行控制。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制其完成各种动作。
机械手电气控制系统设计 1.机械手及其应用 机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 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、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。 1.1 国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面 1.热加工方面的应用 热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作 2.冷加工方面的应用 冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。 3. 拆修装方面 拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。 近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。 1.2机械手的应用意义 在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下： 1.可以提高生产过程的自动化程度 应用机械手，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，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、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，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 3.可以减少人力，便于有节奏地生产 应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
目录 摘要 (2) 第一章 PLC应用系统设计基础知识 (3) 1.1 PLC控制系统设计的原则和内容。 (3) 1.2 PLC的选型 (3) 1.2.1 性能与任务相适应 (4) 1.2.2 PLC的处理速度应满足时实控制的要求 (4) 1.2.3 PLC应用系统结构合理、机型系列应统一 (4) 第二章PLC在大小球的分拣系统中的设计............ .. (5) 2.1 系统的功能 (5) 2.2 大小球分拣系统的结构 (5) 2.3 I/O编址及工作框图 (6) 2.4 大小球分拣的设计思想 (7) 2.5 机械手分拣球控制系统的接线图 (8) 第三章机械手分拣大小球系统的控制程序 (9) 3.1 机械手分拣大小球控制的程序流程图 (9) 3.2 机械手分拣大小球控制程序的梯形图 (10) 第四章总结 (17) 致谢................................... . (18) 参考文献 (19)
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、时间和位臵来完成工件的传送。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臵。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装臵，控制机械手完成各种动作。 关键词：机械手、 PLC、大小球
PLC课程设计 课题：机械手控制系统的设计 作者： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
任务要求 1.1 设计任务与要求 许多娱乐场合设有投币手动抓物机械手。仿照娱乐场合中的手动抓物机械手，设计机械手的控制系统，能够配合机械手的机械结构实现手动抓物。 要求：在资料调查和分析的基础上，对系统进行的分析和设计；要求完成如下主要功能： （1）机械手的控制可以用单片机或PLC； （2）通过按键，实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪张开、闭合； （3）可采用上位机，远程控制机械手的上升、下降、左移、右移、手爪张开、闭合。 （4）采用电机驱动控制方式。 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，可以完成俩个工作台之间的工件搬运，完成动作包括左右，上下及工件的夹紧和放松六个动作过程，并可实现手动和自动两个操作过程。本课题结合学生的将来的职业岗位，主要要求学生根据机械手的工作原理及控制特点，设计该类型机械手的PLC控制过程，包括PLC的选型，即采用的类型。确定输入输出端口的个数。完成左右，上下及工件的夹紧和放松六个动作过程梯形图。
实验二：机械手控制系统的设计 机械手PLC控制设计 摘要 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生成所必须面临的重大问题。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。 本论文可编程控制器(PLC)选用西门子（SIEMENS）公司S7-200系列的CPU224.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,而电磁阀通过控制相应的汽缸，完成俩个工作台之间的工件搬运，包括左右，上下及工件的夹紧和放松六个动作过程，并可实现手动和自动两个操作过程。 关键词：PLC,可编程控制器，机械手
沈阳理工大学课程设计专用纸 № 目录 前言 (3) 1 课程设计的任务和要求 (4) 1.1课程设计的任务 (4) 1.2课程设计的基本要求 (5) 2 总体设计 (6) 2.1确定I/O信号数量，选择PLC的类型 (6) 2.2 分拣大小球控制的I/O接线图 (6) 2.3分拣大小球控制的电器元件配置表 (9) 3 PLC程序设计 (11) 3.1分拣大小球控制的运行框图 (11) 3.2 分拣大小球控制程序的梯形图 (12) 1.主程序 (12) 2.公用 (13) 3.手动 (14) 4.回原点 (15) 5.自动 (16) 4 程序调试说明 (21) 结束语 (22) 参考文献 (23)
成绩评定表学生姓名ye 班级学号 专业机械设计制 造及自动化课程设计题目 大小球分拣 系统设计 评 语 组长签字： 成绩 日期20 年月日
课程设计任务书 学院机械设计学院专业机械设计制造及自动 化 学生姓名崔建峰班级学号11010121 11 课程设计题目大小球分拣系统设计 实践教学要求与任务: 1.设计内容： 1）完成《指导书》中要求的工作循环 2）要求有四种工作方式：手动、回原点、单周期、连续。 3）连续时，循环5次结束，声光间断报警5秒。 4）按停止按钮，完成当前循环后停。 5）按复位按钮，吸盘立即回原位。 2.设计要求： 1）画出端子分配图和顺序功能图 2）设计并调试PLC控制梯形图 3）设计说明书 工作计划与进度安排: 1）理解题目要求，查阅资料，确定设计方案1天 2）PLC梯形图设计与调试4天 3）说明书撰写1天 4）答辩1天 指导教师：陈白宁 任晓虹 2013年月日专业负责人：陈白宁 2013年月日 学院教学副院长：丁茹 2013年月日
目录 一、机械手设计任务书 (1) 1机械手结构、动作与控制要求 (1) 2设计任务 (1) 二、电器控制部分 (2) 1.电器元件目录表 (2) 2.机械手主电路接线图 (3) 3.继电器控制电路 (4) 4.接线图 (4) 5.电器板元件布置图 (5) 6.控制面板 (5) 一、机械手设计任务书
1机械手结构、动作与控制要求 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，以实现生产的自动化。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控制的电气控制系统，动作时间需要可调。 以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待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。 设计要求 1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。 1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定） 1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。 1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指 示。 1.5应有必要的电气保护与联锁环节。 2设计任务： 2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。 2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种： 电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面 板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。
2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。 二、继电器控制部分 1.电器元件目录表
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 (13) 第4章软硬件调试 (14) 4.1系统调试 (14) 4.2 使用说明 (14) 结论 (15) 设计感想 (16) 参考文献 (17)
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。因而这种自动化控制在工业控制中有很大优势。 1.2可编程控制器介绍 可编程控制器起源于20世纪60年代末期，70年代随着微处理器的出现，使其真正成为具有计算机特征的工业控制装置。随着科技的不断进步，可编程控制器也更加适用于现代工业的需要。可编程控制器未来主要朝着以下方向发展：进一步加快CPU处理速度；变革操作控制方式，以增加对输入输出快速反应能力；由整体结构