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基于PLC機械手控制系統設計

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更新時間：2012-09-13
發布人：liwefe

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基于PLC機械手控制系統設計重要組成部分。工業機械手是提高生產過程自動化、改善勞動條件、提高產品質量和生產效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。在我國，近幾年來也有較快的發展，并取得一定的效果，受到機械工業和鐵路工業部門的重視。當今的PLC吸收了微電子技術和計算機技術的最新成果,其應用已從單機自動化推廣到整條生產線的自動化乃至整個工廠的生產自動化。目前,機械手主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面,無論數量、品種和性能方面還不能滿足工業生產發展的需要。在國內主要是逐步擴大應用范圍,重點發展鑄鍛、熱處理方面的機械手,PLC可以按照所需要求完成機械手的設計,使機械手的設計簡單化,大大節省了時間,提高了工作效率，減輕了勞動強度,改善作業條件。
本課題擬開發物料搬運機械手，采用西門子系列S7-200PLC，對機械手的上下、左右以及抓取運動進行控制。該裝置機械部分有滾珠絲杠、滑軌、機械抓手等；電氣方面由交流電機、變頻器、操作臺等部件組成。我們利用可編程技術，結合相應的硬件裝置，控制機械手完成各種動作。
關鍵詞:機械手 S7-200 可編程技術

1、PLC簡介:
自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器（Programmable Logic Controller，PLC）取代傳統繼電器控制裝置以來，PLC得到了快速發展，在世界各地得到了廣泛應用。同時，PLC的功能也不斷完善。隨著計算機技術、信號處理技術、控制技術網絡技術的不斷發展和用戶需求的不斷提高，PLC在開關量處理的基礎上增加了模擬量處理和運動控制等功能。今天的PLC不再局限于邏輯控制，在運動控制、過程控制等領域也發揮著十分重要的作用。通用PLC應用于專用設備時可以認為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩定性。實際工作中碰到的一些用戶原來采用嵌入式控制器，現在正逐步用通用PLC或定制PLC取代嵌入式控制器
1.1可編程器的基本原理
PLC與普通微機在許多方面有相似之處,但其工作方式卻與微機有很大的不同。微機一般采用等待命令的工作方式,如在常見的鍵盤掃描方式或I/O掃描方式下,有鍵按下或I/O動作則轉入相應的子程序;無鍵按下或I/O不動作則繼續掃描鍵盤和I/O口。PLC則采用循環掃描動作方式,在PLC中用戶序按先后順序存放,
2、機械手概述
工業機械手是近幾十年發展起來的一種高科技自動化生產設備。工業機械手是工業機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優點，尤其體現了人的智能和適應性。機械手作業的準確性和各種環境中完成作業的能力，在國民經濟各領域有著廣闊的發展前景。
機械手技術涉及到力學、機械學、電氣液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。
2.1機械手分類
機械手一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據任務的需要編制程序，以完成各項規定工作。它的特點是除具備普通機械的物理性能外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業，先是通過操作機來完成特定的作業，后來發展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。第三類是專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用于解決機床上下料和工件傳送。這種機械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機服務的，由主機驅動，除少數外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。
本項目要求設計的機械手模型可歸為第一類，即通用機械手。在現代生產企業中，自動化程度較高，大量應用機械手。通過本次設計，可以增強對工業機械手的認識，同時并熟悉掌握PLC技術、位置控制技術、氣動技術等工業控制常用的技術。
機械手控制系統設計步驟
根據工藝要求確定被控系統必須完成的動作,確定這些動作之間的關系及完成這些動作的順序。(2)分配輸入、輸出設備,即確定哪些外圍設備是送信號給PLC的,哪些外圍設備是接收來自PLC的信號的,同時還要將PLC的輸入、輸出點與之一一對應,對I/O進行分配。在此基礎上確定PLC的選型。(3)根據控制系統的控制要求和所選PLC的I/O點的情況及高功能模塊的情況,設計PLC用戶程序,此時可采用梯形田、助記符或流程圖語言形式的用戶程序。PLC的用戶程序
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