机械手臂搬运加工流程控制设计

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1、.摘要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。因此，研究机械手具有现实意义。基于PLC机械手臂搬运控制系统的设计工作主要包括：在充分理解任务书的要求之后，进行系统硬件配置，PLC选型，绘制主电路图以及控制接线图；再进行控制系统的软件继续设计；为了便于仿真也对系统的上位机组态监控系统进行设计；最后进行仿真联合调试。仿真结果基本符合要求。系统可以实现机械手臂搬运过程的各个工况，对加工完成的工件进行计数，还能手动进行

2、调试。由于PLC具有可靠性、易操作性、灵活性等优点，因此，控制系统与传统人力搬运相比，大大提高了工作效率，系统调试方便、成本低、易操作、可靠性高，有很强的实用价值。关键词：机械手臂；电气控制技术；PLC..目录1引言11.1机械手臂搬运控制系统设计的目的11.2机械手臂搬运控制系统的设计内容和要求12机械手臂搬运控制系统硬件设计22.1机械手臂搬运控制系统硬件配置及组成原理22.2机械手臂搬运控制系统输入输出点分析22.3PLC选型32.4机械手臂搬运控制系统变量定义及I/O地址分配42.5机械手臂搬运控制系统硬

3、件接线图设计43机械手臂搬运控制系统软件设计53.1编程语言的选择53.2机械手臂搬运控制系统程序流程图设计53.3PLC控制程序设计及分析63.3.1手动模式63.3.2自动模式74机械手臂搬运控制系统调试及结果分析114.1机械手臂搬运控制系统仿真调试114.1.1静态调试114.1.2动态调试114.2结果分析115设计总结14参考文献15致谢16附录17附录A系统接线图17附录B程序梯形图18..1引言1.1机械手臂搬运控制系统设计的目的通过对机械手臂搬运控制系统的设计，可以使同学们了解机械手在我国的应用

4、邻域、发展历史和应用前景，通过同学们自己动手设计，可以更深刻的了解一般机械手的工作方式、工艺过程以及操作步骤。更重要的是让同学们运用已学到的知识，来设计一个基于PLC的机械手臂搬运控制系统，引导同学们将理论知识和生产实际知识紧密结合起来，从而使这些知识得到进一步的巩固、加深和扩展；同时掌握一般生产电气控制系统的设计方法以及生产电气控制系统的施工设计、安装与调试方法；培养同学们查阅图书资料、工具书的能力；通过这样的实际训练，为后续专业课的学习、毕业设计及解决工程问题打下良好的基础。1.2机械手臂搬运控制系统的设计内

5、容和要求设计内容有如下几点：（1）设计出硬件系统的结构图、接线图、时序图等；（2）系统有启动、停止功能；（3）运用功能指令进行PLC程序设计，并有主程序、子程序和中断程序；（4）程序结构与控制功能自行创新设计；（5）进行系统调试，实现机械手臂搬运加工流程的控制要求。系统的控制要求如下：（1）有两部机械对工作物进行加工，对象由输送带A送到加工位置，然后由机械手臂将加工物送至工作台1的位置进行第一步骤加工。当第一步骤加工完成后，机械手臂将工作物夹起再送至工作台2进行第二步骤加工；当第二步骤加工完成后，机械手臂将工作物

6、放到输送带B送走，然后由7段数码管显示加工完成的数量。（2）假设使用气压机械手臂，一开始手臂先下降，碰到下限开关开始做夹起动作，然后开始上升碰到上限开关后，手臂开始往右，当碰到第一工作站的极限开关时，机械手臂下降将工作物放置工作台l然后上升等待机械对工作物加工；当工作物第一加工步骤完成时，机械手臂再依进行下降一夹住一上升一往右一下降一释放等流程，将工件放置工作台2上进行第二加工步骤。（3）当第二加工步骤完成时，机械手再依进行下降、夹住、上升、往右、下降、释放等流程，由传送带B送出，并由7段数码管显示加工完成的数次

7、。..2机械手臂搬运控制系统硬件设计2.1机械手臂搬运控制系统硬件配置及组成原理机械手臂搬运控制系统的组成原理图如图1所示，机械手的升降和左右移动分别使用双线圈的电磁阀，在某方向的驱动线圈失电时保持原位，必须驱动反方向的线圈才能反向运动。机械手的夹具使用单线圈电磁阀，线圈得电时夹紧工件，断电时松开工件。有关到位信号分别是：下限位开关SQ1，上限位开关SQ2，A位置限位开关SQ3，工作台1限位开关SQ4，工作台2限位开关SQ5，B位置限位开关SQ6。七段数码管用来显示加工的工件数。图1组成原理图2.2机械手臂搬运控

8、制系统输入输出点分析对机械手臂搬运控制系统的工况分析如下：（1）系统必须要有启动和停止的功能，故需要一个启动按钮SB0（X000），一个停止按钮SB1(X001)；系统能自动工作和手动调试，故需要一个手动/自动切换开关SB2（X002）；..（2）在自动模式中，先由传送带A将工件送到加工位置，因此需要一个输出点（Y000）启动传送带A，一个传感应元件SQ7（X003）感应