搬运机械手电气控制系统设计_课程设计(编辑修改稿)

搬运机械手电气控制系统设计_课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

件。 机械手首先是从美国开始研制的。 1958 年美国联合控制公司研制出第一台机械手。 （来自“百度百科”） 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。 工业机械手是工业机器人的一个 重要分支。 它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务，在构造和性能上兼有人和机器各自的优点，尤其体现了人的智能和适应性。 机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域，是一门跨学科综合技术。 机械手控制系统设计步骤 根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作 ,确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。 (2)分配输入、输出设备 ,即确定哪些外围设备是送信号给 PLC 的 ,哪些外围设备是接 收来自 PLC 的信号的 ,同时还要将PLC 的输入、输出点与之一一对应 ,对 I/O 进行分配。 在此基础上确定 PLC的选型。 (3)根据控制系统的控制要求和所选 PLC 的 I/O 点的情况及高功能模块的情况 ,设计 PLC 用户程序 ,此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程序。 PLC 的用户程序体现了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系 ,编程时可用编程器或计算机直接编程、修改 ,同时也可对 PLC 的工作状态、特殊功能进行设定。 (4)对所设计的 PLC 程序进行调试和修改 ,直至 PLC 完全实现系统所要求的控制功能。 (5)保存已完成的 程序。 4 第 2 章 控制方案论证 搬运机械手的设计原理 图 31 是搬运机械手工作示意图。 该机械手的任务是将传送带 A 上的物品搬运到传送带 B。 为使动作准确，安装了限位开关 SQ SQ SQSQ SQ5。 分别对机械手进行抓紧、左旋、右旋、上升、下降等行程的检测，并给出动作到位的检测信号。 另外还安装了光电开关 SP。 负责检测传送带 A 上的物品是否到位。 此外，还设置了起动按钮 SB1 和停止按钮SB2，分别用以启动和停止机械手的动作。 图 31 搬运机械 手工作示意图 传送带 A、 B 由电动机 M M2 拖动， M M2 分别由接触器 KM KM2 控制，机械手的上、下、左、右、抓、放等动作由液压系统驱动，并分别由 6 个电磁阀 YV1— YV6 来控制。 PLC 的选取 由于市场的需求和西门子 PLC的广泛应用所以我选取的是 们对其进行简要说明： S7200 系列是一类可编程逻辑控制器（ Micro PLC）。 这一系列产品可以满足多种多样的自动化控制需要，下图展示一台 S7200 Micro PLC 5 的 CPU22*系列 PLC 的 CPU 外型图如图 2，具有紧凑的设计、良好的扩展性、低廉的价格以及强大的指令，使得 S7200 可以近乎完美地满足小规模的控制要求。 此外，丰富的 CPU 类型和电压等级使其在解决用户的工业自动化问题时，具有很强的适应性。 S7200 CPU 模块包括一个中央处理器单元（ CPU）、电源以及数字量I/O 点，这些都被集成在一个紧凑、独立的设备中。 图 21 S7200 CPU外型图 负责执行程序和存储数据，以便对工业自动控制任务或过程进行控制。 ：输入部分从现场设备（例如传感器或开关）中采集信号，输出部分则控制泵、电机、以及工业过程中的其他设备。 CPU 及其所连接的任何模块提供电力。 S7200CPU 同编程器或一些设备连接起来。 CPU 的工作模式（运行或停止），本机的 I/O 的当前状态，以及检查出来的系统错误。 6 CPU 的 I/O 点数（ CPU221 不可以扩展）。 可以提供其通讯功能。 CPU 具有内置实时时钟，其他 CPU 需要实时时钟卡。 卡可以存储 CPU 程序，也可以将一个 CPU 中的程序传送到另一个 CPU 中。 RAM 中的数据存储时间。 图 21 展示了一个基本的 S7200 Micro S7200 CPU 模块 ,一台个人计算机 (PC),STEP 7Micro/win32( 版 )编程软件 ,以及一条通讯电缆 .为了使用个人计算机 (PC),你必须以下一种设备 :一条PC/PPI 电缆；一个通讯处理 器 (PC)和多点接口 (MPI)电缆；一块 MPI 卡 ,随 MPI 卡提供一根通讯电缆。 图 22 S7200 Micro PLC 系统的组成 7 第 3 章 控制系统硬件电路设计 传送带 A,B 的主电路图及传送带 B 的控制电路图 根据传送带 A， B 的运行要求设计其主电路图如下： 图 34 传送带 A,B 的主电路图 根据传送带 B 的运行要求设计其控制电路入下图： 图 35 传送带 B的控制电路图 8 电动机主电路和控制电路电器元件选择 序号 代号 名称 数量 规格型号 1 M M2 电动机 2 JQ2Z14 2 FR FR2 热继电器 2 T16 3 YV1YV6 电磁阀 6 3 QS 电源开关 1 HZ1010/3 4 SB1SB9 按钮 9 5 PLC 可编程 控制器 1 CPU226 6 KM KM2 接触器 2 CJ2025 7 SP 光电开关 1 8 QF 断路器 1 9。