车辆与动力工程学院课程设计说明书
河南科技大学 课 程 设 计 说 明 书
课程名称 电气控制技术 题 目 分拣机械手的控制技术 学 院 车辆与动力工程学院 班 级 学生姓名 指导教师 日 期 2013年7月6号
车辆与动力工程学院课程设计说明书
“分拣机械手”的控制设计
摘要
机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发大小球搬运机械手，采用的德国西门子S7-200系列PLC，对机械手的上下、左右以及吸放运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。在仿真过程中，可以实现自动，手动等过程。这次设计的程序可以实现大小球的分拣。
关键字：PLC，电机，大小球，机械手
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目录
第一章 机械手与PLC的简介 ................................................................................................... 1
1.1机械手的出现与发展 ........................................................................................................ 1 1.2 PLC的特点与应用及其发展趋势 .................................................................................... 2 第二章 PLC控制系统的硬件设计 .................................................................................................. 3
2.1转换开关的选择 ................................................................................................................ 3 2.2 刀开关的选择 ................................................................................................................... 3 2.3时间继电器、接触器的选择 ............................................................................................ 3
2.3.1时间继电器的选择： ............................................................................................ 3 2.3.2接触器的选择: ...................................................................................................... 3 2.4熔断器、电动机的选择 .................................................................................................... 3
2.4.1熔断器的选择： .................................................................................................... 3 2.4.2电动机的选择： .................................................................................................... 4 2.5 电磁阀的选择 ................................................................................................................... 4 第三章 分拣系统的PLC选择 ......................................................................................................... 5
3.1 PLC控制系统设计的原则和内容 .................................................................................... 5 3.2 PLC的选型 ........................................................................................................................ 5
3.2.1 PLC的处理速度应满足时实控制的要求 ............................................................ 5 3.2.2 PLC应用系统结构合理、机型系列应统一 ........................................................ 6
第四章 大小球分拣系统的PLC设计 ........................................................................................... 8
4.1系统的功能 ........................................................................................................................ 8 4.2大小球分拣系统的结构 .................................................................................................... 8 4.3 I／O端子地址赋值表 .................................................................................................... 8 4.4大小球分拣的设计思想 .................................................................................................... 9 第五章 机械手分拣大小球的PLC程序设计 ............................................................................. 11
5.1 控制流程图 ..................................................................................................................... 11 5.2 PLC程序 .......................................................................................................................... 12
5.2.1 梯形图如下 ....................................................................................................... 12 5.2.2 仿真图如下 ....................................................................................................... 14 5.3主电路图 .......................................................................................................................... 15 5.4 控制电路图 ..................................................................................................................... 15 ................................................................................................................................................ 16 5.5 外部接线图 ..................................................................................................................... 16 第六章 总结 ................................................................................................................................... 18 参考文献....................................................................................................................................... 19
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第一章 机械手与PLC的简介
1.1机械手的出现与发展
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置
随着PLC的不断发展，其型号和形式越来越多，为了在设计控制工程系
统时便于表达和选择适当型号的PLC，应对其进行分类。一般按照以下姿势。运动机构的升降、伸缩、两种形式对PLC进行分类。
①按照I/O点的数量分为小型机，中型机和大型机。小型机的输入输出
点的总数一般在256个以下，用户程序的存储容量一般为4KB左右。中型机的输入输出点的总数一般在256～2048之间，用户程序的存储容量一般为8KB左右。大型机的输入
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运
动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置
随着PLC的不断发展，其型号和形式越来越多，为了在设计控制工程系
统时便于表达和选择适当型号的PLC，应对其进行分类。一般按照以下姿势。运动机构的升降、伸缩、两种形式对PLC进行分类。
①按照I/O点的数量分为小型机，中型机和大型机。小型机的输入输出点的总数一般在256个以下，用户程序的存储容量一般为4KB左右。中型机的输入输出点的总
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输出点的总数一般在2048个以上，用户程序的存储容量一般为16KB以上。
②按照结构形式分为整体式结构和模块式结构。整体式结构的PLC具有体积小，成本低和安装方便的特点，大多被小型机所采用，例如SIEMENS公司的S7-200系列的PLC。模块式结构的PLC具有功能强大，配置灵活和维修方便的特点，大多被中型机和大型机所采用，例如SIEMENS公司的S7-300系列和S7-400的PLC。
1.2 PLC的特点与应用及其发展趋势
为了满足现代工业生产日趋复杂，以及多样化的特点（例如，实现逻辑运算，顺序控制，定时，计数和算术运算等操作），对控制的要求也各不相同，目前普遍需要通用性搞的控制系统。PLC的出现受到了广大工程计数人员的欢迎。PLC的主要特点包括以下几个方面
①抗干扰能力强，可靠性高 ②控制系统简单，通用性强 ③编程方便，使用简单 ④功能完善
⑤设计，施工和调试的周期短 ⑥体积小，维护操作方便。
检测物体可以是固体、液体、或粉末状态的物体，只要能反射波用的电子装置及调节检测范围用的程控桥式开关等几个部分组成，高频振荡式接近开关用于检测各种金属，主要由高频振荡器，集成电路晶体管放大器和输出器三部分组成。
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