基于PLC的机械手设计文档格式.docx
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xxx
(浙江万里学院电子信息学院电气工程及其自动化094班)
xxx年x月
摘要随着自动化技术的不断发展,实现了绝大部分的机械设备的自动控制,工业中的机械手就是其中之一。
由于机械手的出现,它代替了一些在恶劣环境下、工作强度大,甚至有生命危险的工人工作;
又因其能按照一定的程序、时间和位置来完成货物产品的传送和装卸大大节约了劳动力,在现代工业中的使用率越来越频繁。
而机械手的自动化实现有很多方式,PLC控制就是其中的一种。
PLC是一种以微处理器为核心的工控装置它采用可以编程的存储器,用来在其内部存储执行逻辑、顺序、计时、计数和算数运算等操作的指令,并能通过数字、模拟的输入输出控制各类设备的运行。
本设计的机械手所涉及到的运动过程,将通过对PLC软件编程驱动机械手上的步进电机运动,经过不断地编程调试使其能完成上升、下降,左右移动,加紧和放松物件的运动。
关键词:
机械手;
PLC;
步进电机
Abstract
Withthecontinuousdevelopmentofautomationtechnology,realizestheautomaticcontrolofmostofmachineryandequipment,machineryindustryistheonehandappeared,itreplacessomeworkinharshenvironment,highintensity,andevenlife-threateningworkers;
andbecausethecaninaccordancewithcertainprocedures,timeandlocationtocompletethetransferandloadingandunloadingofgoodsproductgreatlysaveslaborinthemodernindustryintheuseofmoreandmorefrequently.Automaticmechanicalhandhasmanyways,aPLCcontrolisoneofthe.PLCisakindofindustrialcontroldevicewithmicroprocessorasthecoreofthememorycanbeprogrammed,usedtoimplementlogic,sequence,timing,countingandarithmeticoperationinitsinternalstorageinstructions,andthroughdigital,analoginputandoutputofthecontrolofvarioustypesofequipmentoperation.Thedesignoftherobotmotionprocessinvolved,willbethroughthePLCsoftwareprogrammingtodrivethemanipulatoronthesteppermotor,throughcontinuousprogramminganddebugging,sothatitcancompletetherise,decline,andmovearound,steppingupandrelaxtheobjectmotion.
KeyWords:
Machinehand;
PLC;
Steppermotor
1引言·
·
1
1.1课题研究的目的与意义·
1.1.1机械手的概况·
1.1.2机械手在国内外的发展状况·
2
2控制方案
2.2可编程逻辑控制器(PLC)的概述·
3
2.2.1PLC的结构·
2.2.2PLC的特点·
2.2.3PLC的发展趋势·
4
3机械手控制系统的硬件介绍·
6
3.1机械手本体·
3.2机械手电气控制部分·
3.2.1步进电机·
3.2.2步进电机驱动器·
7
3.2.3传感器·
9
3.2.4直流电机与直流电机驱动模块·
3.3PLC控制单元·
10
3.3.1PLC的I/O分配·
11
3.4以上硬件接线图·
12
3.5触摸屏·
4机械手控制系统的软件制作过程·
13
4.1西门子触摸屏SMART700的编程流程·
4.2西门子PLC的编程流程·
16
4.2.1手动动作流程·
4.2.2手动程序仿真·
17
4.2.3PLC对机械手的自动控制梯形图·
26
4.2.4自动程序仿真·
27
4.2.5PLC的高数计数器PTO程序运用·
35
4.3机械手的运行流程·
36
5结论·
38
致谢·
41
参考文献·
42
附录1机械手控制程序·
43
1引言
1.1课题研究的目的与意义
机械手的出现目的是为了减轻工人的劳动力,提高劳动生产率,以及代替劳动者在高温、高压、噪声、等对人体有危害的场合工作,随着工业生产机械化和自动化,越来越多的行业已经开始大规模的使用机械手了,如:
焊接、搬运、装配等等。
再加上微电子技术在机械手中的应用,特别是计算机技术的融入,机械手的发展和应用水平也进一步的提高,在军事、海洋探测、航天、医疗、农业·
领域中得到了广泛的使用。
总而言之,机械手是提高劳动率,改善劳动条件,减轻劳动强度和实现工业自动化的一个重要手段,在国内外对其的应用和发展十分的重视。
可编程序控制器(PLC)是其中一个控制机械手能在工业环境下能够运行的工业控制装置。
由于其其编程简单,可在现场修改编程;
通用性好,能扩展;
实用性强,硬件配套齐全在工业领域中广泛应用[1]。
本次课题设计的机械手就是通过PLC来自动化控制机械手的运行,通过这次的设计来提高对PLC的相关知识了解,将所知道的PLC内容能应用到本次的课题当中,将理论能更好的应道实践当中。
1.1.1机械手的概况
机械手自20世纪60年代问世以来,经过多年的发展已成为制造业生产自动化中重要的机电设备。
在现代工业中,正式在使用的机械手很多属于第一代的机械手,这些机械手基本上采用点位控制系统,主要用于焊接、喷漆和搬运。
第二代机械手是安装有接触类传感器的程序控制机械手,能够根据外部环境的信息对控制程序进行校正[2]。
随着科学技术的不断发展,第三代机械手在第一、二代的基础上发展起来,它是能感知外部环境与对象,并具有对复杂信息能够处理,能对自己行为作出自主决策的智能化机械手,具有专家知识,语音功能和自学能力等人工智能[3]。
1.1.2机械手在国内外发展状况
在新世纪的曙光下的人们追求更舒适的工作条件,恶劣危险的劳动环境下的工作都由机器人代替人工,因此世界工业机械手的数目每年在递增。
随着机器人应用的深化和渗透,工业机械手在不同行业不断的开辟新用途。
机械手的发展也已经由最初的液压,气压控制开始向人工智能化转变,并随电子技术的发展和科技的进步,该项技术将日益完善。
我国的工业机械手是从80年代“七五”科技攻关开始起步,在国家的大力支持下,通过“75”“85”科技攻关,目前国内生产了部分机器人关键元件,开发出点焊,装配,搬运等机械手。
但相较于国外的工业机械手技术我国还有一定的距离,如:
可靠性低于国外产品,机械手应用工程起步晚,应用领域窄,生产线系统技术低。
国外的工业机械手发展趋势:
机械手性能不断提高而且价格不断下降;
机械结构模块化、