机电传动控制优秀课程设计仓储机器人搬运优质控制设计牛猪羊.docx

目录
1.课程设计任务及要求··························· 3
1.1 课程设计任务····························· 3
1.2 课程设计基础要求························· 3
2. 设计思绪······································ 4
3. 程序设计······································ 5
3.1 PLC选型·································· 5
3.2 端子分配图······························· 5
3.3 次序功效图······························· 6
3.4 梯形图··································· 7
4. 程序模拟调试说明······························ 16
5. 结束语········································ 17
6. 参考文件······································ 18

序言
工业机器人在工业生产中能替换人做一些单调、频繁和反复长时间作业，或是危险、恶劣环境下作业，比如在冲压、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，和在原子能工业等部门中，完成对人体有害物料搬运或工艺操作。
20世纪50年代末，美国在机械手和操作机基础上，采取伺服机构和自动控制等技术，研制出有通用性独立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，美国通用汽车企业用21台工业机器人组成了焊接轿车车身自动生产线。以后，各工业发达国家全部很重视研制和应用工业机器人。
因为工业机器人含有一定通用性和适应性，能适应多品种中、小批量生产，70年代起，常和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组成部分。
从90年代早期起，中国国民经济进入实现两个根本转变时期，掀起了新一轮经济体制改革和技术进步热潮，中国工业机器人又在实践中前进一大步，前后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等多种用途工业机器人，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，为中国机器人产业腾飞奠定了基础。
即使中国工业机器人产业在不停进步中，但和国际同行相比，差距依旧显著。从市场拥有率来说，更无法相提并论。工业机器人很多关键技术，目前我们还未掌握，这是影响中国机器人产业发展一个关键瓶颈。

1. 课程设计任务及要求

1.1 课程设计任务
依据要求，设计出一套plc控制系统，而且控制机器人实现搬运工件目标，画出端子分配图、次序功效图，设计并调试PLC控制梯形图。
1.2 课程设计基础要求
有A、B两个3层储物架存放工件，每层储物架全部有一个检测传感器，两
个储物架中间有搬运机器人，机器人能够实现上升、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
能够把A储物架某层工件取出，放到B储物架某层，也能够把B储物
架某层工件取出，放到A储物架某层，比如A1--B3或B2--A3，可
以经过一个选择开关选择方向，即A--B或B--A，经过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，
依据方向选择和状态选择，决定机器人动作过程。选择好后，按开启按
钮，机器人开始工作。自己设定机器人初始位置。

2. 设计思绪

依据任务要求，我画出了题目示意图，而且确定了机器人有以下多个动作：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机型，选择时关键包含机型、容量、I/O模块和电源选择。
这个机器人搬运控制系统有15个输入，8个输出，所以选择CPU216比很好。
PLC主机：选择S7-200系列PLC作为机器人搬运控制系统主机，型号为
CPU216。
a. 23个输入/8个输出共31个数字量I/O点。
b. 13KB程序和数据存放区空间。
c. 6个100ms定时器，完全满足本设计需要。
3.2 端子分配图
图2所表示，为机器人搬运控制系统端子分配图

图2 端子分配图

3.3 次序功效图
依据题目要求，画出次序功效图图3所表示

图3 次序功效图
按下开启按钮，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机器人松开工件而且1S后转回。

3.4 搬运控制系统梯形图
依据次序功效图，画出该系统梯形图图4所表示。

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 MicroWIN SP3图标进入编程界面，编写程序。编写程序好了以后，对程序进行初步编译，提醒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。
按下开启按钮I0.0后断开，机器人上升，按下选择开关I0.4，I0.5或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，机器人夹紧工件而且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后松开工件而且1s后旋转。

5. 结束语

本学期《机械传动控制基础》学习结束了，在老师悉心教导下，学习这门课程收获了很多工程应用知识。在课程最终进行两周课程设计，让我受益匪浅，尤其是对PLC这个工业控制装置有了比较深入了解并学会了一下PLC基础应用和对部分简单PLC控制能够进行设计。平时我们学习全部处于理论学习状态，没有训练实际应用自行设计能力。经过这次课程设计，也知道自己掌握知识还是不够熟练和全方面，在课程设计时碰到很多麻烦，期间查阅了很多参考书，也培养了自己查找资料能力，加深了对知识掌握。同时谢谢任老师悉心指导，帮我处理了很多课程设计中碰到问题，使得课程设计得以顺利完成，在这里表示衷心感谢！

6. 参考文件

[1]陈白宁，段智敏，刘文波.机电传动控制基础[M].沈阳：东北大学出版
社，.
[2]陈白宁，任晓虹.机电传动控制试验指导书，沈阳理工大学机械工程学
院.
[3]郑凤翼，金沙.图解西门子S7-200系列PLC应用88例.电子工业出版社，
.
[4]王阿根.西门子S7-200 PLC编程实例精解.电子工业出版社，.
[5]王阿根.PLC控制程序精编108例.电子工业出版社，.