毕业论文基于plc的机械手搬运控制系统实现.doc

摘  要

【摘要】 机械手在柔性生产线中得到了广泛的应用，特别是电器制造、汽车维修、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。

本文主要介绍了基于PLC的机械手搬运控制系统的实现，对物料搬运分拣单元的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析。搬运分拣站根据上一站的加工信号，并通过磁性传感器和电磁阀对机械手的控制，完成物料的搬运和分拣。

本系统使用STEP 7-Micro/WIN V4.0 编程软件，完成软件的编程，西门子S7-200完成机械手的顺序控制并由不同的气缸完成执行动作。实现S7-300与S7-200构成主-从站的网络结构，在触摸屏上显示相关的操作信息。

【关键词】 机械手；PLC；物料分拣；STEP 7-Micro/WIN V4.0。

英文题目

Abstract

【ABSTRACT】Manipulator in a flexible production line with a wide range of applications, especially in the electrical manufacturing, vehicle maintenance, plastics processing, general machinery manufacturing and metal processing industries.

This paper describes the handling of PLC-based manipulator control system, the overall structure of the material handling sorting unit, the implementation structure, drive and control systems analysis. Handling the sorting station to stop processing the signal, and complete material handling and sorting by magnetic sensors and electromagnetic valves control the manipulator.

This system uses the STEP 7-Micro/WIN V4.0 programming software, to complete the programming of the software, Siemens S7-200 to complete the sequence of manipulator controlled by a different cylinder to complete the implementation of the action. Achieve the S7-300 and S7-200 constitute the master - slave network structure on the touch screen to display the operating information.

【KEYWORDS】 manipulator；PLC；Material sorting；STEP 7-Micro/WIN V4.0。

目  录

1 引言 1

1.1 研究目的与意义 1

1.2  MES及柔性自动化生产线 1

1.2.1 MES的定义 1

1.2.2 柔性自动化生产线 1

1.3 PLC的历史，现状和趋势 1

1.3.1 PLC的发展历史 1

1.3.2 PLC发展现状 2

1.3.3 PLC的发展趋势 2

1.3.4 本设计所使用的PLC 2

1.4 机械手发展现状、趋势 2

1.4.1 机械手 2

1.4.2 国内外机械手的现状、趋势 2

1.4.3 本系统设计所使用的机械手 3

1.5 本章小结 3

2 系统硬件 4

2.1 MES网络型模块式柔性自动化生产线实训系统 4

2.1.1 产品特点 4

2.1.2 技术性能 5

2.1.3 系统配置 5

2.1.4 系统工作工程 6

2.2 搬运分拣站 7

2.2.1 主要组成与功能 7

2.2.2 气动手指、气缸及其气动技术 7

2.2.3 电磁阀 12

2.2.4 磁性开关 12

2.2.5 调速阀、浮动接头 13

2.3 主控单元 14

2.3.1 主要组成与功能 14

2.3.2 网络控制及工作流程 14

2.3.3 触摸屏 15

2.4 PLC概述 16

2.4.1 PLC的的结构 16

2.4.2 PLC工作原理 17

2.4.3 西门子S7-200 ，CPU224 17

2.4.4 EM277 PROFIBUS-DP 模块 18

2.4.5 西门子S7-300 ，CPU 313C-2DP 19

2.5 本章小结 20

3 系统软件 21

3.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0 编程软件 21

3.1.1 S7-200系统PLC的编程系统 21

3.1.2 STEP7系列PLC编程语言 22

3.2 STEP-7编程软件 23

3.3 EV5000_V1.6_CHS 23

3.4 本章小结 24

4 机械手搬运分拣系统的实现 25

4.1 机械手搬运分拣系统原理图 25

4.2 气动回路原理图 25

4.3 控制要求 26

4.4 流程图 27

4.5 顺序控制图 28

4.6 梯形图 30

4.7 主控单元组态硬件 32

4.8 触摸屏界面的组态 32

4.9 本章小结 34

5 系统的调试和分析 35

5.1 系统的调试 35

5.1.1 机械手搬运分拣的调试 35

5.1.2 触摸屏中横臂机械手单元调试 35

5.2 系统的分析 39

5.2.1 电磁阀漏气现象 39

5.2.2 无杆气缸限位误差 39

5.2.3 CPU 313C-2DP 无法正常工作 39

5.3 本章小结 39

参考文献 40

致 谢 41

附录 42