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基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx
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基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx基于PLC的工业机械手控制系统设计.docx
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基于 PLC 的工业机械手控制系统设计
摘 要
机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展
机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、
锻造、焊接、装配、搬运、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、
放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之,
机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一
个重要手段。
本设计描述了基于PLC 的机械手控制系统设计,重点介绍了机械手控制系统中的硬件
选择方法,软件的设计过程,以及PLC 控制装置的工作过程。
本设计实现了机械手在搬运装配线上,通过S7-200PLC控制机械手完成从A 传送带搬
运物件至 B 传送带中,然后进入下一个工作流程。机械手的上升/下降和左转/右转的执行,
分别由双线圈二位电磁阀控制气缸的运动实现夹;紧/放松则是由单线圈的二位电磁阀控制
气缸的运动来实现。
【
】
关键词 机械手;PLC;电磁阀

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Based on plc industrial manipulator control system design
Abstract
In the field of industrial automation manipulator is often met in a control
object. In recent years, with the development of industrial automation manipulator
gradually become a new subject, and with the rapid development. Manipulator
widely application and forging, stamping, forging, welding, assembling, handling,
spray paint, heat treatment, etc. Especially in heavy, high temperature, toxic and
dangerous, radioactive, dust and so on bad work environment, manipulator because
of its significant advantages by pay special attention to. In a word, the manipulator
is to improve the labor productivity, improve working conditions, reduce labor
intensity and realize industrial production automation is an important means.
This design based on PLC describes the manipulator control system design,
introduced the manipulator control system, the hardware selection method, the
software design process, and the working process of the PLC control device.
The design and implementation of the manipulator in the handling assembly
line, manipulator controlled by the S7-200PLC complete conveyor belt carrying
objects from A to B conveyor, and then go to the next workflow. The
implementation of the up / down and left / right of the manipulator, respectively, to
achieve control movement of the cylinder by a double coil solenoid valve; clamp /
unclamp cylinder is controlled by a single coil solenoid valve movement.
【
Key Words
】Manipulator;PLC;solenoid valve

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目 录
摘 要............................................................................................................................................ 1
目 录............................................................................................................................................ 4
第 1 章 绪 论 ........................................................................................................................... 1
1.1 课题的目的和意义.............................................................................................................. 1
1.2 课题研究的内容.................................................................................................................. 1
第 2 章 机械手和PLC................................................................................................................... 2
2.1 机械手................................................................................................................................... 2
2.1.1 机械手的概述................................................................................................................... 2
2.1.2 机械手的应用................................................................................................................... 2
2.1.3 机械手的应用意义........................................................................................................... 3
2.1.4 机械手的发展概况........................................................................................................... 4
2.1.5 机械手的发展趋势........................................................................................................... 4
2.2 PLC ....................................................................................................................................... 5
2.2.1 PLC 的基本概念.............................................................................................................. 5
2.2.2 PLC 的组成....................................................................................................................... 6
2.2.3 PLC 的主要特点.............................................................................................................. 7
2.2.4 PLC 的工作原理.............................................................................................................. 8
2.2.5 PLC 的应用领域............................................................................................................ 10
第 3 章 机械手控制系统的设计.............................................................................................. 12
3.1 机械手控制系统构件概述............................................................................................... 12
3.2 系统控制对象及工艺过程............................................................................................... 14
3.3 控制要求............................................................................................................................ 16
3.4 方案选择及系统配置........................................................................................................ 16
3.5 PLC 的硬件设计................................................................................................................ 17
3.5.1 PLC 的选型..................................................................................................................... 17
3.5.2 I/O 的资源配置............................................................................................................... 18
3.5.3 PLC 的接线图................................................................................................................. 19
3.5.4 操作面板......................................................................................................................... 20
3.6 系统软件设计.................................................................................................................... 21
3.6.1 顺序功能图..................................................................................................................... 21
3.6.2 全程序OB1..................................................................................................................... 23

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3.6.3 公用程序......................................................................................................................... 25
3.6.4 手动程序......................................................................................................................... 25
3.6.5 自动程序......................................................................................................................... 26
3.6.6 回原点程序..................................................................................................................... 31
第 4 章 系统程序调试............................................................................................................. 35
4.1 控制系统的程序调试步骤............................................................................................... 35
4-2 调试过程中注意的事项................................................................................................... 35
4-3 系统中调试结果................................................................................................................ 36
第五章 结束语......................................................................................................................... 40
参考文献...................................................................................................................................... 41
致谢 ............................................................................................................................................ 412

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第 1 章 绪 论
1.1 课题的目的和意义
机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。近年来随着工业自动化的发展
机械手逐渐成为一门新兴学科,并得到了较快的发展。机械手广泛地应用与锻压、冲压、
锻造、焊接、装配、机加、喷漆、热处理等各个行业。特别是在笨重、高温、有毒、危险、
放射性、多粉尘等恶劣的劳动环境中,机械手由于其显著的优点而受到特别重视。总之,
机械手是提高劳动生产率,改善劳动条件,减轻工人劳动强度和实现工业生产自动化的一
个重要手段。国内外都十分重视它的应用和发展。
可编程序控制器(programmable logic controller,PLC是) 专为在工业环境下应用而设计的
实时工业控制装置。随着微电子技术、自动控制技术和计算机通信技术的飞速发展P,LC
在硬件配置、软件编程、通讯联网功能以及模拟量控制等方面均取得了长足的进步,已经
成为工厂自动化的标准配置之一。
由于自动化可以节省大量的人力、物力等,而 PLC 也具有其他控制方式所不具有的特
殊优越性,如通用性好、实用性强、硬件配套齐全、编程方法简单易学,因此工业领域中
广泛应用PLC。机械手在美国、加拿大等国家应用较多,如用果实采摘机械手来摘果实、
装配生产线上应用智能机器人等。我国自动化水平本身比较低,因此用PLC 来控制的机械
手还比较少。本次课题设计的机械手就是通过PLC 来实现自动化控制的。通过此次设计可
以更进一步学习PLC 的相关知识,了解世界先进水平,尽可能多的应用于实践。
1.2 课题研究的内容
本课题主要研究的是基于PLC 的机械手模型控制系统的设计,包括硬件的设计和软件
的设计。通过设计编写PLC 程序实现机械手模型控制系统的自动控制。
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