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-31.2课程设计的基本要求2. 设计思路3. 程序设计- 53.1 PLC 选型 “53.2 端子分配图“53.3顺序功能图“63.4 梯形图-74. 程序模拟调试说明 “165. 结束语“176. 参考文献-18、八 、，刖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

2、制等技术，研制出有通用性的独立的工业用自动操作装置，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

3、、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pic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

4、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180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

5、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。工件位雹传感器斓层检测件感器mA3 -、测传感器nA3P层检测传感器rnAl ->工件fcEfe感器03B2Bl-B3层检测侵感器B2E检测传感器町层检测ft®*货架A货架B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

6、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曲至亚?送择拜装 妣厦输利儘悬器 魁JS榆刻恬恳器 舫层松利儘感器 EL匡柚®传恿器 竝层检测侵磁器 曲层枪测传感器 眩肛坪位舌传昭器 机械手IE力传感誥 机械手手皆缩回搐割儒悬器 顷恬眼偉开丟E竝工辞也舌貧磁藹机器人上升伸

7、手 手臂微晦 工件夹縈丰営锻拾缩手 机羞人腕转工件松耳10.010. 110 210.310.410. 510 610. 711.011. 1IL2II 311 411.511.6T1 712. 012. 112 212.312 412. 512.8gDQD. 1QO . 2:Q0 3qa 4Q0 5QCt sQD. 7机若代上升一伸丰手肾微曄一工泮夹囂手皆徵抬细手_机器人施援一 工件枪开图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

8、.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5W.1MM MQ.QH I，)H1.3».=&uc.oh et-1. ork 2.13.4NeLwoit耗2I |_112MQ.31 11 11 10.3Q0.2T S )NtAJBrk 4MO E ID

9、.4 MO 7 MO GUQ.600.5I5)Ntetwork 8MOB11.4MIOMO 7T T HM07oo.eT 1q )Network 5N#tA4rk. 17Ml 710.5U21 US 011 HL h1NstAork 帖H2.0114ya.2H2.1T 11 1rX >MZ1QD.OT 1u >hlefj樟 ric 19M2.1U.SM2.2M2.2T1 qLFL >M22QO 1Tl>Hetrk 2DMZ2U.S底斗W 311L hQ0.3H11H )K=hvork ?'IN TON10- PT 100削rk 22M«twork23T

10、41IN TON(Oft2- LI J L2911.5M3 5 M3 <QO 1 C30H . GM3 0M3 5002T42IM10-PTmsMO .0IMS. 7H2.70B图4搬运系统控制梯形图机器人伸手，当输出时机器人缩手，输出1s后返回原位。当输出Q0.0时，机器人上升，当输出为 Q0.1时,为Q0.3时夹紧工件，1S后手臂微抬，输出 Q0.5Q0.6时机器人旋转，输出Q0.7时机器人松开工件，僦Menc 1 /两丸杞EI1.TQ0.D-I I_c1h*etMQr< £120II 2<M5 QO 1N鱼加0花312 .411.4QQ .lOf) 5Metr

11、ic 411111.34® 2NEhudrt f12 J 00 303 . <er*s?rk f05703N 亡 t#0lA ?126<M3<M7II1 x I( ?Mer*ork 612 £ I S 00 6图5手动控制梯形图按下11.7机器人上升，按下12.0机器人伸手，按下12.4机器人缩手，按下12.1机器人手臂微降，按下12.3机器人手臂微抬，按下I2.2工件夹紧，按下12.6工件松开，按下12.5机器人旋转。4. 程序模拟调试说明双击桌面V4.0 STEP7 MicroWIN 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

12、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，加深了对知识的掌握。同时谢谢任老师的悉心指导，帮我解决了许 多课程设计中遇到的问题，使得课程设计得以顺利完成，在这里表示衷心 感谢！6