机电传动控制课程设计仓储机器人搬运控制设计---牛猪羊

1、 目录1.课程设计的任务及要求··························· 31.1 课程设计的任务··················&#

2、183;·········· 31.2 课程设计的基本要求························· 32. 设计思路··········&#

3、183;··························· 4 3. 程序设计····················

4、3;················· 5 3.1 PLC选型······························

5、3;··· 5 3.2 端子分配图······························· 5 3.3 顺序功能图···········

6、3;··················· 6 3.4 梯形图·····························

7、······ 74. 程序模拟调试说明······························ 165. 结束语··········&#

8、183;····························· 176. 参考文献··················

9、3;··················· 18 前言工业机器人在工业生产中能代替人做某些单调、频繁和重复的长时间作业，或是危险、恶劣环境下的作业，例如在冲压、压力铸造、热处理、焊接、涂装、塑料制品成形、机械加工和简单装配等工序上，以及在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料的搬运或工艺操作。20世纪50年代末，美国在机械手和操作机的基础上，采用伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作

10、装置，并将其称为工业机器人；60年代初，美国研制成功两种工业机器人，并很快地在工业生产中得到应用；1969年，美国通用汽车公司用21台工业机器人组成了焊接轿车车身的自动生产线。此后，各工业发达国家都很重视研制和应用工业机器人。由于工业机器人具有一定的通用性和适应性，能适应多品种中、小批量的生产，70年代起，常与数字控制机床结合在一起，成为柔性制造单元或柔性制造系统的组成部分。从90年代初期起，我国的国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮的经济体制改革和技术进步热潮，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的工业机器人，并实

11、施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地，为我国机器人产业的腾飞奠定了基础。虽然中国的工业机器人产业在不断的进步中，但和国际同行相比，差距依旧明显。从市场占有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多核心技术，当前我们尚未掌握，这是影响我国机器人产业发展的一个重要瓶颈。1. 课程设计的任务及要求1.1 课程设计的任务根据要求，设计出一套plc控制系统，并且控制机器人实现搬运工件的目的，画出端子分配图、顺序功能图，设计并调试PLC控制梯形图。1.2 课程设计的基本要求有A、B两个3层储物架存放工件，每层储物架都有一个检测传感器，两个储物架中间有搬运机器人，机器人可以实现上升、下降、正转18

12、0度、反转180度、手臂伸出、手臂缩回、手臂微抬、手臂微降等动作。机器人可以把A储物架的某层工件取出，放到B储物架的某层，也可以把B储物架的某层工件取出，放到A储物架的某层，例如A1-B3或者B2-A3，可以通过一个选择开关选择方向，即A-B或者B-A，通过4位拨码开关选择状态，即1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3，根据方向选择和状态选择，决定机器人的动作过程。选择好后，按启动按钮，机器人开始工作。自己设定机器人的初始位置。 2. 设计思路 根据任务要求，我画出了题目示意图，并且确定了机器人有如下几个动作：上升、下降、伸手、缩手、夹紧工件、松开工件、旋转、手

13、臂微降、手臂微抬。其中，我用货架各层检测传感器来控制机器人上升的位置，用工件位置传感器来控制机器人手臂伸出位置，用机器人手臂缩回传感器来检测手臂缩回，用机械手上压力传感器来控制夹紧或松开工件，用旋转限位开关控制机器人旋转。 图1 示意图 3. 程序设计3.1 PLC选型选择PLC的机型，选择时主要包括机型、容量、I/O模块和电源的选择。这个机器人搬运控制系统有15个输入，8个输出，因此选择CPU216比较好。PLC主机：选择S7-200系列PLC作为机器人搬运控制系统的主机，型号为CPU216。a. 23个输入/8个输出共31个数字量I/O点。 b. 13KB的程序和数据存储区空间。 c. 6

14、个100ms定时器，完全满足本设计需要。3.2 端子分配图如图2所示，为机器人搬运控制系统的端子分配图 图2 端子分配图3.3 顺序功能图根据题目要求，画出顺序功能图如图3所示 图3 顺序功能图按下启动按钮，M1.0有效，输出Q0.0机器人上升，M0.2步为活动步输出Q0.2机器人微降，M0.4为活动步时输出Q0.3加紧工件，定时器开始定时1s，M0.5为活动步时输出Q0.4机器人微抬手臂，M0.6为活动步时输出Q0.5机器人缩手，M0.7为活动步时输出Q0.6机器人旋转，M1.0为活动步时输出Q0.1机器人伸手，M1.1动步时输出Q0.2机器人微降，M1.2为活动步时输出Q0.7机器人松开工

15、件并且1S后转回。3.4 搬运控制系统梯形图根据顺序功能图，画出该系统的梯形图如图4所示。 图4 搬运系统控制梯形图当输出Q0.0时，机器人上升，当输出为Q0.1时，机器人伸手，当输出为Q0.3时夹紧工件，1S后手臂微抬，输出Q0.5时机器人缩手，输出Q0.6时机器人旋转，输出Q0.7时机器人松开工件，1s后返回原位。 图5 手动控制梯形图按下I1.7机器人上升，按下I2.0机器人伸手，按下I2.4机器人缩手，按下I2.1机器人手臂微降，按下I2.3机器人手臂微抬，按下I2.2工件夹紧，按下I2.6工件松开，按下I2.5机器人旋转。4. 程序模拟调试说明 双击桌面V4.0 STEP7 Micr

16、oWIN SP3图标进入编程界面，编写程序。编写程序好了以后，对程序进行初步编译，提示没有错误和警告后将程序导出。使用S7_200汉化仿真 V2.0对导出程序进行仿真模拟。 按下启动按钮I0.0后断开，机器人上升，按下选择开关I0.4，I0.5或者I0.6后断开，机器人伸手，按下I1，2机器人微降，然后按下I1.3后，机器人夹紧工件并且1s后微抬，按下I0.4缩手，按下I1.4后旋转，按下I1.5后伸手，按下I1.6后微降，按下I1.3后松开工件并且1s后旋转。 5. 结束语 本学期机械传动控制基础学习结束了，在老师的悉心教导下，学习这门课程收获了许多工程应用知识。在课程的最后进行两周的课程设计，让我受益匪浅，特别是对PLC这个工业控制装置有了比较深入的理解并学会了一下PLC的基本应用和对一些简单PLC控制可以进行设计。平时我们的学习都处于理论的学习状态，没有训练实际应用的自行设计能力。通过这次的课程设计，也知道自己掌握的知识还是不够熟练和全面，在课程设计时遇到许多麻烦，期间查阅了许多参考书，也培养了自己查找资料的能力，加