机械手自动控制系统的PLC实现方法研究设计

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。

   Abstract

In industrial production and other fields, as a ....

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

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

LC软件功能测试…………………………………………………………8

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

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

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

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