plc控制论文-----基于PLC的机械手控制设计

第二章 PLC机械运动控制手2.1 机械手工作原理机械手主要由执行机构．驱动机构和控制系统组成，机械手的执行机构又包括手部、手臂和躯干。

手部安装在最前端，主要是用来准确的抓取搬移工件，手臂的作用是用来辅助手部准确的抓住工件并能够转移到所需要的位置，机械手的运动有两种：一个是上下直线运动，另一个是左右直线运动。

因此其必须安装有液压缸、电液脉冲马达、电磁阀等作为其执行机构的动力部分或辅助系统。

驱动机构主要有四种：液压驱动、气压驱动、电气驱动和机械驱动。

其主要以电气和气压驱动为主，只有少量的运用液压和机械驱动。

本课题采用的机械手全部动作由汽缸驱动，而汽缸又由相应的电磁阀控制。

而电磁式继电器广泛用于电力拖动控制系统中，其结构及工作原理与接触器类似，也是由电磁机构和触点系统组成。

继电器只能用于切换电流较小的控制电路或保护电路(各触点允许通过的电流多为5A)，继电器可对多种输入信号量的变化作出反映，起工作原理为上升/下降和左移/右移分别由双线圈二位电磁阀控制。

例如，当下降电磁阀通电时，机械手下降；当下降电磁阀断电时，机械手停止下降，但保持现有动作状态。

只有在上身电磁阀通电时，机械手才上升；当上身电磁阀断电时，机械手停止上升。

同样，左移/右移分别由座椅电磁阀和右移电磁阀控制，机械手的放松/夹紧由一个单线圈二位电磁阀控制，该线圈通电时，机械手夹紧；该线圈断电时，机械手放松。

机械手的工作机构手部、手臂和躯干，手部主要采用电气传动，而抓取机构主要采用气压传动，机械手的是抓取工件要准确迅速的抓起是设计的最起码的要求。

当我们设计手爪时，首先要知道机械手的坐标形式、运动的速度和加速度的具体要求，还要考虑被夹紧的物体的重量、大小和惯性来计算。

同时还要考虑手爪的开口尺寸，以保证有足够的开口来抓取工件。

为了防止工件在被夹紧是有损坏，所以我们要在手爪的接触部分加上弹性棉垫。

为了防止电源临时出现故障。

所以我们应该对其工件加以保护。

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文华学院毕业设计(论文)基于PLC的机械手控制系统设计目录摘要 (3)关键词3Abstract41. 可编程控制器PLC61.1 PLC简介61.2 PLC部结构61.2.1 中央处理器CPU71.2.2 存储器71.2.3 输入输出单元71.2.4 电源部分91.3 PLC的选型92. 机械手概况112.1 机械手的起源与发展112.2 机械手的工作原理113. 机械手控制系统123.1 基于PLC的机械手控制系统的研究意义123.2 基于PLC机械手设计的优点123.3 机械手实现的功能 (13)4. 基于PLC机械手控制系统设计 (14)4.1 I\O点分配144.1.1 电器元件的选择144.1.2 I\O分配144．2 .硬件接线图 (15)4.2.1 电气主接线154.2.2 PLC输入接线164.2.3 PLC输出接线174．3 控制流程图184．4 程序梯形图184．5 人机界面设计23结束语26参考文献27致 27基于PLC的机械手控制系统设计摘要随着社会的进步，工业自动化发展尤为瞩目，各种机械自动化设备的产生，逐步取代了传统手工制作。

自动化流水线的产生，不仅大大提高了工作效率，也让许多人工操作存在安全隐患的流程被机械设备替代，让现代工业变得更具人性化。

机械手在当代自动化流行中起着重要的作用，一方面其能够在高温、腐蚀性、有毒等恶劣环境下持续工作，另一方面其在完成抓取、转移、旋转、释放等动作时候精确度也较高。

机械手的动作是由精确的控制系统来控制完成的，从早期的继电器控制系统发展到如今的PLC控制系统，机械手技术的更新就是控制系统的发展和完善。

本次课题是选用三菱公司的FX系列PLC，完成对电动工具电机的抓取转移以与零件的压装动作。

电气设备有PLC、触摸屏、传感器、直流电源等。

通过可编程控制器的程序设计，完成相应的动作，实现控制功能。

关键词：机械手；PLC；控制；设计The design of control system of manipulator based onPLCAbstractAlong with social progress, industrial automation development is particularly attention, produce a variety of machinery automation equipment, and gradually replaced the traditional hand-made. Automated assembly line production, not only greatly improve the work efficiency, but also to many unsafe manual processes are replaced by machinery and equipment, so that modern industry to become more humane.Robotic automation plays in contemporary popular an important role, on the one hand it can continue to operate at high temperatures, corrosive, toxic and other harsh environments, on the other hand its complete capture, transfer, rotation, and other movements release time accuracy also higher. A robot is controlled by a precise system control is completed, from the early development of the relay control system to today's PLC control system, the development of robot technology update is the control system and perfect.The issue is the choice of Mitsubishi FX series PLC, the completion of the press-fit electric power tools and part of the transfer operation crawl. Electrical equipment PLC, touch screen, sensors, DC power supplies. By PLC programming, complete theappropriate actions to achieve the control function.Key Words：manipulator;PLC;control;design1 可编程控制器PLC1.1 PLC简介可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）由上世纪60年代提出，首先是为了取代继电器控制装置。

基于PLC的机械手控制系统设计摘要近年来，机械手在工业自动化领域的应用越来越广泛，为了提高机械手的控制精度和稳定性，基于PLC的机械手控制系统设计成为研究热点。

本文通过对PLC技术和机械手控制系统的分析，提出了一种基于PLC的机械手控制系统设计方案，并在实际应用中进行了验证。

实验结果表明，该方案能够有效地提高机械手的运动精度和稳定性，并且具有较高的可靠性和可扩展性。

1. 引言随着工业自动化技术的不断发展，机械手作为一种重要的自动化设备，在工业生产中扮演着重要角色。

传统上，通过编程方式实现对机械手运动轨迹和速度等参数进行控制。

然而，在复杂环境下对机械手进行精确控制是一项具有挑战性的任务。

因此，研究人员开始采用基于PLC（可编程逻辑控制器）技术来设计和实现更加稳定、精确、可靠的机械手控制系统。

2. PLC技术介绍PLC是一种专门用于工业自动化控制的计算机控制系统。

它具有高可靠性、高稳定性、可编程性强等特点，广泛应用于工业自动化领域。

PLC系统由输入模块、输出模块、处理器和程序存储器等组成。

输入模块用于接收外部信号，输出模块用于控制外部设备，处理器负责执行用户编写的程序。

3. 机械手控制系统设计基于PLC的机械手控制系统设计是一种将PLC技术应用到机械手控制中的方法。

该方法通过编写PLC程序来实现对机械手运动轨迹和速度等参数的精确控制。

具体而言，该设计方案包括以下几个方面：3.1 传感器选择传感器是实现对机械手运动参数进行监测和反馈的关键设备。

在选择传感器时，需要考虑到传感器的测量精度、响应速度和稳定性等因素。

3.2 运动轨迹规划在基于PLC的机械手控制系统中，需要通过编写程序来规划机械手的运动轨迹。

运动轨迹规划的目标是使机械手能够按照预定的路径进行移动，并且能够实现高精度的定位。

3.3 运动控制算法为了实现对机械手运动参数的精确控制，需要设计合适的运动控制算法。

常用的运动控制算法包括PID控制算法、模糊控制算法和遗传算法等。

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、变频器、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，分别驱动横轴、竖轴变频器，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 变频器交流电机AbstractManipulator industrial robot systems traditional mandate, Robot is one of the key components. Manipulator using the mechanical structure of screw-ball, slider, and other mechanical devices composition; Electric control technology, detection technology, Mechatronics is a typical representative of one of the machines. This paper presents a manipulator by three PLC output pulse, driving , micro-switches position signal transmission will closeto the switching signal from the feedback from the mainframe to the PLC, through the exchange of Motor reversion to control the manipulator gripper Zhang, thus achieving accurate manipulator movement functions. The topics to be developed by the Manipulator grasping be upin space objects, movements flexible, diverse, canreplace the artificial conducted operations, Accordingto the workpiece can change the campaign process and the requirements of any changes to the relevant parameters.Key Words: Manipulator PLC Inverter AC motor目录摘要 (1)ABSTRACT (2)引言 (4)第一章机械手机械结构 (5)1．1传动机构 (5)1．2机械手夹持器和机座的结构 (6)第二章可编程控制PLC (8)2．1 PLC简介 (8)2．2 PLC内部原理 (10)A. 系统程序存储区 (11)B. 系统RAM存储区 (11)C．用户程序存储区 (11)2．3 PLC的工作原理 (12)2．4 PLC机型的选择方法 (15)2．6 机械手PLC选择及参数 (17)第三章三相异步电动机的工作原理及结构 (19)3．1 三相异步电动机的结构 (19)3．2 三相交流电机工作原理 (23)3．3 三相电动机的转动原理 (25)3．3 机械手电机的选用 (29)第四章变频器 (29)4.1变频器的构成 (30)4.2 变频器的分类和控制方式 (34)4.3 FR-A540变频器 (37)第五章机械手PLC控制系统设计 (40)5．1 机械手的工艺过程 (40)5．2 PLC控制系统 (42)致答谢词 (48)参考文献 (49)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。

机械手plc控制设计毕业论文机械手PLC控制设计毕业论文引言：机械手是一种能够模拟人手运动的机械装置，广泛应用于工业生产线、医疗手术等领域。

PLC（可编程逻辑控制器）作为一种常见的自动化控制设备，被广泛应用于机械手的控制系统中。

本篇论文将探讨机械手PLC控制设计的相关内容，包括PLC选型、控制算法设计以及实验验证等。

一、PLC选型在机械手的PLC控制设计中，PLC选型是至关重要的一步。

首先，需要考虑机械手的运动范围、负载能力以及精度要求等因素，以确定所需的PLC输入输出点数和处理能力。

其次，还需考虑PLC的可靠性、稳定性以及扩展性等因素，以满足未来可能的升级需求。

最后，还需考虑PLC的成本，以确保在满足需求的前提下，控制系统的成本能够得到合理控制。

二、控制算法设计机械手的控制算法设计是机械手PLC控制设计中的核心环节。

根据机械手的运动特性和任务需求，可以采用不同的控制算法。

常见的控制算法包括位置控制、速度控制和力控制等。

位置控制是通过控制机械手的关节角度或末端执行器的位置来实现目标位置的控制。

速度控制则是通过控制机械手的关节角速度或末端执行器的速度来实现目标速度的控制。

力控制则是通过控制机械手的关节力矩或末端执行器的力来实现目标力的控制。

在实际应用中，常常需要综合考虑多种控制算法，以实现更加精确和灵活的控制。

三、实验验证为了验证机械手PLC控制设计的有效性和性能，需要进行实验验证。

首先，需要搭建机械手的实验平台，包括机械结构、传感器和执行器等。

其次，需要编写PLC程序，实现机械手的控制算法。

在实验过程中，需要采集和分析机械手的运动轨迹、力矩以及控制误差等数据，以评估控制系统的性能。

最后，可以通过与其他控制方法进行比较，验证机械手PLC控制设计的优势和局限性。

结论：机械手PLC控制设计是一项复杂而重要的任务，涉及到PLC选型、控制算法设计以及实验验证等多个方面。

合理的PLC选型能够满足机械手的控制需求，并确保系统的可靠性和稳定性。

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。

基于P L C控制的机械手设计毕业论文绪论Pleasure Group Office【T985AB-B866SYT-B182C-BS682T-STT18】第一章绪论PLC简介可编程控制器简称PLC(Progrsmmable Logic Controller,PLC),它是以微处理器为基础服务夫人通用工业控制装置。

国际电工委员会(IEC)在1985年的PLC标准草案第3稿中，对PLC作了如下定义：“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。

它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计算和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输出和输入，控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关设备，都应按易于工业控制系统形成一个整体，易于扩充其功能的原则设计。

”可编程控制器是一种通用的工业控制计算机。

它的程序是可以控制不同的对象。

具有更大的灵活性，再加上体积小、工作可靠性高、抗干扰能力强、控制功能完善，适应性强，安装接线简单等众多优点，它可以方便地应用在各种场合，PLC采用了典型的计算机结构，主要是由微处理器（CPU）、存储器（RAM/ROM）、输入输出接口（I/O）电路、通信接口及电源组成。

中央处理单元(CPU)是可编程逻辑控制器的控制中枢。

它按照可编程逻辑控制器系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。

当可编程逻辑控制器投入运行时，首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据，并分别存入I/O映象区，然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序，经过命令解释后按指令的规定执行逻辑或算数运算的结果送入I/O映象区或数据寄存器内。

等所有的用户程序执行完毕之后，最后将I/O映象区的各输出状态或输出寄存器内的数据传送到相应的输出装置，如此循环运行，直到停止运行。

（完整版）基于PLC的机械⼿⾃动控制的毕业设计论⽂物理与电⼦⼯程学院《PLC原理与应⽤》课程设计报告书设计题⽬：基于PLC的机械⼿⾃动控制的设计专业：⾃动化班级：XXX学⽣姓名:XX学号:XXXX指导教师：XXXX2013年12⽉20⽇物理与电⼦⼯程学院课程设计任务书专业：⾃动化班级： 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。

本⽂介绍的物料搬运机械⼿可在空间抓放物体，可代替⼈⼯在⾼温和危险的作业区进⾏作业，主要作⽤是完成机械部件的搬运⼯作，能放置在各种不同的⽣产线或物流流⽔线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。

关键词：PLC；机械⼿控制；程序设计⽬录1 课题介绍 ...............................................1.1 课题设计内容...........................................1.2课题设计具体要求........................................1.3课题研究的⽬的和意义.................................... 2机械⼿和PLC的概念及选择................................2.1机械⼿的概念............................................2.2 PLC的概念..............................................3 PLC控制机械⼿的系统....................................3.1机械⼿的流程图..........................................3.2 IO地址分配.............................................3.3 机械⼿的PLC编程语句 ...................................3.4机械⼿⾃动控制的梯形图.................................. 4⼼得体会................................................参考⽂献 ..............................................1 课题介绍1.1 课题设计内容机械⼿设有调整、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。