基于PLC与步进电动机的机械手控制系统设计

论文编号:ZD1286  论文字数:14195,页数:45  附任务书，开题报告，PLC程序

基于PLC与步进电动机的机械手控制系统设计

【摘要】 随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈，人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定输送带为主的传统搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、安全性、降低生产成本，减少环境污染，提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大问题。它集成自动控制技术、计量技术于一体的机电一体化产品，它利于控制，操作方便等优点。
 本设计使用步进电机控制机械手横轴，纵轴的进给，直流电机控制机械手臂，手抓的旋转；通过光栅尺和旋转编码器对机械手进行精确定位；通过接近开关等传感器等实现机械手的精确运动。这次设计模拟物料搬运机械手，可在空间抓放物体，动作灵活多样，并可根据运动流程的要求随时更改相关参数，代替人工在高温和危险的作业区进行作业。
【关键词】 PLC；机械手；传感器；旋转编码器；光栅尺；步进电机

目录
引言 3
1. 可变程序控制器的简介 4
1.1可变程序控制器的概况 4
1.2 PLC的内部结构 6
1.2.1中央处理单元(CPU) 6
1.2.2存储器 7
1.2.3　PLC电源 8
1.3 PLC的工作原理 9
1.4 PLC机型选择方法 12
1.4.1 PLC的类型 12
1.4.2输入输出模块的选择 12
1.4.3电源的选择 12
1.4.4 存储器的选择 13
1.4.5 经济性的考虑 13
2 步进电动机的结构及控制原理 13
2.1.步进电动机的结构简介 13
3 步进电机细分驱动器 14
3.1步进电机细分驱动器的简介 14
3.2 特点 15
3.3 引脚说明 15
3.4电气特性 15
3.5 细分数和电流选择 16
3.6电源供给 18
3.7输入接口电路 18
3.8电机接线 18
3.9驱动器与电机的匹配 19
3.10驱动器接线 20
4 传感器 20
4.1电感式接近开关 20
4.1.1 工作原理 20
4.1.2 开关性能 21
4.2霍尔开关 21
4.2.1工作原理 21
4.2.2工作性能 22
4.3 旋转编码器 23
4.4光栅尺 25
5 硬件系统设计 26
5.1 主电路接线图 26
5.2控制电路接线图 30
6 软件系统设计 34
6.1 PLC I/O口地址分配 34
6.2 机械手程序的设计 35
6.2.1回原点子程序的设计 35
6.2.2手动程序的设计 36
6.2.3自动程序的设计 37
结论 39
致谢语 40
参考文献 40
附录一：机械手控制程序 42