机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计(有cad源图+开题报告+文献综述等)---软件部分

机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计（有cad源图+开题报告+文献综述等）---软件部分1毕业设计说明书题目：机械手自动控制系统的PLC实现方法研究---软件部分机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计（有cad源图+开题报告+文献综述等）---软件部分2摘要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。AbstractInindustrialproductionandotherfields,asaresultoftheneedtowork,peopleareoftensubjectedtohightemperature,corrosionandtoxicgasesandotherfactorsthatincreasethelaborintensityoftheworkers,evenlifecrisis.Therobotarmwasbirthinthisenvironment.Therobotarmisthetraditionaltask-operatingcomponentintheindustrialrobotsystem,andisoneofthekeycomponents.Themachinestructureconsistsofthebeadcurlpole,slipperypoleandcylinder.Theelectricalaspectsconsistofsteppingmotor,driverparts,sensor,switchpowersupply,electromagnetismvalve,andetc.Thisequipmentiscomposedoftheprogrammablecontroltechnique,thepositioncontroltechnique,airdrivingtechnique,themonitortechnique,andisoneofthetypicalrepresentationoftheintegrationofmechanismandelecticity.TheintroductiverobotarmofthistextcanoutputtwolinespulsesbythePLC,drivingthehorizontalstalk,andtheperpendicularstalktodrivetheelectricalengineeringactuatorrespectively,tocontroltherobotarmprecisionofthehorizontalstalkandperpendicularstalkatthefixedposition,tinymoveswitchinputthepositionsignaltothePLC.Thedirectcurrentmotordragsalongtobegintheclawandbedrockstorevolve,thepositionsignalfromrevolvethecodedishandneartotheswitchfeedbacktohostofPLC;Theelectromagnetismvalvecontrolthemachinehandopenandclose,thuscarryoutthefunctionofthemachinehandprecisionwork.Thistopicdrawupthematerialporteragethemachinehandofthedevelopmentandcangrasptoputtheobjectinthespace,actvividanddiverse,thecommutabilityartificialcarriesonthetaskintheareaoftheheatanddanger,andatanytimechangetherelatedparameteraccordingtothedifferenceoftheworkplaceandtherequestoftheproductprocesses.Keywords:ProgrammablecontrollerPLC;Robotarm;Pulse;Steppingmotordriver;Steppingmotor;Directcurrentmotor;Sensor.、Limitswitcheslocation。目录机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计（有cad源图+开题报告+文献综述等）---软件部分3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……………………………………………………2㈠基本元件及其内部原理…………………………………………………2㈡机械手移动工件时的简单工作流程……………………………………………4㈢机械手移动的工作原理………………………………………………………5二、设备控制要求……………………………………………………………5㈠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…………………………………………………………6㈠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………………………………………………………8㈠步进电机驱动程序调试………………………………………………………………9㈡两个步进电机的连动的驱动程序调试…………………………………………11㈢测试电磁阀控制爪的抓、松……………………………………………………13㈣两直流电机的驱动程序的调试…………………………………………………14㈤复位指令的调试…………………………………………………………………16三、程序的流程图、构成……………………………………………………20㈠流程图……………………………………………………………………………20㈡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…………………………………………………20㈠数字量输入部分…………………………………………………………………20㈡数字量输出部分……………………………………………………………24㈢定时器部分………………………………………………………………24㈣内部继电器………………………………………………………………………25二、源程序………………………………………………………………………25㈠源程序梯形图………………………………………………………………………25㈡源程序的指令表…………………………………………………………………29二、发现并存在的问题……………………………………………………33㈠测试一路脉冲连续两次输出……………………………………………………33㈡测试一路脉冲两次输出………………………………………………………34㈢采用调用子程序输出多次脉冲…………………………………………………34㈣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机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计（有cad源图+开题报告+文献综述等）---软件部分4引言在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工业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。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。本课题拟开发物料搬运机械手，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC，对实验室现有的TVT—99D机械手模型进行开发。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、汽缸、气控机械抓手等；电气方面由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、操作台等部件组成。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。本课题是有我和徐立同同学合作共同完成,在整个设计过程中徐立同同学主要负责硬件方面如接线、画各个电气设备的电路接线图等；而我则是主要负责软件部分,在实际的设计调试过程中我主要负责PLC的接线编程、调试等工作。当然了硬件和软件是不分家的，谁也离不开谁，因此，在整个设计过程中各种方案的敲定与实施均是由我们俩个在指导老师的帮助下共同研究、推敲、讨论试验调试中确定的。为了能够实现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。再加上本课题开发的机械手采用的日本三菱公司的FX2N系列PLC控制，是一种按预先设定的程序进行工件的搬运的自动化装置，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，并要实现根据工件的简单的变化要求随时更改相关控制参数。为达到这些要求，我们设计的控制方案尽量在我们力所能及的范围内选择最佳的方案。如在本设计中遇到的对直流电机的控制问题中，在控制直流电机正反转的问题上通过老师的指导我们想到了两种控制方案：一种是在原设备的基础上加上四个继电器实现其控制功能；另一种则是根据三菱公司的FX2N系列PLC的输出端的内部电路的特点，可以在不增加其他设备的情况下实现控制要求。我在最大限度的满足工艺流程和控制要求的同时，还要考虑要有很高的性价比，因此我们选择了后一种方案。也许后一种方案有其弊端，但目前还没有发现。望大家多多指教。当然了，由于我们水平的限制和时间的仓促，在很多地方的控制方案还不是很理想，同时还遗留有很多的问题，需要进一步的研究中才能解决，望各位老师和广大同学