示教机械手控制系统设计

1、目录 0 前言11 课程设计的任务和要求21.1 课程设计的任务21.2 课程设计的基本要求32 总体设计32.1 PLC的选型32.2 端子分配图43 PLC程序设计63.1 设计思想63.2 顺序功能图64 程序调试说明17结束语19参考文献200 前言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、时间和位置来完成工件的传送。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

2、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。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。机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。单就机电而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。所谓成组拖动，就是一台电动机拖动一根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率低，劳动条件差，一旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车；所谓但电动机的拖动，就是用一台电动

3、机拖动一台生产机械，它虽然较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，机械传动机构复杂；多电动机拖动，即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件。1 课程设计的任务和要求1.1 课程设计的任务1）示教机械手控制系统设计2）示教机械手系统示意图如下图所示 图1.1 机械手工作示意图 图 1.2 控制面板示意图1.2 课程设计的基本要求 1)完成示教机械手控制系统的工作循环 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

4、止按钮,完成当前循环后停2 总体设计2.1 PLC的选型因为在设计程序时总共用到了17个输入信号和8个输出信号，这样CPU的输入端子要多一些以满足要求，因此在大小球分选系统中用的PLC的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器CPU 226 AC/DC/继电器。PLC的主机：选择西门子S7-200系列作为此控制系统的主机。选用CPU226的特点，其基本参数如下：本机数字输入：24路数字量输入本机数字输出：16路数字量输出内部存储器位：256位定时器总数：256定时器计数器总数：256计数器电源电压允许范围：AC85264V输入电流仅CPU/最大负载：35/100 m A,AC 240V电压范

5、围：DC20.428.8V电流限制：约1.5A2.2 端子分配图图 2.1 端子分配图3 PLC程序设计3.1 设计思想该机械手能完成手动，单步，单周期，连续工作。 自动：当机械手处于起始位置时，上限位开关和左限位开关开关闭合。将控制旋钮调到连续，按下启动按钮，关闭上限位左限位，自动程序开始运行，机械手下降，关闭启动按钮。然后按下下限位开关，机械手开始吸工件并延时1S，延时完后按夹紧到位，机械手上升。按上限位，机械手右行。按右限位机械手下降。按下限位，机械手放工件并延时1S。延时完后上升，按上限位和左限位，则左行。完成后计数器加一，并重复上述操作则。 手动：开始手动旋钮，与自动不同的是需要自己

6、复位3.2 顺序功能图 图 3.1 回原点顺序功能图 图 3.2 回原点顺序功能图 3.3 PLC梯形图 图 3.4 公用程序 图 3.5 公用程序梯形图 图 3.6手动程序梯形图 图 3.7 回原点程序梯形图 图 3.8 程序开始运行,下降 图 3.9 吸工件，上升，右行，下降 图 3.10 放工件，上升，左行 图 3.11 计数器加一 图 3.12 复位夹紧，上升，下降，左行，右行4 程序调试说明仿真软件不能直接收到S7-200的程序代码，必须使用编程软件的导出功能将S7-200的用户程序转换为扩展名为“awl”的A S C 文件，然后在下载到仿真PLC中去。在仿真软件中执行菜单命令“文件

7、”“装载程序”，在出现的对话框中选择下载什么块，点击“确定”按钮后，在出现的“打开”对话框中双击要下载的*.awl文件，开始下载。下载成功后，CPU模块上出现下载的A S C 文件名称，同时会出现下载的程序代码文本框和梯形图（见下图）。 图4.1 语句表，梯形图执行菜单命令“PLC”“运行”，开始执行用户程序。如果用户程序中有仿真软件不支持的指令或功能，执行菜单命令“PLC”“运行”后，出现的对话框显示出仿真软件不能识别的指令。点击“确定”按钮，不能切换到RUN模式，CPU模块右侧的“RUN”LED的状态不会变化。可以用鼠标点击CPU模块下面的开关板上的小开关来模拟输入信号，通过模块上LED观

8、察PLC输出点的状态变化，来检查程序执行的结果是否正确。如调试本课设中的手动程序，先点击CPU模块的I2.0手动输入端开关，再点击上行按钮开关I0.5,这样就会观察到CPU模块上的Q0.0对应的LED灯亮，再点击上限位输入信号I0.2所对应的开关，就会观察到CPU模块上的Q0.0对应的LED灯熄灭，这说明手动程序的上行程序调试正确。按上述方法一次调试所有程序，来检查程序执行的结果是否正确。本程序经过仿真调试后，没发现任何错误，程序完全符合设计要求。 结束语就此课程设计就要告一段落，纵观整个设计过程，可以说在这一过程中我的收获很大，充分认识到自己的薄弱环节，通过理论分析与实践的反复进行和论证，许

9、多问题都有了较好的解决方案。通过此次设计，让我了解了plc梯形图、指令表、外部接线图有了更好的了解，也让我更加了解了关于PLC设计原理。有很多设计理念来源于实际，从中找出最适合的设计方法。本次实训脱离不了集体的力量，遇到问题和同学互相讨论交流。多和同学讨论。我们在做实训项目的过程中要不停的讨论问题，这样，我们组员可以尽可能的统一思想，这样就不会使在做的过程中没有方向，并且这样也是为了方便最后设计和在一起。讨论不仅是一些思想的问题，还可以深入的讨论一些技术上的问题，这样可以使自己的处理问题要快一些，少走弯路。多改变自己设计的方法，在设计的过程中最好要不停的改善自己解决问题的方法，这样可以方便自己

10、解决问题，“PLC是一种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。PLC及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成一个整体，易于扩展其功能的原则而设计。”。通过这次综合实践，我更加看清了自己的不足之处。为了搞好这次毕业设计，通过查阅资料以及在老师和同学的帮助下，最终基本达到了设计目的。通过实践，巩固了理论知识的学习，提高了实际应用所学知识的能力，还积累了许多宝贵的经验。在这次的设计实践过程中，我认识到不管做什么事