机械手自动操作控制的PLC程序设计-参考模板

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。

《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。

中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名：学号：系：机械自动化系专业：机械设计制造及其自动化题目：数控技术课程设计——机械手自动操作控制的PLC程序设计指导教师：职称:职称:2016年12月5日中北大学信息商务学院课程设计任务书2016/2017 学年第 1 学期所在系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：数控技术课程设计—机械手自动操作控制的PLC程序设计起迄日期：2016年12月5日～2016年12月9日课程设计地点：中北大学信息商务学院指导教师：系主任：暴建岗下达任务书日期: 2016 年12月 5日课程设计任务书1．设计目的：通过对机械手自动操作控制的PLC程序设计，使学生在熟练机械手的动作顺序与原理的基础上，学会应用PLC。

2．设计内容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：机械手将工件从A工作台搬到B工作台。

机械手的工作过程由8个动作完成一个循环，如图所示。

取放工件的上升/下降和左移/右移分别用YV1、YV3、YV4和YV5控制，夹具的夹紧和放松由电磁阀YV2控制。

当工件搬到B工作台返回时，用光电开关SQ7发出无工件信号。

（1）采用内部移位寄存器M100~ M117逐位输出方式实现顺序控制，移位条件是对各限位开关（SQ1~SQ6）的状态检测来决定。

（2）夹紧或放松动作，分别用定时器T450、T451延时控制。

（3）采用具有保持功能的辅助继电器M202驱动夹紧阀。

通过本课程设计,完成①输入输出信号分析与PLC I/O分配图②PLC选型③主要元器件型号的选择④主接线图设计⑤完成梯形图设计并完成相应指令。

3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：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。

简易机械手PLC控制示意图如下：2、控制方式：1）手动操作：将机械手复归至原点位置。

2）连续运行：在原点时，按启动按钮，按工作循环图边疆工作一个周期。

一个工作周期工艺过程：原点下降夹紧（T）上升右移下降松（T）上升左移至原点。

3、显示控制Y0------下降Y1------夹紧、放松Y2------上升Y3------右移Y4------左移参考答案：（1）I/O输入、输出分配X0 起动Y0------下降X1 下限X2 上限Y1------夹紧、放松X3 右限X4 左限Y2------上升X5 手动/自动X6 下降Y3------右移X7 夹紧、放松X10 上升Y4------左移X11 右移X12 左移Y5------原点X13 原点X14 急停/复位（2）PLC输入、输出图（3）状态流程图(4)步进状态图X5CJ P0X6Y0 X14 ZRST S20 S28 X7Y1 ZRST Y0 Y5 X10Y2X11Y3X12Y4FENDP0自动程序RETENDS20（5）编写程序LD X5 SET S22CJ P0 STL S22LD X6 RST Y1OUT Y0 OUT T0 K20LD X7 LD T0OUT Y1 SET S23LD X10 STL S23OUT Y2 OUT Y2LD X11 LD X2OUT Y3 SET S24LD X12 STL S24OUT Y4 OUT Y3LD X13 LD X3OUT Y5 SET S25FEND STL S25P0 OUT Y0LD M8000 LD X1SET S0 SET S26STL S0 STL S26LD X14 SET Y1ZRST S20 S28 OUT T1 K20ZRST Y0 Y5 LD T1LD X2 SET S27AND X4 STL S27SET S20 OUT Y2STL S20 LD X2SET Y1 SET S28OUT Y5 STL S28LD X0 OUT Y4SET S21 LD X4STL S21 OUT S20OUT Y0 RETLD X1 END。

课程设计任务书课题九机械手PLC控制系统设计机设0501 *** ***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路上应用十分广泛，主要用于搬动成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控制的电气控制系统。

机械手的结构如图7—13所示，主要由手指、手腕、小臂和大臂等几部分组成．料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成．每次转动一定角度(由工件数决定)以保证待加工零件4对准机械手。

机械手各动作与相应电磁阀动作关系如表7—4所示。

以镗孔专用机床加工零件的上科、下科为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将已加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角后，再将来加工零件拿起，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．具体动作历序是：原始位置(装好工件等待加工位置，其状态是大手臂竖立，小手臂伸出并处于水平位置，手腕横移向右，手指松开)→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(抓住末加工零件)→大手臂上摆(取送零件)→小手臂下摆→手指右移(将工件装到机床的主轴卡盘中)→卡盘收紧→手指松开，等待加工。

根据表7—4及各动作中机械的状态，列出各动作中对YV1—YV11线圈的通电要求。

2．设计要求1）加工中上科、下料各动作采用自动循环。

2）各动作之间应有一定的延时(由时间继电器调定)3）机械手各部分应能单独动作，以使于调整及维修。

4）油泵电机(Y100L2-4.3KW)及各电磁阀运行状态应有指示。

5）应有必要的电气保护与联锁环节．3．设计任务1）设计并绘制电气原理图(继电器设计)，选择电器元件，编制元件目录表。

2）PLC设计，PC选择及I／O的分配，根据控制要求设计必要的硬件系统，绘制梯形图、编写程序。

中北大学信息商务学院课程设计说明书学生：学号：系：机械自动化系专业：机械设计制造及其自动化题目：数控技术课程设计——机械手自动操作控制的PLC程序设计指导教师：职称:职称:2016年12月5日中北大学信息商务学院课程设计任务书2016/2017 学年第 1 学期所在系：机械工程系专业：机械设计制造及其自动化学生姓名：学号：课程设计题目：数控技术课程设计—机械手自动操作控制的PLC程序设计起迄日期： 2016年12月5日～2016年12月9日课程设计地点：中北大学信息商务学院指导教师：系主任：暴建岗下达任务书日期: 2016 年12月 5日课程设计任务书1．设计目的：通过对机械手自动操作控制的PLC程序设计，使学生在熟练机械手的动作顺序与原理的基础上，学会应用PLC。

2．设计容和要求（包括原始数据、技术参数、条件、设计要求等）：机械手将工件从A工作台搬到B工作台。

机械手的工作过程由8个动作完成一个循环，如图所示。

取放工件的上升/下降和左移/右移分别用YV1、YV3、YV4和YV5控制，夹具的夹紧和放松由电磁阀YV2控制。

当工件搬到B工作台返回时，用光电开关SQ7发出无工件信号。

（1）采用部移位寄存器M100~ M117逐位输出方式实现顺序控制，移位条件是对各限位开关（SQ1~SQ6）的状态检测来决定。

（2）夹紧或放松动作，分别用定时器T450、T451延时控制。

（3）采用具有保持功能的辅助继电器M202驱动夹紧阀。

通过本课程设计,完成①输入输出信号分析与PLC I/O分配图②PLC选型③主要元器件型号的选择④主接线图设计⑤完成梯形图设计并完成相应指令。

3．设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕：要求独立完成机械手自动操作控制的PLC程序设计，包括程序的编制和调试，并根据规定格式完成课程设计说明书的撰写。

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。

中北大学信息商务学院课程设计说明书学生姓名: 学号:系: 机械自动化系专业: 机械设计制造及其自动化题目: 数控技术课程设计——机械手自动操作控制的PLC程序设计指导教师:职称:职称:2016年12月5日中北大学信息商务学院课程设计任务书2016/2017 学年第 1 学期所在系: 机械工程系专业: 机械设计制造及其自动化学生姓名: 学号:课程设计题目: 数控技术课程设计—机械手自动操作控制的PLC程序设计起迄日期: 2016年12月5日～2016年12月9日课程设计地点: 中北大学信息商务学院指导教师:系主任: 暴建岗下达任务书日期: 2016 年12月 5日课程设计任务书机械手将工件从A工作台搬到B工作台。

机械手的工作过程由8个动作完成一个循环,如图所示。

取放工件的上升/下降与左移/右移分别用YV1、YV3、YV4与YV5控制,夹具的夹紧与放松由电磁阀YV2控制。

当工件搬到B工作台返回时,用光电开关SQ7发出无工件信号。

(1)采用内部移位寄存器M100~ M117逐位输出方式实现顺序控制,移位条件就是对各限位开关(SQ1~SQ6)的状态检测来决定。

(2)夹紧或放松动作,分别用定时器T450、T451延时控制。

(3)采用具有保持功能的辅助继电器M202驱动夹紧阀。

通过本课程设计,完成①输入输出信号分析与PLC I/O分配图②PLC选型③主要元器件型号的选择④主接线图设计⑤完成梯形图设计并完成相应指令。

3.设计工作任务及工作量的要求〔包括课程设计计算说明书(论文)、图纸、实物样品等〕:要求独立完成机械手自动操作控制的PLC程序设计,包括程序的编制与调试,并根据规定格式完成课程设计说明书的撰写。

4.主要参考文献:按国标GB 7714—87《文后参考文献著录规则》书写:1. 廖常初,ＦＸ系列ＰＬＣ编程的应用.北京:机械工业出版社,2005、42. 范永胜,王岷.电气控制与ＰＬＣ应用.北京:中国电力出版社,20073. 齐从谦,王士兰.ＰＬＣ技术及应用.北京:机械工业出版社,2000、8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 输入与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与臂的某些动作功能,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，PLC（可编程逻辑控制器）已成为工业控制领域中最重要的技术之一。

工业机械手作为自动化生产线上重要的执行机构，其运动控制系统的设计直接关系到生产效率和产品质量。

本文将详细介绍基于PLC的工业机械手运动控制系统设计，包括系统架构、硬件配置、软件设计以及实际应用等方面。

二、系统架构设计基于PLC的工业机械手运动控制系统采用分层式结构设计，主要包括上位机监控系统、PLC控制器和机械手执行机构三个部分。

其中，上位机监控系统负责人机交互、数据监控和系统管理等功能；PLC控制器负责接收上位机指令，控制机械手的运动；机械手执行机构包括电机、传感器、气动元件等，负责完成具体的动作。

三、硬件配置1. PLC控制器：选用高性能、高可靠性的PLC控制器，具备强大的运算能力和丰富的I/O接口，以满足机械手运动控制的需求。

2. 电机：根据机械手的具体需求，选用合适的电机类型和规格，如伺服电机、步进电机等。

3. 传感器：包括位置传感器、速度传感器、力传感器等，用于检测机械手的运动状态和外部环境信息。

4. 气动元件：包括气缸、电磁阀等，用于实现机械手的抓取和释放等功能。

四、软件设计1. 编程语言：采用PLC的编程语言，如梯形图、指令表等，进行程序编写和调试。

2. 控制算法：根据机械手的运动需求，设计合适的控制算法，如PID控制、轨迹规划等，以实现精确的运动控制。

3. 上位机监控系统：开发上位机监控软件，实现人机交互、数据监控和系统管理等功能。

监控软件应具备友好的界面、实时的数据显示和报警功能。

4. 通信协议：建立PLC控制器与上位机监控系统之间的通信协议，实现数据的实时传输和交互。

五、实际应用基于PLC的工业机械手运动控制系统在实际应用中表现出良好的性能和稳定性。

通过上位机监控系统，操作人员可以方便地监控机械手的运动状态和生产数据。

PLC控制器根据上位机的指令，精确地控制机械手的运动，实现高精度的抓取、搬运、装配等任务。

机械手的PLC控制程序摘要本设计利用PLC控制程序调试，能够完成机械手的下降，夹紧，上升，右移，下降，松开，上升，左移等一系列的动作，完全符合现实工业生产的需要，经触摸屏模拟调试效果良好，其连续性运行或手动的操作都符合要求，整个程序符合自动化的生产的要求。

本文配有动作示意图，I/O分配表，I/O连接图，梯形图和触摸屏画面，同时有程序的详细分析。

关键词：机械手；自动化；可编程控制器PLC；触摸屏目录摘要 (1)1. 概述 (4)2. 控制要求 (4)2.1. I/O连接图 (5)2.2. 程序解释 (6)2.3. 完整梯形图如下所示 (11)2.4. 触摸屏画面 (14)3. PLC应注意的问题及解决方法 (15)3.1工作环境 (15)3.1.1 温度 (15)3.1.2 湿度 (15)3.1.3 震动 (15)3.2 空气 (15)3.3安装与布线 (16)3.4 外部安全 (16)3.5 PLC的接地 (16)4.结束语 (16)5.参考文献 (16)1.概述机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显来越来越重要，大机械手是一种模仿人体上肢运动的机器，它能按照预定要求输送工种或握持工具进行操作的自动化技术设备，对实现工业生产自动化，推动工业生产的进一步发展起着重要作用。

本设计采用PLC作为控制机对工业机械手进行控制及监控。

它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸，从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高劳动生产率工业机械手可以代替人手的繁重劳动，显著减轻工人的劳动强度，提高劳动生产率和自动化水平。

2.控制要求如图所示是一台机械手传送工件机械运动状态示意图，其作用是将工件从Ａ点传递到Ｂ点。

机械手的初始置位停在原点，按下启动后按钮后，机械手将下降—夹紧工件延时2秒-上升-右移-再下降-放松工件延时2秒-再上升-左移完成一个工作周期。

机械手的下降、上升、右移、左移等动作转换，是由相应的动作开关来控制的，而夹紧和放松的转换是有时间来控制的气动机械手的升降和左右移行作分别由两个具有双线圈的两位电磁阀驱动气缸来完成，其中下降与上升对应电磁阀的线圈分别为YV3与YV1，右行、左行对应电磁阀的线圈分别为YV2与YV4。