基于PLC控制的变速器搬运机械手系统设计

基于PLC的搬运机械手控制系统设计搬运机械手是一种自动化设备，广泛应用于工业生产中的物料搬运、装卸、组装等工序。

为了实现搬运机械手的自动化控制，可以采用基于可编程逻辑控制器（PLC）的控制系统。

本文将介绍一个基于PLC的搬运机械手控制系统的设计。

搬运机械手控制系统的主要功能是对机械手的运动进行控制。

基于PLC的控制系统可以实现对机械手的运动、速度和位置等参数进行精确控制，从而提升机械手的工作效率和准确性。

首先，需要确定搬运机械手的运动方式和结构。

常见的机械手运动方式包括直线运动、旋转运动和联动运动等。

根据任务需求，可以选择合适的运动方式和结构。

然后，需要选择合适的PLC设备。

PLC是一种专门用于工业自动化控制的设备，具有高可靠性、灵活性和可扩展性等特点。

根据机械手的规模和工作要求，选择适当的PLC设备。

接下来，需要设计搬运机械手的控制电路。

控制电路是实现机械手运动控制的关键部分，包括传感器、电磁阀、继电器等元件的连接和控制逻辑的设计。

在设计控制逻辑时，可以使用PLC提供的编程软件进行编程。

根据机械手的工作要求和操作流程，编写PLC程序，实现对机械手的自动控制。

此外，还需要设计人机界面（HMI）用于操作和监控机械手的运行状态。

HMI通常使用触摸屏或按钮等输入设备，以及显示屏或指示灯等输出设备。

通过HMI，操作人员可以控制机械手的运动和监控运行状态。

最后，进行系统调试和测试。

在将系统投入使用之前，需要进行调试和测试，确保搬运机械手的运动控制正常，并满足工作要求。

总结起来，基于PLC的搬运机械手控制系统设计包括确定运动方式和结构、选择合适的PLC设备、设计控制电路、编写PLC程序、设计人机界面以及进行系统调试和测试等步骤。

通过PLC控制系统的应用，可以提高机械手的自动化程度，提升生产效率和产品质量。

基于PLC的搬运机械手控制系统设计搬运机械手是工业生产中常用的一种机器人，目的是为了将物品从一个地方搬到另一个地方，以实现生产线的自动化生产。

为了方便操作和控制机械手的运动，我们常使用PLC进行控制。

本文将详细介绍基于PLC的搬运机械手控制系统设计并分为以下几个部分：系统设计、硬件设计、软件设计和测试与优化。

系统设计在设计搬运机械手的控制系统前，需要明确其基本能力以及操作条件。

本文需要实现的是一个能够在工业生产上自动完成货物的移动，如从一个点到达另一个点，或从一个点将货物取下并放入另一个点的机械手控制系统。

硬件设计在硬件方面，机械手的结构以及体积会影响到设计的复杂度和控制的难度。

机械手的操作部分包括控制电路、执行器驱动电路、电源等。

现在，我们来介绍每个部分的主要内容。

控制电路部分包括PLC、IO模块等。

PLC是机械手控制的核心，负责读取传感器信号并控制执行器的动作。

IO模块则负责将信号转换为PLC能接受的信号进行处理。

执行器驱动电路部分主要负责控制电机动作。

电机的选择与应用需要根据机械手的具体要求而定，需要注意的是，电机的转矩和功率需要协调匹配，还需要注意电机的供电和控制电路之间的配合问题。

电源系统是机械手控制系统的基础之一，电源的大小和控制器的匹配与应用直接关系到系统的正常运行。

需要根据需要提供相应的电压以及功率供给系统。

软件设计在软件设计方面，我们借助PLC程序进行控制，根据机械手的执行需要编写相应的程序，实现机械手的移动、旋转、夹取或放置操作。

具体流程如下：1. 初始化- 设定初始位置和状态等参数；2. 等待操作信号- 根据设定的信号进行等待；3. 传感器检测- 检测对象的位置和状态；4. 判断操作- 根据传感器检测结果进行相应操作；5. 输出控制信号- 控制执行器动作，改变机械手所处的位置和状态。

测试与优化测试与优化是机械手控制系统设计的重要一步，目的是检查系统的稳定性和准确性。

在测试过程中，需要测试机械手的各种运动状态，比如加速度、负载、速度等参数，以确定机械手的质量和性能优化方向。

《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。

传统的机械手控制系统通常采用单片机或嵌入式系统进行控制，但由于其处理能力和稳定性的限制，已经无法满足现代工业生产的高效、精确和可靠的要求。

因此，本文提出了一种基于PLC（可编程逻辑控制器）的工业机械手运动控制系统设计。

该系统采用先进的PLC技术，能够有效地提高机械手的控制精度、稳定性和可靠性，满足现代工业生产的需求。

二、系统设计1. 硬件设计本系统硬件部分主要包括PLC控制器、机械手本体、传感器、执行器等部分。

其中，PLC控制器是整个系统的核心，采用高性能的PLC模块，能够实现对机械手的精确控制。

机械手本体包括手臂、手腕、抓手等部分，通过执行器进行驱动和控制。

传感器则用于检测机械手的运动状态和位置信息，为控制系统的精确控制提供支持。

2. 软件设计软件部分是整个系统的关键，它决定了机械手的运动方式和控制精度。

本系统采用PLC编程软件进行程序设计，通过编写梯形图或指令代码来实现对机械手的控制。

程序包括主程序和控制程序两部分。

主程序负责控制整个系统的运行流程，而控制程序则负责实现对机械手的精确控制。

3. 控制策略本系统采用基于位置的控制策略，通过传感器实时检测机械手的位置信息，将位置信息与目标位置进行比较，计算出位置偏差，并通过执行器对机械手进行精确的控制。

同时，系统还具有速度控制和力控制等功能，能够根据实际需求进行灵活的调整和控制。

三、系统实现1. 硬件连接硬件连接是整个系统实现的基础。

首先需要将PLC控制器与机械手本体、传感器、执行器等部分进行连接，确保各部分之间的通信和信号传输畅通。

同时，还需要对硬件设备进行调试和测试，确保其正常工作。

2. 程序设计程序设计是整个系统的核心部分。

根据实际需求和机械手的运动特性，编写相应的梯形图或指令代码，实现对机械手的精确控制。

基于PLC的搬运机械手控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好的节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。

本机械手的机械结构主要是曲轴在两条生产线之间搬运任务的搬运机械手控制系统进行设计。

采用了电气一体化的设计方案，使用带自锁功能的气缸实现了机械手对工件的抓放和保证了在断气状态下机械手状态的保持，通过伺服电机来实现机械手在水平、竖直方向快速精确的移动。

采用SIEMENS公司的SIMATIC S7-200系列PLC 作为核心控制器，外扩定位模块EM253模块对伺服电机进行精确的定位控制，从硬件和软件两个方面进行设计，完成了PLC在搬运机械手中硬件连接，I/O点分配和应用程序的设计，实现了机械手的上电初始化、零点复位、故障报警、手动运行、半自动运行和在无人看守时的自动运行。

最终达到设计要求，完成搬运目的。

关键词搬运机械手定位模块EM2253控制系统可编程PLC SIMATIC S7-200 系列PLC 核心控制器。

目录目录 (2)1引言 (1)1.1 搬运机械手的应用简况 (1)1.2机械手的应用意义 (2)2系统设计 (2)2.1系统结构及流程 (2)2.2系统主要部件选择 (4)2.2.1气缸的选择 (5)2.2.2阀门的选择 (6)2.2.3行程开关的选择 (6)2.2.4接近开关的选择 (6)2.2.5驱动电机的选择 (6)3控制系统的硬件设计 (7)3.1控制系统功能 (7)3.2控制系统硬件结构 (8)3.2.1位控模块 (8)3.2.3控制系统硬件结构 (9)3.3操作面板的设计 (9)3.4 PLC系统设计 (11)3.4.1 PLC 的I/O 分配表 (11)3.4.2 PLC 的I/O 接线图 (11)3.5运动控制系统的实现 (12)3.6控制系统电路设计 (17)4系统软件的设计与实现 (19)4.1系统工作方式 (19)4.2程序设计 (19)4.2.1主程序设计 (19)4.2.2初始化子程序设计 (20)4.2.3复位子程序设计 (20)4.2.4报警子程序设计 (21)4.2.5手动运行子程序设计 (21)4.2.6半自动运行子程序 (22)4.2.7自动子程序设计 (23)5结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1系统配件清单 (28)附录2程序清单 (28)1引言1.1搬运机械手的应用简况在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

基于PLC的搬运机械手控制系统的设计本文是基于PLC的搬运机械手控制系统的设计。

根据搬运机械手控制系统给出了控制流程图、阐述了用FX2N-1PG作上位机控制步进电机按一定角度旋转原理、用PLC作上位机控制伺服电机动作原理。

详细描述了基于PLC的搬运机械手控制系统的设计的硬件接线图和设计程序。

并进行了试验验证。

该设计合理规范并能实现搬运机械手控制系统的控制要求。

标签：S7-300PLC 步进电机伺服电机FX2N-1PG模块细分定位脉冲搬运机械手控制系统主要由日本三菱公司的FX2N系列PLC的特殊功能模块FX2N-1PG、步进驱动器、步进电动机和气动控制系统实现运行控制，具有抓取、放松、上升、下降和180°回旋功能，并能沿丝杆导轨做左右水平移动，同时配合伺服驱动器、、伺服电机将成品物料送到指定仓库各站点。

控制系统示意图：一、用PLC控制搬运系统的设计原理搬运机械手系统运用日本三菱公司的FX2N系列PLC对机械手进行一系列的控制，最终目的是把物料准确的送入指定仓库。

要实现准确定位主要涉及到FX2N-1PG模块的定位功能，步进驱动、步进电机和伺服驱动、伺服电机的动作原理。

1.定位脉冲输出模块FX2N-1PGFX2N-1PG定位脉冲输出模块，可输出一相脉冲数、频率可变的定位脉冲（最大100KHz，脉冲量32位），通过连接伺服电机或步进电机驱动器能实现独立1轴的简单定位控制。

首先了解PLC与1PG的体系结构关系。

FX2N-1PG是独立于PLC主机外的扩充模块，以数据总线连接。

模块依据安装位置先后自动设为K0～K7编号地址，所以必须有特殊的PLC数据写入指令，再配合时序及逻辑控制写入FX2N-1PG 寄存器内。

2.用PLC作上位机控制步进电机动作设计原理搬运机械手的定位控制可由PLC、步进驱动和步进电动机实现运行控制。

机械手运行过程为：回原点——定位运行——返回停止。

在机械手运行进程中，若碰到相应方向的极限开关时，机械手立即停止。

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。

基于PLC的搬运机械手控制系统设计PLC（可编程逻辑控制器）是一种广泛应用于自动化领域中的控制设备，它拥有可编程的逻辑控制功能，具有高精度、高可靠性、动态稳定性好等特点。

在制造业中，搬运机械手广泛应用于对生产线上产品的搬运，包装和装载等操作。

基于PLC 的搬运机械手控制系统就是将PLC作为核心控制器，实现对搬运机械手的控制和调节，从而提高其工作效率和精度。

搬运机械手控制系统设计基于PLC的搬运机械手控制系统的设计由以下几个部分组成：1. 机械结构设计：机械结构是搬运机械手控制系统的基本构成部分，包括机械臂、传动机构和夹持机构等。

机械结构的设计需要考虑机械臂的长度、强度、重量、运动速度和角度等参数。

传动机构包括电机、减速器、传动轮等，其作用是将电机转换为机械臂的运动。

夹持机构用于夹持待处理的物品，实现搬运和装载等操作。

2. 电气设计：电气设计包括控制系统的电源、控制器、传感器和执行器等。

控制系统的电源是供电保障，必须保证输入电压稳定。

控制器根据输入信号实现对机械手的控制，包括控制信号的生成、控制程序的调试和PID调节等。

传感器用于实时获取机械手的位置、状态和运动方向等信息。

执行器执行机械手的运动和夹持等功能。

3. 软件设计：PLC控制器是基于程序的工作，程序的编写需要考虑搬运机械手的不同工作场景和判据，以实现自动化控制。

软件设计主要包括程序设计和逻辑控制等。

程序设计是根据搬运机械手的功能和运动方式编写程序，以实现对机械手的控制、调节和监测。

逻辑控制是根据具体工作场景进行逻辑判断，实现机械手的自动化控制动作。

基于PLC的搬运机械手控制系统的特点基于PLC的搬运机械手控制系统在制造业中得到广泛应用，其具有以下特点：1. 稳定性好：PLC控制器控制器稳定性好，能够长时间连续工作，不易出现故障。

2. 精度高：PLC控制器具有高精度的控制能力，能够控制搬运机械手的精度和速度，以及对物品的判别和定位等。

3. 可编程性强：PLC控制器采用可编程的逻辑控制，能够为不同的工作场景编写程序，实现自动化控制。

搬运机械手PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。

本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。

关键词：搬运机械手，可编程控制器（PLC），液压，电磁阀ABSTRACTWith the popularity of industrial automation and development, the demand for year-on-year increase of controller, handling the application of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of the production line or cargo transport, we can be more good to save energy and improve the transport efficiency of equipment or products, to reduce restrictions on other modes of transportation and inadequate to meet the requirements of modern economic development.The manipulator mechanical structure includes two solenoid valves controlled by hydraulic manipulator steel to achieve the increased decline in sports and workpiece clamping action, the two different motor speed through the two motor coils positive control in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rewind, slow movement back movement; conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) generated on-off signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor or solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise positioning; their course of action include: decline in clamping increased, slow forward, fast forward, slow progress, the extension of , the drop in, relax, rise, slow back, rewind, slow back; its operation, including: Back in situ, manual,single-step, single cycle, continuous; to meet the production requirements of the various operations and maintenance.Keywords: handling mechanical hands, Programmable Logic Controller (PLC), hydraulic, solenoid valve目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 I/O分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1）梯形图的总体设计……………………………………………………2）各部分梯形图的设计…………………………………………………3）绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附：语句表梯形图I/O接线图前言机械手：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。

基于PLC的机械手控制设计本文主要介绍了基于PLC的机械手控制设计。

随着现代制造技术的不断发展，机械手在工业生产中的应用越来越广泛，机械手控制系统的控制方式也在不断更新迭代。

本文提出了一种基于PLC控制机械手的新型控制方案。

1.机械手的基本原理机械手是一种基于电气、电子、机械、气动等多种技术相结合的智能机器人，其通过伺服电机、减速器、编码器等组件，实现了对各类物品的精准抓取、搬运、插入、安装等功能。

机械手控制系统一般由PLC、传感器、驱动模块等组成。

2.PLC的基本原理PLC(可编程控制器)是一种基于逻辑控制的自动化控制系统，主要由CPU、存储器、输入/输出模块、通信模块等组成。

通过编写PLC程序，可以实现对各类自动化设备的控制和管理。

（1）PLC编程设计程序编写是PLC系统中最重要的部分，这里以三轴机械手为例，可以将机械手运动分解成若干个基本的运动要素：横向、竖向、旋转。

通过PLC程序让机械手根据场景要求完成一系列的运动需求。

（2）PLC输入输出配置PLC输入/输出配置是设计控制系统时非常重要的部分。

基于PLC的机械手控制系统，输入/输出模块可以通过编程实现对机械手的控制。

需要根据机械手控制系统对应的型号、规格、要求等，对PLC输入/输出模块进行配置。

（3）硬件选型与安装本文实现的基于PLC的机械手控制，需要选择适合的硬件设备完成组装，并进行布线和安装。

（4）系统调试和优化在完成硬件组装和软件编程后，需要对整个机械手控制系统进行调试和优化。

主要是通过测试各项运动功能是否符合预期要求、能否按时完成任务等。

（1）控制精度高：PLC的控制精度高，支持对伺服电机进行精准控制，可以保证机械手运动精度。

（2）程序编写灵活：PLC编程可以根据生产实际需求，灵活定制机械手的各个运动要素及相应动作。

（3）易于维护：PLC控制系统将整个机械手控制系统设备集成在一起，为运维和维护带来便利。

（4）可实现远程监控：PLC控制系统可以通过网络连接实现远程监控，实时获取机械手的运行状态和运动参数。

毕业设计（论文）毕业设计（论文）题目：基于PLC控制的搬运机械手的设计分校（点）：松江年级、专业： 16级机械电子工程教育层次：本科学生姓名：李延昌学号： 20162310070183 指导教师：黄伟华完成日期： 2018年10月30日目录内容摘要关键词 (I)文献综述 (Ⅱ)1.引言 (6)2.机械手综合方案具体设计 (6)2.1.机械手具体功能及其相应的技术要求 (6)2.2.机械手综合结构具体设计 (6)2.3.机械手基本部件 (6)2.3.1.机械手基本部件相关组成 (6)2.4.机械手实际动作过程 (7)2.4.1.机械手具体动作形式及其相应的顺序 (7)2.5.当机械手进行实际运动时的相关参数 (7)3.机械手相关传动机构及其相应执行机构的具体设计 (8)3.1.模块化设计 (8)3.1.1.模块化设计遵循的基本原则 (8)3.1.2.模块化设计常规方法 (8)3.2.机械手的具体组成及其模块化应用 (8)3.3.机械手具体结构组成及其相应的设计流程 (8)3.3.1.机械手具体结构 (8)3.3.2.机械手综合设计流程 (9)3.4.机械手执行机构的相关设计 (9)3.4.1.机械手手部结构的相关设计 (9)3.4.2.机械手手部结构（夹持爪）的相关计算 (10)3.5.机械手手臂结构的相关设计 (11)4.机械手驱动系统相关设计 (12)4.1.气动驱动系统相关设计 (12)4.2.气动元件具体选择 (12)4.2.1.气压泵具体选择 (12)4.2.2.气动系统中的多样化控制元件 (13)5.机械手控制系统的相关设计 (13)5.1.I/O点数实际分配 (13)5.2.PLC程序设计 (14)5.2.1.综合程序框图 (14)5.2.3.自动控制程序 (15)6.总结及展望 (16)6.1.总结 (16)6.2.展望 (16)参考文献 (17)致谢 (18)内容摘要现如今，全球科技正在不断蓬勃发展，在此期间，机械手在制造领域中，获得了相对广泛的实际应用。

搬运机械手的PLC控制系统设计论文搬运机械手的PLC控制系统设计论文随着工业自动化的不断发展，机械手已经成为工业自动化的主要组成部分。

机械手具有高度灵活性和应用性能，能够用于各种不同的应用场景，如装配、搬运、包装等。

其中，搬运机械手的应用越来越广泛，这种机械手能够在生产过程中自动搬运物品，从而提高了生产效率和质量。

而机械手的PLC控制系统则是机械手正常运行的重要组成部分。

本文将从机械手的基本原理、PLC控制系统的设计原则以及案例分析等方面，对搬运机械手的PLC控制系统进行详细阐述。

一、搬运机械手的基本原理搬运机械手是一种通过电动轴的组合来控制硬件机械执行动作的机器。

它主要由操作系统、机械臂、执行器、传感器和控制系统等组成。

其中，机械臂是机械手的主体部分，它通过运动学算法完成运动轨迹的规划和控制。

机械手的控制参数主要包括机械手的速度、加速度、位置、力量和时间等。

为了实现对机械手全面、精确、可靠的控制，需要采用PLC控制系统。

二、PLC控制系统的设计原则PLC控制系统主要负责完成机械手的动作控制、通信控制、数据处理等任务。

其设计原则主要有以下几点：1.安全性设计原则。

机械手在运动时会产生一定的力量和速度，因此需要确保PLC控制系统具有良好的安全性。

系统应该包含紧急停止功能和自动刹车功能，以避免机械手对工作环境和操作人员产生危险。

2.可靠性设计原则。

机械手在生产场地中的工作是长时间、高负荷的，因此PLC控制系统需要具有高度的可靠性，以避免由于系统故障导致生产中断和经济损失。

3.灵活性设计原则。

机械手在生产场地中需要完成各种不同的任务，因此PLC控制系统需要具有高度的灵活性，从而能够根据具体情况进行定制化改动和优化。

三、PLC控制系统设计流程PLC控制系统设计流程主要包括五个步骤：需求分析、功能设计、系统设计、编程调试和系统维护。

1.需求分析。

在控制系统设计之前，需要进行充分的需求分析，确定机械手的控制参数、通信协议、数据处理等基本要求。

搬运机械手及其PLC控制系统设计搬运机械手是指一种带有机械手臂的机器人，它能够在工厂生产线上完成基于机械手臂的物料搬运或组装工作。

搬运机械手是现代工业自动化生产的重要组成部分，能够极大地提高生产效率和产品质量。

本文将讨论如何利用PLC控制系统来控制搬运机械手的运动和动作。

搬运机械手的构造及工作原理搬运机械手由控制系统、机械手臂、末端执行器等组成。

机械手臂通常由几个关节构成，末端执行器通常是用来夹取或放置物料的夹爪或叉子。

机械手臂的关节通过电动机或气动马达驱动，使整个机械手臂能够在指定轨迹上移动和旋转，可实现各种不同的动作。

搬运机械手的运动自由度一般为5-6个。

PLC控制系统的作用PLC（可编程逻辑控制器）是一种数字计算机系统，能够用来控制工业生产线上的各种机器和设备。

它以一种特殊的编程语言进行编程，能够实现很多功能，如数字逻辑控制、数据处理和通信控制等。

在搬运机械手的控制系统中，PLC起到了至关重要的作用。

PLC控制系统的设计过程搬运机械手的PLC控制系统通常由以下几个组成部分：①输入输出模块：用来将搬运机械手需要的各种输入输出信号与PLC连接起来。

②PLC主控模块：是PLC的核心部分，用来处理信号和进行控制逻辑的编程。

③控制模块：根据PLC主控模块编程的指令进行控制机械手的运动和动作。

在进行PLC控制系统的设计时，常用的方法包括：1. 从用户需求出发，确定搬运机械手在生产线上的定位和任务要求。

2. 根据机械手的运动自由度和工作要求，设计机械臂和末端执行器的运动轨迹和动作方式。

3. 将机械手所需的各种输入输出信号与PLC输入输出模块进行连接。

4. 对机械手的动作进行编程和调试，完成PLC控制系统的设计。

PLC控制系统的优势与传统的电控系统相比，PLC控制系统有以下几个优势：1. 稳定性高：PLC控制系统由于采用的电路板、电容器内置式、电源系统自带式等设计，机电噪声、电磁干扰等都得到了有效控制，稳定性高。

搬运机械手PLC控制系统设计PLC控制系统设计应考虑以下几个方面：1.硬件设计：PLC控制系统的硬件设计包括选择适当的PLC主控板、I/O模块、通信模块等。

在选择PLC主控板时，应根据搬运机械手的工作要求和应用环境选择合适的型号和规格。

同时，还需考虑I/O模块的数量和类型，以满足机械手的输入输出需求，并确保通信模块能够与上位机等其他设备实现良好的通信。

2.软件设计：PLC控制系统的软件设计是搬运机械手的核心部分，它包括编写PLC 程序、设计操作界面等。

在编写PLC程序时，需考虑机械手各个部分的动作顺序和条件判断，以实现机械手的准确、高效工作。

同时，还需设计操作界面，使操作人员能够方便地控制和监控机械手的运动情况。

3.电气布线设计：搬运机械手的电气布线设计是PLC控制系统设计中的重要环节。

在电气布线设计中，需合理安排电气设备和传感器的布置，确保信号的传递和控制的可靠性。

同时，还需进行电气隔离和防护措施，以确保整个系统的安全性和稳定性。

4.通信与监控设计：PLC控制系统的通信与监控设计包括与上位机、其他设备的通信以及对机械手工作状态的监控。

通过与上位机的通信，可以实现对搬运机械手的远程监控和管理。

而通过对机械手工作状态的实时监控，可以及时发现故障和异常情况，并采取相应措施，确保机械手的安全和稳定运行。

5.安全保护设计：在搬运机械手的PLC控制系统设计中，安全保护是重要的考虑因素之一、安全保护措施包括急停开关、安全光幕、限制开关等，它们能够及时停止机械手的运动，并保护操作人员的安全。

此外，还需设计故障检测和报警系统，及时发现和排除故障，保障机械手的稳定运行。

总之，搬运机械手的PLC控制系统设计需要综合考虑硬件设计、软件设计、电气布线设计、通信与监控设计以及安全保护设计等多方面的因素。

只有经过合理的设计和严格的测试，才能确保搬运机械手能够安全、稳定地运行，并实现高效的物品搬运任务。

基于PLC的搬运机械手控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好的节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。

本机械手的机械结构主要是曲轴在两条生产线之间搬运任务的搬运机械手控制系统进行设计。

采用了电气一体化的设计方案，使用带自锁功能的气缸实现了机械手对工件的抓放和保证了在断气状态下机械手状态的保持，通过伺服电机来实现机械手在水平、竖直方向快速精确的移动。

采用SIEMENS公司的SIMATIC S7-200系列PLC 作为核心控制器，外扩定位模块EM253模块对伺服电机进行精确的定位控制，从硬件和软件两个方面进行设计，完成了PLC在搬运机械手中硬件连接，I/O点分配和应用程序的设计，实现了机械手的上电初始化、零点复位、故障报警、手动运行、半自动运行和在无人看守时的自动运行。

最终达到设计要求，完成搬运目的。

关键词搬运机械手定位模块EM2253控制系统可编程PLC SIMATIC S7-200 系列PLC 核心控制器。

目录目录 (2)1引言 (1)1.1 搬运机械手的应用简况 (1)1.2机械手的应用意义 (2)2系统设计 (2)2.1系统结构及流程 (2)2.2系统主要部件选择 (4)2.2.1气缸的选择 (5)2.2.2阀门的选择 (6)2.2.3行程开关的选择 (6)2.2.4接近开关的选择 (6)2.2.5驱动电机的选择 (6)3控制系统的硬件设计 (7)3.1控制系统功能 (7)3.2控制系统硬件结构 (8)3.2.1位控模块 (8)3.2.3控制系统硬件结构 (9)3.3操作面板的设计 (9)3.4 PLC系统设计 (11)3.4.1 PLC 的I/O 分配表 (11)3.4.2 PLC 的I/O 接线图 (11)3.5运动控制系统的实现 (12)3.6控制系统电路设计 (17)4系统软件的设计与实现 (19)4.1系统工作方式 (19)4.2程序设计 (19)4.2.1主程序设计 (19)4.2.2初始化子程序设计 (20)4.2.3复位子程序设计 (20)4.2.4报警子程序设计 (21)4.2.5手动运行子程序设计 (21)4.2.6半自动运行子程序 (22)4.2.7自动子程序设计 (23)5结束语 (25)致谢 (26)参考文献 (27)附录1系统配件清单 (28)附录2程序清单 (28)1引言1.1搬运机械手的应用简况在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

// 启动系统LD I0.0ON M0.0AN I1.4AN I1.5= M0.0// 系统初始化LD SM0.1CALL SBR0// 试灯LD I0.1= Q0.0= Q0.1= Q0.2= Q0.3= Q0.4= Q0.5= Q0.6// 上电后200ms延时接通伺服电源LD SM0.0LPSAN Q1.5AN Q1.6TON T37, 2LPPA T37S Q1.5, 2// 伺服电源接通后伺服报警清零输出点Q1.7产生一个300ms的清零脉冲信号LD Q1.5A Q1.6LPSEUS Q1.7, 1LRDA Q1.7TON T33, 30LPPA T33R Q1.7, 1// 伺服1位控模块0启动LD M0.0A M0.1A Q2.0= L60.0LD I1.4O I1.5O Q2.2O I1.6O I2.0= L63.7LD L60.0CALL SBR1, L63.7, M4.0, VB66, VD0, VD68, M3.0 // 伺服2位控模块0启动LD M0.0A M0.1A Q2.1AN Q2.3= L60.0LD I1.4O I1.5O Q2.3O I2.1O I2.3= L63.7LD L60.0CALL SBR12, L63.7, M4.1, VB67, VD4, VD72, M3.1 // 调用复位子程序LD I0.2A I0.4A Q1.5A Q1.6CALL SBR23// 手动子程序刚开始调用时，步进脉冲数清零LD I0.4A M0.0LPSCALL SBR27EUR Q2.2, 2S Q2.0, 2LPPMOVD 0, VD118MOVD 0, VD122MOVD 0, VD110MOVD 0, VD114// 半自动程序刚开始调用时，步进脉冲数清零LD I0.5A M0.0LPSCALL SBR26EUR Q2.2, 2S Q2.0, 2LPPMOVD 0, VD118MOVD 0, VD122MOVD 0, VD110MOVD 0, VD114// 自动子程序LD M0.0A I0.3CALL SBR25EUR Q2.2, 2S Q2.0, 2// 报警处理LD SM0.0CALL SBR24// 急停后，伺服停止，气缸保持LD I1.4S Q2.0, 2S Q2.4, 1R Q2.5, 1初始化子程序:// 伺服电源接通后延时30s系统初始化LD Q1.5A Q1.6LPSAN M0.1TON T38, 300LPPA T38S M0.1, 1// 首次上电或者回参考点状态时，状态位置位LD M0.1A I0.3EUS Q2.1, 2R M3.0, 5R M4.0, 10R Q2.2, 2MOVB 0, VB20MOVW 0, VW16MOVW 0, VW18MOVW 0, VW12MOVW 0, VW14R Q2.4, 1S Q2.5, 1Network 3LD M0.1MOVD 100000, VD500MOVD 20000, VD504MOVD 1000000, VD508MOVD 50000, VD512复位子程序:Network 1LD I0.2S M0.5, 1// 伺服1复位LD M0.5= L60.0LD I0.2= L63.7LD L60.0CALL SBR5, L63.7, M4.3, VB68 // 伺服2复位LD M0.5= L60.0LD M4.3= L63.7LD L60.0CALL SBR16, L63.7, M4.4, VB69 // 机械手爪松开LD M0.5S Q2.5, 1R Q2.4, 1// 复位完成LD I2.2R M0.5, 1R M4.3, 2END_SUBROUTINE_BLOCK报警子程序:// 伺服1报警LD I1.6O I2.0O I2.6AN Q1.7= M0.2// 伺服2报警LD I2.1O I2.3O I2.7AN Q1.7= M0.3// 伺服运动过程中松开工件报警LD I0.6O I0.7O I1.0O I1.1A I0.4A I1.3= M0.4// 报警灯显示LD M0.2O M0.3O M0.4= Q0.0自动子程序:// 网络注释LD I0.0O M0.7S M0.6, 1// 伺服1复位LD I0.3= L60.0LD M0.6= L63.7LD L60.0CALL SBR5, L63.7, M4.5, VB70 // 伺服2复位LD I0.3= L60.0LD M4.5= L63.7LD L60.0CALL SBR16, L63.7, M4.6, VB71//参数复位LD I2.2R M0.6, 1R M4.5, 2// 伺服1下降LD I0.3A I2.4AN I2.0= L60.0LD I2.2EU= L63.7LD L60.0CALL SBR3, L63.7, VD500, VD504, 1, I1.4, M4.7, VB70, VD76, VD80 // 下降指示灯LD I2.2O Q1.0AN M4.7= Q0.2// 伺服1下降完成LD I3.0AN T39= Q1.0// 夹紧工件，等待2秒LD Q1.0S Q2.4, 1R Q2.5, 1AN T39TON T39, 20// 夹紧指示灯LD I3.0O Q0.5AN Q2.5= Q0.5// 夹紧完成LD T39AN Q2.5= Q1.3// 伺服1上升LD I0.3AN I1.6= L60.0LD Q1.3= L63.7LD L60.0CALL SBR5, L63.7, M5.0, VB71// 上升指示灯LD T39ON Q0.1AN M5.0AN I3.0= Q0.1// 上升完成LD I1.7= Q0.7// 伺服2前进LD Q2.4AN I2.3= L60.0LD Q0.7= L63.7LD L60.0CALL SBR14, L63.7, VD508, VD512, 1, I1.4, M5.1, VB72, VD84, VD88 // 前进指示灯LD Q0.7ON Q0.3AN M5.1AN I3.1= Q0.3// 前进完成LD I3.1AN T40= Q1.1// 到达前进工位后伺服1下降LD Q2.4A I2.5AN I2.1= L60.0LD Q1.1= L63.7LD L60.0CALL SBR3, L63.7, VD500, VD504, 1, I1.4, M5.2, VB73, VD92, VD96 // 下降指示灯LD I3.1ON Q0.2AN M5.2= Q0.2// 下降完成LD I3.0AN T40= Q1.0// 放下工件，等待2秒LD Q1.0S Q2.5, 1R Q2.4, 1R M4.7, 4AN T40TON T40, 20// 松开指示灯LD Q1.0ON Q0.6AN Q2.4= Q0.6// 松开完成LD T40= Q1.4// 重复动作LD Q1.4= M0.7半自动子程序:// 网络注释LD I0.5S M0.6, 1// 伺服1复位LD I0.3= L60.0LD M0.6= L63.7LD L60.0CALL SBR5, L63.7, M4.5, VB70 // 伺服2复位LD I0.3= L60.0LD M4.5= L63.7LD L60.0CALL SBR16, L63.7, M4.6, VB71 //参数复位LD I2.2R M0.6, 1R M4.5, 2// 伺服1下降LD I0.3A I2.4AN I2.0= L60.0LD I2.2EU= L63.7LD L60.0CALL SBR3, L63.7, VD500, VD504, 1, I1.4, M4.7, VB70, VD76, VD80 // 下降指示灯LD I2.2O Q1.0AN M4.7= Q0.2// 伺服1下降完成LD I3.0AN T39= Q1.0Network 8// 夹紧工件，等待2秒LD Q1.0S Q2.4, 1R Q2.5, 1AN T39TON T39, 20// 夹紧指示灯LD I3.0O Q0.5AN Q2.5= Q0.5// 夹紧完成LD T39AN Q2.5= Q1.3// 伺服1上升LD I0.3AN I1.6= L60.0LD Q1.3= L63.7LD L60.0CALL SBR5, L63.7, M5.0, VB71// 上升指示灯LD T39ON Q0.1AN M5.0AN I3.0= Q0.1// 上升完成LD I1.7= Q0.7// 伺服2前进LD Q2.4AN I2.3= L60.0LD Q0.7= L63.7LD L60.0CALL SBR14, L63.7, VD508, VD512, 1, I1.4, M5.1, VB72, VD84, VD88 // 前进指示灯LD Q0.7ON Q0.3AN M5.1AN I3.1= Q0.3// 前进完成LD I3.1AN T40= Q1.1// 到达前进工位后伺服1下降LD Q2.4A I2.5AN I2.1= L60.0LD Q1.1= L63.7LD L60.0CALL SBR3, L63.7, VD500, VD504, 1, I1.4, M5.2, VB73, VD92, VD96 // 下降指示灯LD I3.1ON Q0.2AN M5.2= Q0.2// 下降完成LD I3.0= Q1.0// 放下工件，等待2秒LD Q1.0S Q2.5, 1R Q2.4, 1AN T40TON T40, 20// 松开指示灯LD Q1.0ON Q0.6AN Q2.4= Q0.6// 松开完成LD T40= Q1.4// 伺服1上升LD I0.5= L60.0LD Q1.4= L63.7LD L60.0CALL SBR5, L63.7, M5.3, VB74 // 上升指示灯LD Q1.4ON Q0.1AN M5.3= Q0.1// 上升完成LD I1.7= Q0.7// 伺服2后退LD I0.5= L60.0LD Q0.7= L63.7LD L60.0CALL SBR16, L63.7, M5.4, VB75 // 后退指示灯LD Q0.7ON Q1.2AN M5.4= Q1.2Network 28LD I2.2= Q1.2R M4.7, 6手动子程序:// 手动上升LD I0.6AN I1.7AN M1.1AN M1.2AN M1.3= M1.0= Q0.1// 手动下降LD I1.7AN I2.0AN M1.0AN M1.2AN M1.3= M1.1= Q0.2// 伺服1手动LD I0.4= L60.0LD M1.4= L63.7LD M1.0AN I1.6= L63.6LD M1.1AN I2.0= L63.5LD L60.0CALL SBR2, L63.7, L63.6, L63.5, VD504, M3.2, VB74, VD8, VD12, M3.4 // 手动后退LD I1.1AN M1.0AN M1.1AN M1.3= M1.2= Q0.4// 手动前进LD I1.0AN M1.0AN M1.1AN M1.2= M1.3= Q0.3// 伺服2手动LD I0.4= L60.0LD I1.4= L63.7LD I1.2AN I2.1= L63.6LD I1.3AN I2.3= L63.5LD L60.0CALL SBR13, L63.7, L63.6, L63.5, VD512, M3.3, VB75, VD16, VD20, M3.5 // 手动夹紧工件LD I1.2S Q2.4, 1R Q2.5, 1// 夹紧指示灯LD Q2.4AN Q2.5= Q0.5// 手动松开工件LD I1.3S Q2.5, 1R Q2.4, 1// 松开指示灯LD Q2.5AN Q2.4= Q0.6。

《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。

基于PLC实现搬运机械手的控制设计
搬运机械手是一种具有传输和装卸功能的自动化设备，可以提高生产效率，减少人员
劳动强度。

PLC控制的搬运机械手具有安全、高效、稳定等优点，因此在实现搬运机械手
控制设计上PLC是非常好的选择。

首先，需要对搬运机械手的结构及工作原理有深入了解，包括选择PLC控制器型号、
外围电器型号及编写程序等等。

其次，编写程序。

程序编程交互式配置的步骤要顺利完成，能够将预先定义的任务连接起来，引导搬运机械手运行系统起始步骤，以及正常状态下的
运行步骤，在设计的时候要注意安全优先。

最后，需要通过仿真软件来检查程序编码的正确性，并且需要一定的实践验证来验证
程序编码的完整性。

同时，需要考虑搬运机械手内置功能实现，如转弯，分开和合并，设
置必要的复位和报警功能，以及对安全措施的要求。

对于实现搬运机械手控制设计，PLC是一种实现功能非常强大，可靠性也极高的控制
装置。

可以满足搬运机械手高精度定位和控制要求，设计的算法简单而灵活，操作简单方便，功能强大，控制可靠性能。