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搬运机械手的PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及。其主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运,可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。首先研究机械手组成结构、工作原理和控制要求。机械手主要由两个步进电机来实现机械手的左移右移和上升下降运动，一个交流电动机控制搬运机械手的正反转运动。搬运机械手的动作转换主要由设置在各个不同部位的行程开关产生的通断信号传输到PLC中进行控制，从而实现本机械手的精确定位。其动作过程包括：下降、夹紧、上升、正转、右移、下降、放松、上升、左移、逆转；其操作方式包括：回原点、手动、单周期、连续四种方式来满足生产中的各种操作要求。其次确定了机械手运动形式，设计了机械手主要的组成机构，对搬运机械手运动控制进行了总体方案设计。提出了机械手的PLC控制系统，并选取了合适的PLC、扩展模块型号，绘制了搬运机械手输入输出接线图、电气接线图。根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案，设计了机械手工作时的梯形图,在实验室进行了程序的调试、运行。关键词：搬运机械手，可编程逻辑控制器，步进电机HandlingManipulator'sPLCControlSystemDesignABSTRACTWiththepopularizationanddevelopmentofindustrialautomation,thecontrollerdemandisincreasingyearbyyear,andthehandlingrobotapplicationsarebecomingmorecommon.Itsmainintheautomotive,electronics,machining,food,medicineandotherareasofproductionlinesorcargotransported,canbebettertosaveenergyandtoimprovetheefficiencyofthetransportequipmentorproducts,inordertoreducethelimitationsandshortcomingsoftheotherhandlingmethods,meetmoderntherequirementsofeconomicdevelopment.First,westudytherobotstructure,workingprincipleandcontrolrequirements.Manipulatorbytwosteppermotorstotherobot'sleftrightandupanddownmovement,anACmotorcontrolhandlingrobotreversingmovement.HandlingrobotactionconversionsetindifferentpartsofthetripswitchoffsignalstransmittedtothePLCcontrol,inordertoachievetheprecisepositioningoftherobot.Itscourseofaction,including:drop,clamping,rise,turning,movesright,drop,relax,rise,movesleft,reverse;itsmodeofoperationincluding:homing,manual,singlecycle,continuousfourwaystomeettheproductionavarietyofoperatingrequirements.Second,determinetheformofmovementoftherobot,designtherobotmainconstituentbodies,anddesignthehandlingrobotmotioncontroloftheoverallprogram.PutforwardthemanipulatorofPLCcontrolsystem,andselecttheappropriatePLCexpansionmodulemodel,drawahandlingrobotinputandoutputwiringdiagram,electricalwiringdiagram.Basedontheworkflowoftherobotcontrolprogramoftheprogrammablelogiccontroller,wedesignarobotworkladder,anddebugruninthelaboratory.Keywords：Handlingmanipulator,programmablelogiccontroller,steppermotor目录摘要...............................................................1ABSTRACT...........................................................2第1章绪论...........................................错误!未定义书签。1.1题目的背景和意义................................错误!未定义书签。1.2题目研究现状概述................................................71.3本论文研究内容..................................错误!未定义书签。第2章搬运机械手工作原理............................................152.1搬运机械手的组成................................错误!未定义书签。2.2搬运机械手的动作流程...........................................162.3搬运机械手结构与驱动...........................................172.3.1搬运机械手结构.............................................172.3.2搬运机械手驱动.............................................18第3章搬运机械手整体方案设计.......................................203.1搬运机械手执行机构设计.........................................213.1.1手爪结构设计...............................................213.1.2臂部结构设计...............................................223.1.3底盘结构设计...............................................223.1.4整体结构设计...............................................233.2搬运机械手驱动系统设计.........................................243.2.1步进电机的特点.............................................253.2.2步进电机及驱动器的选取.....................................253.2.3步进电机驱动器接线图.......................................263.3搬运机械手控制系统设计.........................................273.3.1PLC的工作过程.............................................273.3.2PLC的工作方式.............................................283.3.3PLC的选型.................................................293.3.4I/0点分配.................................................313.4PLC控制系统硬件...............................................333.4.1主电路接线图...............................................333.4.2PLCI/O接线图.............................................34第4章搬运机械手软件设计............................................354.1PLC编程软件STEP7-MICRO/WIN32简介..............................354.2梯形图的总体设计...............................................364.3PLC程序模块介绍...............................................374.3.1公用部分程序...............................................374.3.2自动操作程序...............................................394.3.3手动操作程序...............................................404.3.4回原点程序.................................................404.4控制步进电机脉冲产生子程序.....................................404.5对旋转编码盘计数子程序和中断程序...............................414.6程序调试.......................................................43第5章结论.......................................................46参考文献............................................................47谢辞..............................................................48第一章绪论1.1题目的背景和意义机械手臂（roboticarm）是具有模仿人类手臂功能并可完成各种作业的自动控制设备，这种机器人系统有多关节连结并节允许在平面或三度空间进行运动或使用线性位移移动。构造上由机械主体、控制器、伺服机构和感应器所组成，并由程式根据作业需求设定其一定的指定动作。机器人的运作由电动机驱动移动一只手臂，张开或关闭一个夹子的动作，并精确的回馈至可编程逻辑的控制器（PLC）。这种自动装置机械以完成“腕部以及手部”的动作为主要素求，可以由熟练的操作者将作业顺序输入后，就能依样照作并且反复完成无数次的的正确规律运作。在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们