机械手模型的PLC控制系统设计

机械手模型的PLC控制系统设计

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，甚至于危及生命。工业机械手就这样诞生了,机械手是工业机器人系统中任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其电气方面有步进电机、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输出五路来分别驱动手臂上下直线运动，手臂左右直线运动，手腕旋转运动，机械手整体旋转运动，手爪夹紧动作的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；电机拖动手爪和底盘旋转；电磁阀控制气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。本课题拟开发的工业机械手模型可在空间抓放物体，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。

关键字 机械手 可编程控制器PLC 位置控制 步进电机

目录

第一章  概述 4

1.1 工业机械手系统概论 4

1.1.1 发展设计工业机械手的目的和意义 4

1.1.2 工业机械手的应用与发展趋势 4

1.2机械手的设计原理 5

1.3 自动控制系统的分类 5

1.4 本章小结 8

第二章 机械手的性能和特性 9

2.1机械手的机能和特性 9

2.2机械手的夹紧机构和躯干 9

2.3本章小结 10

第三章 控制要求 11

3.1.机械手工作过程概述 11

3.2技术要求 12

3.3主要参数 12

3.4设计要求 12

3.5本章小结 12

第四章 系统的硬件设计 13

4.1设计方案 13

4.2 PLC机型的选择 13

4.3 步进电机及驱动器 14

4.31步进电机的选型 14

4.32步进电机驱动器 17

4.3步进驱动器电源的参数 20

4.4气缸的选择 20

4.5元件清单 23

4.6本章小结 23

第五章 控制系统软件的设计 24

5.1 I/O地址的分配 24

5.2控制程序的流程图 25

5.3电路接线图（见附录A） 26

5.4程序梯形图 26

5.5本章小结 32

结论与展望 33

致谢 34

参考文献 35

附录 36