【基于西门子PLC的机械手控制系统设计12000字（论文）】

基于西门子PLC的机械手控制系统设计摘要：在当今社会的发展潮流中，在科技快速发展的情况下，我国的工业自动化水平越来越高，同样人们也特别看重自身的安全问题。但是产业对于工业生产的需求非常大，工作环境难度也逐渐提高，这对一线人员的操作方法也提出了相对高的要求。对于一些高风险的工作利用自动完成就觉得必不可少。这样不仅可以避免人体受到恶劣环境的伤害，而且同时也可以更加精准并高效的完成计划中的任务。机械手目前主要应用于机床的焊接等工作，人们可以根据事先决定的程序来做出想要的动作，也有应对临时变化的反馈能力。工业上使用机械手可以很大程度上增加企业的劳动生产数量，降低了人工干活的风险，机械手的发展对于企业的自动化程度是有帮助的。本文主要的论述方向为PLC控制的机械手控制系统设计。首先，根据我们预定的机械手功能控制方案来确定采用西门子PLCs7-200来控制步进电机实现机械手的控制设计，同时通过传感器反馈装置来进一步确定机械手的位置，完成机械手控制设计的整套控制流程。使用STEP和CAD软件进行了分别对于机械手软件以及硬件组成部分进行了设计。本文通过设计PLC硬件连接示意图，I/O分配表以及软件编程，实现了对机械手进行控制系统的设计。关键词：西门子PLC，步进电机，机械手目录TOC\o"1-3"\h\z\u1 绪论 [13]。其中手动与自动程序则是获得相关的指令的话，PLC就会执行相应的程序。具体结构图如图4-7所示。图4-7软件程序结构图OB1为主要的程序；SBR0为自动模式的子程序；SBR1为手动模式的子程序；SBR2为输出子程序；INT0为中断子程序既步进电机1到位停止；INT1为中断子程序既步进电机2的到位停止。主程序接通3个子程序块，其主程序图如图4-8所示。图4-8主程序程序流程图中自动子程序负责机械手动作的一系列流程图，其程序如图4-9所示;图4-9自动子程序梯形图其中SMW68为发出脉冲的周期1000毫秒调节电机的转速给步进2,。SMD72为发出脉冲数调节距离给步进1。SM78为发出脉冲的周期1000毫秒调节电机的转速给步进2。SMD82为发出脉冲数调节距离给步进1。工作表3是复位Q0.0和Q0.1同时进入第一步。工作表4按下启动并且检测到有物料进入第二步。第一步为启动，第二步电机前进直到碰到限位开关，第三步步进电机1正转启动，第四步步进电机2正转启动。第五步夹取10s，第六步步进电机2反转，第七步步进电机1反转，第八步电机后退直到碰到限位，第九步松开10s复位。手动程序如图4-10所示，图4-11机械手自动程序图手动程序就是当PLC传达手动指令模式时，主程序就会跳到手动指令，执行手动程序。主程序按下相应的按钮执行相应的动作。输出子程序程序梯形图如图4-11所示；图4-11输出子程序将手自动子程序里的输出点对应到Q点输出,Q0.2直流电机1，Q0.3直流电机2，Q0.4步进电机1反转，Q0.5步进电机2反转，Q0.6直流电机1反转，Q0.7直流电机2反转。步进电机1中断程序如图4-12所示，图4-12步进电机1中断程序当脉冲数发送完毕，自动进入SMB67PLS参数设置指令输入16#0停止PLS的脉冲输出SMB77，PLS参数设置指令输入16#停止PLS的脉冲输出。当自动程序执行到第三部的时候即等待脉冲发送完毕，当脉冲发送完毕后进入中断复位PLS指令，同时自动程序进入第3步。当自动程序执行到第7步时，等待脉冲发送完毕，当脉冲发送完毕后进入中断复位PLS指令，同时自动程序进入第8步。步进电机2中断程序如图4-13所示，图4-13步进电机中断程序2当脉冲数发送完毕，自动进入SMB67PLS参数设置指令输入16#0停止PLS的脉冲输出SMB77，PLS参数设置指令输入16#0停止PLS的脉冲输出。当自动程序执行到第2部的时候即等待脉冲发送完毕，当脉冲发送完毕后进入中断复位PLS指令，同时自动程序进入第3步。当自动程序执行到第6步时，等待脉冲发送完毕，当脉冲发送完毕后进入中断复位PLS指令，同时自动程序进入第7步。

总结与展望5.1总结本次毕业设计了基于西门子PLC的机械手控制系统。通过本篇论文让我们了解了机械手的发展前景以及国内外现状，和为什么研究机械手、和研究机械手的意义作为文章的开篇。其次我们知道了PLC的发展结构和特点，和PLC控制的优势和传统控制的区别。在接下来介绍机械手硬件部分，主要由步进电机和步进电机驱动器开始。完成机械手的驱动部分；有光电传感器和限位开关完成机械手的反馈系统；再由西门子PLC完成机械手的主要核心控制部分。第四章介绍了系统整体设计思路，机械手的功能主要分为手动模式与自动模式。手动模式就是自己手动控制机械手的前进后退左右，而自动模式则是根据刚开始启动完成从前进、向左、下降、抓紧然后又返回的一系列动作。设计了总体原理图及其程序。了解了PLC编程软件和编程方法。通过此次毕业设计的研究让我更好的认识了自动化生产的重要性。在当今世界发展潮流下，人们更加追求质量与数量的生产，对于人工来说显得更加困难，人工对于一些危险环境变得力不从心，所以自动化发展尤为重要。对于PLC控制来说，传统的继电器控制需要更多的中间继电器与硬导线，大大的增加了连接难度。而PLC控制的系统大大减少了这种弊端，具有可靠性高、控制能力强便于维护的特点，加大了增加设计的灵活性与成功率。针对此次毕业设计机械手的情况运用PLC控制步进电机驱动器来控制步进电机的目的，实现了机械手的精确控制。5.2展望此次毕业设计针对三自由的机械手的控制系统研究。但是对于一些复杂的场所简单的自由度机械手不可能完成相应的动作，这样就需要更高自由度更灵活的机械手来完成动作，就像我们的手臂一样，能够更加的灵活操作更加精确的活动。在当今的科技发展潮流下，许多新生技术发展得越来越成熟，这样就和机械手技术有了很大的关联，机械手也就能最大范围应用于更多范围。如:航空航天业等。总的来说，机械手在未来肯定还会有更好的发展!

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