【正文】 ....................................................................... 3 PLC 選擇 ....................................................................................................................... 3 I/O 點數(shù)分配 .............................................................................................................. 3 PLC 程序設計 ............................................................................................................ 3 第二章 硬件設計 ............................................. 5 機械手夾持結構 ..................................................................................................................... 5 夾緊機構 —— 手爪 ...................................................................................................... 5 本設計中手爪結構 ...................................................................................................... 5 傳動系統(tǒng) ................................................................................................................................ 6 傳動定位機構 ............................................................................................................... 6 傳動方式 ....................................................................................................................... 6 步進電機的選擇及其驅(qū)動器設定 ............................................................................... 6 輔助系統(tǒng) .............................................................................................................................. 11 原點定位及超程保護 ................................................................................................ 11 操作臺 ........................................................................................................................ 13 第三章 軟件設計 ............................................ 14 PLC 控制系統(tǒng)的設計及 I/O 口分配 ................................................................................... 14 PLC 控制系統(tǒng)設計的基本原則 ................................................................................. 14 PLC 控制系統(tǒng)設計步驟 ............................................................................................. 14 PLC 的輸出方式 ......................................................................................................... 15 II I/O 點數(shù) ....................................................................................................................... 16 程序設計 .............................................................................................................................. 18 控制原理圖 .......................................................................................................................... 20 初始化程序 .......................................................................................................................... 21 回原點程序 .......................................................................................................................... 22 手動程序 .............................................................................................................................. 24 自動程序 ............................................................................................................................... 25 第 4 章 結語 ................................................ 40 參考文 獻 ................................................... 41 致謝 ....................................................... 42 南通大學杏林學院畢業(yè)設計（論文） 1 第一章 前言 研究的目的和意義 本課題是基于 PLC 控制器的機械手的控制系統(tǒng)的研究與設計，目的是在于通 PLC 可編程控制器和各種傳感器來對機械手臂的運動進行有效的控制，來達到人們想要的運動效果，從而代替一些由人來重復操作的機械的枯燥乏味的動作?？删幊炭刂破饕蚱鋬?yōu)良的特點被廣泛應用于現(xiàn)代機械手的控制系統(tǒng)中。 2）配套齊全，功能完善，適用性強 PLC 發(fā) 展至今，已經(jīng)形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產(chǎn)品。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。本設計運用于鋼絲繩生產(chǎn)流水線中埝股車上“工”輪的裝卸和搬運，可代替工人在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進 行作業(yè)，可抓取重量較大的工件，采用 PLC 控制，和傳統(tǒng)繼電器控制相比較，具有穩(wěn)定性高，接線簡單，抗干擾能力強，維修方便等優(yōu)點。 （ 4) 操作臺布置 —— 盡力人性化處理，顯示實時工作狀態(tài)及故障報警。優(yōu)先分配特殊 I/O 點，注意相關指定輸入輸出端歸類分布。 設計過程中應根據(jù)需要，對機械手的運行速度、加速度、夾持物體重量、慣性和沖擊力、開口尺寸進行校核，且能夠自鎖，防止斷電或設備故障造成被抓物掉落。選用步進電機作為動力，選用絲杠螺母機構或齒輪齒條機構作為傳動機構。脈沖信號數(shù)是來控制機械手的行程的，而頻率是來控制其移動速度的，更重要的是步進電機能夠達到比較高的重復定位精度，沒有累積誤差。 (2)磁電式步進電動機主要有永磁式、反應式和永磁感應子式 3 種形式?！?5176。在實際工作過程中，各種頻率下的負載力矩必須在矩頻特性曲線的范圍內(nèi)。 南通大學杏林學院畢業(yè)設計（論文） 8 ???????? ??????????221 221 ?sgWJJiJJ St （ 22） 式中： tJ 折算至電機軸上的慣量 ( 2scmKg ?? ) 1J 、 2J 齒輪慣量 ( 2scmKg ?? ) sJ 絲桿慣量 ( 2scmKg ?? ) W 工作臺重量（ N） S 絲桿螺距（ cm） 3)計算電機輸出的總力矩 M 。 步進電機和交流伺服電機是運動控制系統(tǒng)中最常用的兩種執(zhí)行電動機。 3）最大輸出驅(qū)動電流 （有效值，峰值達 13A）， 16 擋電流選擇，適用多型號步進電機。 在三個方向的初始位置添加限位開關，當三個方向的限位開關都觸及時發(fā)出已達原點指令，系統(tǒng)對機械手進行校零，使各個寄存器的參數(shù)清零或復位。 2. 保證 PLC 控制系統(tǒng)安全可靠 保 證 PLC 控制系統(tǒng)能夠長期安全、可靠、穩(wěn)定運行，是設計控制系統(tǒng)的重要原則。 PLC 控制系統(tǒng)設計步驟 1)分析被控對象，提出控制要求。 PLC 控制系統(tǒng)的設計過程的具體流程圖如圖 所示。 晶體管輸出型原理是 PLC 通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部的直流負載，響應時間快（約 甚至更?。?。 I/O 口分配原則： 1)特殊、特定 I/O 點 優(yōu)先分配。當然本課題所設計的東西也還不是最完美最好的，也存在這一些不足，在機械方面的不足主要就是這個機械手的機械跨度比較大，占用了大量的空間。 在這里首先要感謝我的論文指導老