基于PLC的机械手自动化控制系统软件部分设计
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资料包括： 论文(44页10720字) 程序 图纸 任务书 开题报告 文献综述
说明：
基于PLC的机械手自动化控制系统软件部分设计打包下载原文：
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词：可编程控制器PLC；机械手；脉冲；步进电机驱动器；步进电机；直流电机；传感器、限位开关。
Abstract
In industrial production and other fields, as a result of the need to work, people are often subjected to high temperature, corrosion and toxic gases and other factors that increase the labor intensity of the workers, even life crisis. The robot arm was birth in this environment. The robot arm is the traditional task-operating component in the industrial robot system, and is one of the key components. The machine structure consists of the bead curl pole , slippery pole and cylinder. The electrical aspects consist of stepping motor, driver parts, sensor, switch power supply, electromagnetism valve, and etc.This equipment is composed of the programmable control technique, the position control technique, air driving technique, the monitor technique, and is one of the typical representation of the integration of mechanism and electicity.The introductive robot arm of this text can output two lines pulses by the PLC, driving the horizontal stalk, and the perpendicular stalk to drive the electrical engineering actuator respectively, to control the robot arm precision of the horizontal stalk and perpendicular stalk at the fixed position, tiny move switch input the position signal to the PLC.The direct current motor drags along to begin the claw and bedrocks to revolve, the position signal from revolve the code dish and near to the switch feedback to host of PLC;The electromagnetism valve control the machine hand open and close, thus carry out the function of the machine hand precision work. This topic draw up the material porterage the machine hand of the development and can grasp to put the object in the space, act vivid and diverse, the commutability artificial carries on the task in the area of the heat and danger, and at any time change the related parameter according to the difference of the workplace and the request of the product processes.
Key words: Programmable controller PLC ; Robot arm ; Pulse ; Stepping motor driver ; Stepping motor ; Direct current motor ; Sensor.、Limit switches location。
目录：
引言…………………………………………………………………………………1
第一章 机械手移动工件控制系统的控制要求………………………………2
一、机械手自动化控制系统的PLC实现方法中的基本原则、机械手移动工件的工作流程和工作原理……………………………………………………2
㈠ 基本元件及其内部原理…………………………………………………2
㈡ 机械手移动工件时的简单工作流程……………………………………………4
㈢ 机械手移动的工作原理………………………………………………………5
二、设备控制要求……………………………………………………………5
㈠ 正常运行…………………………………………………………………………5
第二章 机械手PLC控制系统的PLC资源配置………………………………6
一、控制系统构成图…………………………………………………………6
㈠ 控制系统图，如图所示……………………………………………………………6
二、I/O地址分配……………………………………………………………7
第三章 机械手PLC控制系统的程序设计和调试………………………………7
一、LC软件功能测试…………………………………………………………8
二、硬件的调试………………………………………………………8
㈠ 步进电机驱动程序调试………………………………………………………………9
㈡ 两个步进电机的连动的驱动程序调试…………………………………………11
㈢ 测试电磁阀控制爪的抓、松……………………………………………………13
㈣ 两直流电机的驱动程序的调试…………………………………………………14
㈤ 复位指令的调试…………………………………………………………………16
三、程序的流程图、构成………………… …………………………………20
㈠ 流程图……………………………………………………………………………20
㈡ 程序的构成………………………………………………………………………20
第四章 机械手移动工件控制系统PLC程序……………………………………20
一、系统的I/O资源的分配…………………………………………………20
㈠ 数字量输入部分…………………………………………………………………20
㈡ 数字量输出部分……………………………………………………………24
㈢ 定时器部分………………………………………………………………24
㈣ 内部继电器………………………………………………………………………25
二、源程序………………………………………………………………………25
㈠源程序梯形图………………………………………………………………………25
㈡ 源程序的指令表…………………………………………………………………29
二、发现并存在的问题……………………………………………………33
㈠ 测试一路脉冲连续两次输出……………………………………………………33
㈡ 测试一路脉冲两次输出………………………………………………………34
㈢ 采用调用子程序输出多次脉冲…………………………………………………34
㈣ 采用调用子程序输出两次次脉冲………………………………………………36
参考文献……………………………………………………………………………39
附录：FX2N系列可编程控制器简介………………………………………………39
谢辞…………………………………………………………………………………41
参考文献：
1 钟肇新、彭侃 编译 可编程控制器原理及应用 第二版 广州：华南理大学出版社，2003.5
2 钟肇新，范建东主编.可编程控制器原理及应用.第三版.广州：华南理大学出版社，2003.5
3 求是科技编著 PLC应用开发技术与工程实践 北京 人民邮电出版社，2005.1
4郝海青.串联关节式机械手的控制系统分析与设计. 万方数据库硕博士论文， 2002
5 FP0可编程序控制器使用手册.天津：天津职业技术师范学院源峰科技发展有限公司
6 TVT—99系列教学实物模型使用说明书.天津：天津职业技术师范学院源峰科技发展有限公司
7 常晓玲主编 . 电气控制系统与可编程控制器 北京 机械工业出版社 2004
8 李乃夫主编.可编程控制器原理、应用、实验.北京：中国轻工业出版社，2003
9 章文浩.《可编程控制器原理及实验》.北京：国防工业出版社，2003年.
10 张建民.《机电一体化系统设计》.北京：高等教育出版社，2001年
作者点评：
毕业设计任务书
课题名称机械手自动化控制系统的PLC实现方法研究-软件部分
课题内容
机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。本课题拟开发的物料搬运机械手，采用PLC控制，是一种按预先设定的程序进行工件搬运的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并可根据工件的变化要求随时更改相关控制参数。
课题任务的具体要求
1.系统组成原理框图；
2.PLC程序设计流程图；
3.PLC控制程序；
4.设计说明书一份；
资料包括： 论文(44页10720字) 程序 图纸 任务书 开题报告 文献综述
说明：
基于PLC的机械手自动化控制系统软件部分设计打包下载原文：
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危机生命。机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、气缸等机械器件组成；电气方面有步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、气动技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出两路脉冲，分别驱动横轴、竖轴步进电机驱动器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；直流电机拖动手爪和底盘旋转，位置信号由旋转码盘和接近开关反馈给PLC主机；电磁阀控制气开阀的开关来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词：可编程控制器PLC；机械手；脉冲；步进电机驱动器；步进电机；直流电机；传感器、限位开关。
Abstract
In industrial production and other fields, as a result of the need to work, people are often subjected to high temperature, corrosion and toxic gases and other factors that increase the labor intensity of the workers, even life crisis. The robot arm was birth in this environment. The robot arm is the traditional task-operating component in the industrial robot system, and is one of the key components. The machine structure consists of the bead curl pole , slippery pole and cylinder. The electrical aspects consist of stepping motor, driver parts, sensor, switch power supply, electromagnetism valve, and etc.This equipment is composed of the programmable control technique, the position control technique, air driving technique, the monitor technique, and is one of the typical representation of the integration of mechanism and electicity.The introductive robot arm of this text can output two lines pulses by the PLC, driving the horizontal stalk, and the perpendicular stalk to drive the electrical engineering actuator respectively, to control the robot arm precision of the horizontal stalk and perpendicular stalk at the fixed position, tiny move switch input the position signal to the PLC.The direct current motor drags along to begin the claw and bedrocks to revolve, the position signal from revolve the code dish and near to the switch feedback to host of PLC;The electromagnetism valve control the machine hand open and close, thus carry out the function of the machine hand precision work. This topic draw up the material porterage the machine hand of the development and can grasp to put the object in the space, act vivid and diverse, the commutability artificial carries on the task in the area of the heat and danger, and at any time change the related parameter according to the difference of the workplace and the request of the product processes.
Key words: Programmable controller PLC ; Robot arm ; Pulse ; Stepping motor driver ; Stepping motor ; Direct current motor ; Sensor.、Limit switches location。
目录：
引言…………………………………………………………………………………1
第一章 机械手移动工件控制系统的控制要求………………………………2
一、机械手自动化控制系统的PLC实现方法中的基本原则、机械手移动工件的工作流程和工作原理……………………………………………………2
㈠ 基本元件及其内部原理…………………………………………………2
㈡ 机械手移动工件时的简单工作流程……………………………………………4
㈢ 机械手移动的工作原理………………………………………………………5
二、设备控制要求……………………………………………………………5
㈠ 正常运行…………………………………………………………………………5
第二章 机械手PLC控制系统的PLC资源配置………………………………6
一、控制系统构成图…………………………………………………………6
㈠ 控制系统图，如图所示……………………………………………………………6
二、I/O地址分配……………………………………………………………7
第三章 机械手PLC控制系统的程序设计和调试………………………………7
一、LC软件功能测试…………………………………………………………8
二、硬件的调试………………………………………………………8
㈠ 步进电机驱动程序调试………………………………………………………………9
㈡ 两个步进电机的连动的驱动程序调试…………………………………………11
㈢ 测试电磁阀控制爪的抓、松……………………………………………………13
㈣ 两直流电机的驱动程序的调试…………………………………………………14
㈤ 复位指令的调试…………………………………………………………………16
三、程序的流程图、构成………………… …………………………………20
㈠ 流程图……………………………………………………………………………20
㈡ 程序的构成………………………………………………………………………20
第四章 机械手移动工件控制系统PLC程序……………………………………20
一、系统的I/O资源的分配…………………………………………………20
㈠ 数字量输入部分…………………………………………………………………20
㈡ 数字量输出部分……………………………………………………………24
㈢ 定时器部分………………………………………………………………24
㈣ 内部继电器………………………………………………………………………25
二、源程序………………………………………………………………………25
㈠源程序梯形图………………………………………………………………………25
㈡ 源程序的指令表…………………………………………………………………29
二、发现并存在的问题……………………………………………………33
㈠ 测试一路脉冲连续两次输出……………………………………………………33
㈡ 测试一路脉冲两次输出………………………………………………………34
㈢ 采用调用子程序输出多次脉冲…………………………………………………34
㈣ 采用调用子程序输出两次次脉冲………………………………………………36
参考文献……………………………………………………………………………39
附录：FX2N系列可编程控制器简介………………………………………………39
谢辞…………………………………………………………………………………41
参考文献：
1 钟肇新、彭侃 编译 可编程控制器原理及应用 第二版 广州：华南理大学出版社，2003.5
2 钟肇新，范建东主编.可编程控制器原理及应用.第三版.广州：华南理大学出版社，2003.5
3 求是科技编著 PLC应用开发技术与工程实践 北京 人民邮电出版社，2005.1
4郝海青.串联关节式机械手的控制系统分析与设计. 万方数据库硕博士论文， 2002
5 FP0可编程序控制器使用手册.天津：天津职业技术师范学院源峰科技发展有限公司
6 TVT—99系列教学实物模型使用说明书.天津：天津职业技术师范学院源峰科技发展有限公司
7 常晓玲主编 . 电气控制系统与可编程控制器 北京 机械工业出版社 2004
8 李乃夫主编.可编程控制器原理、应用、实验.北京：中国轻工业出版社，2003
9 章文浩.《可编程控制器原理及实验》.北京：国防工业出版社，2003年.
10 张建民.《机电一体化系统设计》.北京：高等教育出版社，2001年
作者点评：
毕业设计任务书
课题名称机械手自动化控制系统的PLC实现方法研究-软件部分
课题内容
机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。本课题拟开发的物料搬运机械手，采用PLC控制，是一种按预先设定的程序进行工件搬运的自动化装置，可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业，并可根据工件的变化要求随时更改相关控制参数。
课题任务的具体要求
1.系统组成原理框图；
2.PLC程序设计流程图；
3.PLC控制程序；
4.设计说明书一份；