程序总体结构
基于PLC的机械手控制设计（全套资料含CAD图纸）
在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气
体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，
相应的各种难题迎刃而解。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用
于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。此设计基于PLC
为基础，设计一种三自由度机械手的控制系统，实现了对多个步进电机的开环控制，
并运用组态王Kingview软件绘制上位机程序。机械手设计主要是依靠限位开关和步进
电机的控制及推动来实现的。机械手的所有动作均采用脉冲控制、电驱动。它的上升
/下降、左移/右移和左旋转/右旋转均采用步进电机完成。机械手的动作转换依靠限
位开关来控制并且按照一定的顺序动作。本设计所用机械部件有模拟机械手爪，电气
方面有PC、欧姆龙CP1H、开关电源、电机驱动器等部件。
目录
第1章绪论.......................................................... 1
1.1机械手的背景................................................................1
1.2柔性制造系统................................................................4
第2章机械手单元...................................................... 4
2.1机械手在柔性制造系统中的位置和功用..........................................4
2.2机械手的执行机构............................................................5
2.3机械手的动作及其流程图......................................................5
2.3.1机械手的主要动作及其坐标变化............................................5
2.3.2机械手的工作流程图......................................................6
2.4机械手控制方案.............................................................7
第3章可编程控制器.................................................... 7
3.1 PLC可编程控制器概述........................................................7
3.1.1 PLC可编程控制器定义....................................................7
3.1.2 PLC可编程控制器的基本构成..............................................10
3.2 PLC可编程控制器的特点..................................................... 10
3.3 PLC可编程控制器应用领域................................................... 1
3.4 PLC可编程控制器的国内外状况............................................... 1
第4章电路中的主要元器件............................................. 15
4.1欧姆龙CP1H可编程控制器................................................... 1
4.1.1欧姆龙CP1H功能特点介绍............................................... 1 5
4.1.2欧姆龙CP1H输入输出介绍............................................... 1 5
4.1.3欧姆龙PLC的特长...................................................... 15
4.2步进电机.................................................................. 17
4.2.1步进电机工作原理及应用................................................ 17
4.2.2步进电机的选择........................................................ 17
5
4.3步进电机驱动器............................................................ 19
4.3.1步进电机驱动器概述及控制原理.......................................... 19
4.3.2步进电机驱动器选择.................................................... 20
4.4接近开关.................................................................. 20
4.4.1接近开关工作原理及应用................................................ 20
4.4.2接近开关的选择........................................................ 21
第5章基于PLC控制的机械手硬件设计................................... 22
5.1 PLC可编程控制器布线与连接................................................. 2 3
5.1.1 PLC输入端子的布线与连接............................................... 2 4
5.1.2 PLC输出端子的布线与连接............................................... 24
5.2步进电机驱动器与电机连接.................................................. 25
第6章基于PLC控制的机械手软件设计................................... 26
6.1 PLC的I/O口定义........................................................... 26
6.1.1 PLC输入端I的定义..................................................... 26
6.1.2 PLC输出端O的定义..................................................... 26
6.2 PLC的程序编写............................................................. 27
6.3组态王KINGVIEW控制界面设计................................................. 27
6.3.1组态王软件简介........................................................ 28
6.3.2控制界面开发设计...................................................... 29
6.4控制系统的程序调试步骤.................................................... 35
6.5调试过程中要注意的事项.................................................... 35
第7章结束语......................................................... 37
参考文献................................................... 38
致谢..................................................... 39
机械手模型
接线图
控制面板
手动程序
顺序功能图
自动程序
