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机械手自动化控制系统的PLC实现方法研究-硬件部分（完整一套设计，有说明书:论文，图纸）

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目 录

1 系统的硬件组成及工作原理……………………………………………5

1.1 系统的硬件组成概述………………………………………………………5

1.2 可编程控制器的工作原理…………………………………………………5

1.3 步进电机的工作原理及其驱动……………………………………………6

1.4 直流电机的工作原理………………………………………………………8

2 系统硬件的选择及使用…………………………………………………9

2.1 系统硬件配置…………………………………………………………… 9

2.2 可编程控制器的选择及应用…………………………………………… 11

2.3 步进电机及驱动器的使用……………………………………………… 13

2.4直流电机的驱动………………………………………………………… 15

3 系统基本参数测试……………………………………………………… 15

3.1可编程控制器输入端参数测试……………………………………………15

3.2可编程控制器输出端参数测试……………………………………………15

3.3步进驱动器端口参数测试…………………………………………………16

4 系统模块测试………………………………………………………………16

4.1 横轴、竖轴步进电机驱动测试……………………………………………16

4.2 底座、手爪直流电机驱动测试……………………………………………17

4.3 接近开关、旋转码盘功能测试……………………………………………18

4.4 微动开关功能测试…………………………………………………………19

5 系统联机测试………………………………………………………………20

6 结束语……………………………………………………………………… 21

7参考文献…………………………………………………………………… 21

8附录………………………………………………………………………… 22

8.1 FX2N系列可编程控制器技术参数…………………………………………22

8.2 DS2Y-S-DC24V继电器技术参数………………………………………… 23

9谢辞……………………………………………………………………………24

摘 要

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。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

本设计所用机械部件有滚珠丝杠、滑轨、气控机械抓手等。电气方面有可编程控制器（PLC）、编程器、步进电机、步进电机驱动器、直流电机、光电传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、操作台等部件。可编程控制器发出两路脉冲到步进电机驱动器，分别驱动横轴、竖轴的步进电机运转；直流电机拖动底座和手爪的旋转；接近开关、微动开关、旋转码盘将位置信号反馈给主机，由主机发出指令来实现对手臂的伸缩、上下、转动位置的控制；主机发信号到气动电磁阀，以控制手爪的张合来抓放物体。本设计可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数，具有很大的灵活性和可操作性。

关键词：可编程控制器；机械手；步进电机；步进驱动器；脉冲；传感器；直流电机

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