简易机械手的plc控制程序 大学毕设论文

基于PLC的机械手模型控制系统的设计摘要PLC是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可及时发出警报信息；PLC采用光电隔离和滤波技术技术有效抑制外部干扰源对PLC的影响，此外PLC还可在强、通用性好；开发周期短，功耗小。

本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。

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。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。

机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。

广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

关键词：机械手；PLC；变频器；伺服控制器；Design of Manipulator Model Control System based on PLCAbstractPLC is based on modern microprocessor technology as the core of the controller, as a general industrial controller, its large scale integrated circuit technology, the strict production craft manufacture, internal circuit take advanced anti-interference technology, addition, PLC with , failure can be to send out a warning message; PLC adopts photoelectric isolation and filtering techniques technology effectively restrain the interference sources to the influence of the external PLC, in addition PLC still can be in strong, the general good; Short development cycle, power consumption is small. This topic to the development of the modern industry is an important meaning.In the industrial production and other fields because of the need to work, people are often and poisonous gas of the factors such as endanger life. Since the advent since manipulator, the corresponding problems solved. In the space manipulator can catch, put, moving objects, flexible movement, and is suitable for the production of varieties of can transform and small batch automation production, widely used in flexible automatic line. Robots are usually made of of materials, in order to adapt to the site of the bad environment, and greatly reduce the labor intensity, and improve work efficiency. Manipulator is an important part of the industrial robot, and in many cases it can be called industrial robots. Industrial robot is a collection of machinery, electronics, control, computer, sensors, artificial intelligence science advanced technology in one of the modern manufacturing important automation equipment. Widely used industrial robots, not only can improve the quality of products and production, and to ensure safety and security, improve working environment, reduce labor intensity and improve labor productivity, save the materials consumption and reduce the production cost, the product development, gradually developed into with small device for processing the core automation technology, computer technology, communication technology integration of new industrial automatic control device.Key words: manipulator; PLC; Variable-frequency Drive；servo drives；目录摘要 (1)Abstract (1)第一章绪论 (3)1.1 国内外机械手研究概况 (3)1.2 课题研究的内容 (5)第二章系统硬件设计 (7)2.1 机械手控制方式的选择 (7)2.1.1 控制方式的分类 (7)2.1.2 机械手控制方式的选定 (7)2.2 总体方案设计 (8)2.2.1 方案设计 (8)2.2.2 参数 (10)2.3 系统架构及工作流程图 (10)第三章传动带传动及控制系统的设计 (12)3.1 传动带系统构件概述 (12)3.2 电动机的介绍及选用 (12)3.2.1 电动机选用及运行参数 (12)3.2.2 电力拖动系统及变频调速 (13)3.3 传感器 (14)3.3.1光电传感器的分类 (14)3.3.3常用参数 (17)3.3.4 光电传感器选用 (18)3.4 变频调速及变频器的选用 (18)第四章物件搬运系统的设计 (23)4.1 总体设计思路 (23)4.2 气缸的介绍及选用 (24)4.3 伺服电机和伺服控制器的选用 (25)第五章软件系统软件设计 (25)参考文献 (26)致谢 (27)第一章绪论1.1 国内外机械手研究概况在现代工业中，生产过程的机械化，自动化已成为突出的主题。

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。

PLC在机械手控制系统中的应用摘要机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

它是集自动控制技术、计量技术、新型传感器技术、计算机管理技术于一体的自动控制产品。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，广泛应用在工业生产及其它领域。

应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

本文首先对机械手控制的研究现状进行了分析，详细列举了常用的机械手控制方式。

其次，利用PLC控制实现了工业现场中常见的机械手控制。

对控制回路硬件和软件的设计使该系统能实现机械手在两个工作台之间工件的搬运，包括左移、右移、上升、下降、夹紧和放松六个动作过程，并且可实现手动操作和自动操作的转换。

最后，利用iFIX组态软件对系统进行组态，实现了对该系统的远程实时监控，使得系统得到最合理的控制。

关键字PLC 机械手控制iFIXTHE APPLICATION OF PLC IN ROBOTICMANIPULATORS CONTROL SYSTEMABSTRACTThe manipulator is a new device developed in the mechanized, automatic production process.It is one automation control product which integrates automatic control technology, measurement technology, new sensor technology and computer technology. The manipulator can catch, put and handle goods in the space. Because of its flexibility, the manipulator is widely used in industrial producing and other fields. Manipulator with PLC control can complete various specified procedural actions. Not only can it enhance the quality and output of products, but also it is meaningful to ensure the personal security, improve the working environment, lower the labor intensity, raise the labor productivity, save the raw materials consumption and reduce the production cost.First, this article analyses the situation of the research and displays the control mode about the manipulator control. Second, the common robot control is realized in the industrial field by using the PLC control. Thanks to the design of the control loop about hardware and software, the system can complete the task that workpiece is moved between the two tables by controlling the corresponding cylinder, including the six action process of the manipulator left and right, up and down and the manipulator clamping and relax. And it also achieves the manual and automatic operation. Last, this article also chooses iFIX configuration software to configure for the system. And it implements the remote and online observation, allowing the system to be the most reasonable control.KEYWORDS PLC Manipulator Control iFIX目录中文摘要 (I)英文摘要............................................................................................................................... I I 1绪论. (1)引言 (1)国内外机械手的研究现状及其实际意义 (1)本课题研究的主要内容 (3)2机械手控制系统的分析 (4)机械手控制系统的控制方式 (4)机械手控制的基本工艺和控制要求 (4)操作面板布置 (6)3机械手控制系统的PLC控制的硬件设计 (7)PLC的选型 (7)输入/输出端子地址分配 (8)控制系统的电气原理图 (8)4机械手控制系统的PLC控制的软件设计 (10)PLC程序设计思想 (10)系统的程序流程图 (10)机械手控制系统软件的整体设计 (12)5监视系统的设计 (17)组态软件iFIX的简介 (17)系统环境的选取 (18)组态界面设计 (19)运行状态显示 (22)结束语 (24)致谢 (25)参考文献 (26)附录 (27)1绪论引言随着工业自动化的发展，自动化设备代替人工作业成为现代工业发展趋势。

PLC控制机械手程序设计论文(doc 22页)六安职业技术学院毕业设计（论文）题目系专业班级学生姓名指导教师起迄日期设计地点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。

本设计就PLC在机械手控制上的应用作了详细阐述.关键词:plc 可编程控制器机械手Abstractthe Measurement Technique, the new sensor technology, the computer management technology in a body's integration of machinery product; Carries on the centralism surveillance, the control supervisor fully using the computer technology to the production process and disperses the control; Has absorbed the dispersion-like control system and the common control system's merit fully, uses the standardization, the modulation, the systematized design, the disposition is nimble, the configuration is convenient. This design on PLC, in the manipulator controlled on to serve as the detailed elaboration.key word: plc programmable controller manipulator第一章可编程控制PLC1．1 PLC简介自二十世纪六十年代美国推出可编程逻辑控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代传统继电器控制装置以来，PLC得到了快速发展，在世界各地得到了广泛应用。

机械手的可编程控制器PLC毕业论文目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第1章绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 机械手的定义与分类 (1)1.3 机械手应用及组成结构 (2)1.4 机械手的发展趋势 (3)1.5 总体设计要求 (3)第2章 PLC的介绍与选择 (5)2.1 PLC的特点 (5)2.2 PLC的选型 (5)2.3 三菱FX系列的结构功能 (7)第3章各功能实现形式与控制方式 (9)3.1 本机械手模型的机能和特性 (9)3.2 夹紧机构 (9)3.3 躯干 (9)3.4 旋转编码盘 (10)第4章控制系统设计 (11)4.1 控制系统硬件设计 (11)4.1.1 PLC梯形图中的编程元件 (11)4.1.2 PLC的I/O分配 (11)4.1.3 机械手控制系统的外部接线图 (12)4.2 控制系统软件设计 (13)4.2.1 公用程序 (13)4.2.2 自动操作程序 (15)4.2.3手动单步操作程序 (20)4.2.4 回原位程序 (23)4.3 PLC程序的上载和下载 (25)4.3.1 PLC程序的上载 (25)4.3.2 PLC程序的下载 (25)第5章设计小结 (27)致谢 (28)参考文献 (29)第1章绪论1.1 课题背景随着现代工业技术的发展，工业自动化技术越来越高，生产工况也有趋于恶劣的态势，这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求，同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。

工人工作环境和工作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。

这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害，如冶金、化工、医药、航空航天等。

在机械制造业中，机械手应用较多，发展较快。

目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业，它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作，有些还具备有传感反馈能力，能应付外界的变化。

如果机械手发生某些偏离时，会引起零部件甚至机械本身的损坏，但若有了传感反馈自动，机械手就可以根据反馈自行调整。

基于PLC的机械手模型控制系统设计毕业论文目录摘要 (2)第一章绪论 (6)1.1课题研究的目的及意义 (6)1.2国外机械手研究概况 (6)1.3 课题研究的容 (7)第二章机械手控制方式的选择和可编程序控制器简介 (8)2.1机械手控制方式的选择 (8)2.1.1 控制方式的分类 (8)2.1.3 机械手控制方式的选定 (9)2.2 可编程序控制器简介 (10)2.2.1 PLC的结构 (10)2.2.2 PLC的特点 (11)2.2.3 PLC的主要功能 (12)2.2.4 PLC的经济分析 (12)2.2.5 PLC发展状况及趋势 (13)第三章机械手模型控制系统的设计 (14)3.1 机械手控制系统构件概述 (14)3.1.1 步进电机 (14)3.1.2 步进电机驱动器 (14)3.1.3 传感器 (16)3.1.4 直流电机驱动单元 (17)3.2 机械手的动作实现过程 (17)3.3 PLC程序设计 (19)3.3.2 PLC的I/O分配 (19)3.3.3 编程指令的选择 (20)3.3.4 PLC程序的设计 (20)3.4 PLC程序的调试 (20)3.4.1 PLC控制的安装与布线 (20)3.4.2 机械手控制系统的外部接线图 (21)3.4.3 机械手控制程序的调试 (21)第四章 MCGS在机械手控制系统中的应用 (21)4.1 MCGS的概述 (21)4.1.1 MCGS的简介 (21)4.1.2 MCGS的构成 (22)4.1.3 MCGS的主要特性和功能 (23)4.1.4 MCGS的编程语言 (23)4.1.5 MCGS的数据结构 (23)4.1.6 MCGS的作用 (24)4.2 工程的建立与变量的定义 (24)4.2.2 变量的分配 (25)4.2.3 变量定义的步骤 (26)4.2.4 设备与变量连接 (28)4.3 工程画面的创建 (30)4.3.1 封面窗口及监控画面的制作 (31)4.3.2 运行策略的建立及脚本程序的编写 (33)4.4 动画的连接 (36)4.4.2 机械手的动画连接 (38)4.5 组态运行 (42)第五章结论 (42)参考文献 (43)致谢 (44)附录 (45)附录一流程图 (45)附录二梯形图 (47)附录三指令表 (55)第一章绪论1.1课题研究的目的及意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。

PLC控制机械手程序设计论文PLC控制机械手程序设计论文摘要：本文主要讨论了PLC控制机械手程序设计的相关内容，介绍了机械手的基本结构及原理、PLC的基本概念以及程序设计过程。

通过实践案例，详细介绍了机械手的操作流程及PLC程序的设计思路，讨论了在设计过程中需要考虑的因素和优化策略。

最后，介绍了PLC控制机械手在工业生产中的应用及未来发展方向。

关键词：机械手，PLC，程序设计，操作流程，工业生产一、引言机械手作为一种重要的自动化设备，在工业生产中具有广泛的应用。

PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）作为一种重要的控制器，可以实现对机械手的精确控制。

因此，PLC控制机械手程序设计成为了工业自动化领域中研究的重要课题。

本文旨在探讨PLC控制机械手程序设计的相关内容，为自动化设备的设计与应用提供帮助。

二、机械手的基本结构及原理机械手主要由机械臂、控制系统、执行器等组成。

机械臂是机械手的核心部件，由多个关节组成，可以模拟人类手臂的运动。

控制系统包括PLC、电机驱动器、编码器、传感器等，是机械手运动控制的核心。

执行器是机械手的末端执行器，根据不同的应用需求可以设计不同的类型，如夹具、吸盘等。

机械手的原理是通过电机驱动器控制机械臂运动，并通过传感器获取机械臂的位置信息，将其送入PLC进行处理。

PLC 根据输入信号对机械手执行器进行控制，实现机械手的运动控制。

三、PLC的基本概念PLC是一种可编程的、数字式的工业控制设备，广泛应用于工业自动化领域。

其主要组成部分包括CPU、输入/输出模块、通信模块等。

通过编程软件对PLC进行程序设计，可以实现对各种设备的控制。

PLC的程序设计主要包括三个部分：输入和输出的定义、逻辑控制程序的编写以及调试与测试。

输入和输出的定义是PLC程序设计的第一步，需要根据实际控制需求对PLC进行配置；逻辑控制程序的编写是PLC程序设计的核心，需要根据实际的应用需求编写相应的程序，并进行逻辑控制；调试和测试是PLC程序设计的最后一步，需要对编写好的程序进行测试和优化。

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。