基于PLC的机械手臂控制课程设计.docx

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1、课程设计说明书课程名称:电气控制PLC课程设计课程代码:XXXXXXXX题目:基于PLC机械手控制系统学生姓名:XX学号:XXXXXXXXXXXXX年级/专业/班:XXXX级电气自动化X班学院(直属系):XXXXXXX学院指导教师:XX学院名称：XXXXXX专业：XXX年级：2013级机械手控制系统设计一、选题背景及题目来源工业实际项目，可在天科TKPLC-A实验装置机械手装置的模拟控制实验区完成本模拟实验。二、训练目的（1）通过使用各基本指令，进一步熟悉掌握PLC的编程和程序调试；（2）学会绘制电气原理图及接线图；（3）选择电气元器件；（4）完成系统硬件和软件设计；（5）完成模拟实验；（6）

2、编写技术文件。三、要求实现的功能启动机械手，将物体从A处移动到B处，机械手将完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、左移、循环或者回到原位动作过程。在执行动作时由限位开关对机械手位置进行控制，并且由双线圈二位电磁阀推动气缸完成。提出改进方案：在机械手夹紧过程进行探究，增加压力传感器用于机械手爪压力并进行反馈控制；增加超声波传感器检测物体是否滑落。当物体出现滑落或操作错误时发出报警等。四、实验设备1、安装了STEP7-Micro/WIN32编程软件的计算机一台2、天科TKPLC-A实验装置3、机械手模块五、设计任务（1）根据控制要求分析控制及动作过程，设计硬件系统；（2）绘制电气原理

3、图及PLCI/O接线图；（3）设计软件系统；（4）组成控制系统；（5）进行系统调试，实现（三）所要求的控制功能，完成模拟实验。（6）撰写课程设计说明书。六、参考资料1、天科TKPLC-A实验装置实验手册2、《S7-200可编程序控制器手册》，西门子技术服务中心，四川省机械研究设计院，2000.93、《现代电器控制及PLC应用技术》第2版，王永华，北京航空航天大学出版社指导教师：XX签名日期：2015年06月1日摘要可编程控制器是一种以微处理器为核心的工业控制装置。它采用了可编程序的存储器，可以再其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时器、计数器和算术运算等操作的指令，并通过数字式、模拟式的输入输

4、出，控制各种类型的设备或生产过程。可编程控制器结构简单、操作方便、可靠性高、通用灵活、体积小、使用寿命长，应用范围广。本课题设计了机械手控制系统。主要应用于机床加工工件的装卸，装配印制板电路板，组装零部件；劳动条件较差，危险等场合。采用西门子公司S7-200系列，CPU224型PLC进行实验，运用STEP7-Micro/WIN32编程软件进行编程，并通过TKPLC-A型可编程控制器实验箱机械手装置模拟控制实验区完成本模拟实验。主要功能是循环地将物件从A地运往B地。为了使动作操作更加准确，加入压力传感器、超声波传感器，进行检测改进。该装置涵盖了可编程控制技术、位置控制技术、检测技术等。由PLC接

5、收来自外部的输入信号（包括开关机、限位指令、传感器信号指令等），并控制双线圈二位电磁阀来控制机械手的夹紧和松开。在设计过程中，包括流程图、原理图、主电路图。关键词：PLC、机械手、传感器、检测技术目录引言1第1章机械手控制系统方案设计21.1方案设计原则21.2系统的整体设计要求21.3控制系统的设计31.3.1继电器控制系统31.3.2单片机控制31.3.3工业控制计算机控制31.3.4可编程序控制器控制4第2章机械手控制系统的硬件设计52.1硬件选型52.1.1PLC机型选择52.1.2PLC容量选择62.1.3I/O模块的选择62.1.4电源模块的选择72.2机械手的基本构造及PLCI/

6、O点分配82.2.1系统组成82.2.2执行机构92.2.3、机械手PLC的模拟实验面板112.2.4机械手PLC的I/O分配122.3主电路的设计132.3.1机械结构和控制要求132.3.2主电路图的设计13第3章机械手控制系统的软件设计143.1程序设计的一般方法143.1.1经验设计法153.1.2逻辑设计法153.1.3顺序设计法153.2PLC控制的相关流程图163.2.1控制流程图163.3可编程控制器梯形图173.3.1可编程控制器梯形图简介173.3.2相关程序段173.3.3改进方案设计20第4章系统调试24结论29设计总结30谢辞31参考文献32附件133附件234引言为

7、了提高产品质量，缩短生产周期，适应产品迅速更新换代的要求，产品生产正向缩短生产周期、降低成本、提高生产质量等方向发展。在炼油、化工、制药等行业中，多种液体混合是必不可少的工序，而且也是其生产过程中十分重要的组成部分。但是由于这些行业中多为易燃易爆、有毒有腐蚀性的介质，以至现场工作环境十分恶劣，不适合人工现场操作。另外，生产要求该系统要具有混合精确、控制可靠等特点，这也是人工操作和半自动化控制所难以