基于PLC的机械臂装卸流水线的控制系统设计
摘要
随着科学技术的进步，自动化生产流水线已经十分普及，被应用在各行各业。人们通过流水线的作业方式增加了工人的劳动效率，并且使得产品的制造成本降低。通过流水线对货物进行输送后，一般需要将货物从流水线中取下，这就需要使用一种机械臂搬运流水线完成，本次设计针对一种机械臂搬运流水线完成对其流水线的搬运过程的控制系统的设计，其主要内容完成了对机械臂搬运流水线以及传送装置的控制部分的基础知识分析、硬件设计、软件设计、组态控制画面等内容的设计。完成了一个具有四种运行控制方式的机械臂搬运流水线的控制系统，即单步运行模式、手动运行模式、自动运行模式和单周期运行模式，通过控制动作的执行实现了对货物从输送带上进行装卸得到过程。本次设计对其控制参数进行分析确定了输入输出点的分配方式，并绘制了表格，进而实现了对硬件部分的选型，先后对PLC进行选型资料分析、相关传感器进行了选型资料分析等内容，然后通过几种控制模式的分析以及控制流程，完成了本次梯形图的编写，在对梯形图的编写完成后使用模拟软件程序进行了检验，确保程序的正确性和简介性，最后通过触摸屏组态软件编写了机械臂搬运流水线组态控制画面，实现了一种上位机组态的控制方式，使得整个控制过程更加智能以及人性化，从而完成了本次对机械臂搬运流水线控制系统的整个设计过程。
关键词：机械臂装卸流水线控制，输送在装置，多运行模式机械臂程序设计，PLC技术，传感器检测，触摸屏组态
目录
第一章绪论 1
1.1课题研究的背景资料分析 1
1.2课题研究的现状分析 2
1.2.1国外机械臂搬运流水线发展现状分析 2
1.2.2我国机械臂搬运流水线发展现状分析 2
1.3课题研究的意义 2
第二章整体设计方案分析 4
2.1控制系统的搬运流水线结构确定 4
2.1.1机械臂的机械结构确定 4
2.1.2输送带的机械结构确定 5
2.2本次设计的控制要求 6
2.3系统整体控制方案分析 6
2.4整体方案结构简图 6
第三章课题的硬件设计 8
3.1控制元件的硬件选型分析 8
3.1.1PLC的选型分析 8
3.1.2行程限位开关的选型分析 9
3.1.3气动电磁换向阀的选型分析 10
3.2分配I/O表 11
3.3PLC外部接线图的绘制 12
第四章课题的软件设计 14
4.1编程软件简述 14
4.2绘制本次控制流程图 14
4.3梯形图的编写 16
4.4上位机组态画面的编写 26
4.4.1组态软件的概述 26
4.4.2组态软件的功能和发展趋势 27
4.4.3本次控制画面的编写 27
结论 29
参考文献 30
致谢 31
第一章 绪论
1.1课题研究的背景资料分析
机械臂是随着自动化控制技术的发展和机械制造也水平的提高发展起来的一种模拟人手臂进行动作的结构形式。在目前诸多行业的加工工序内都已经开始大批量的使用机械臂代替人工的方式进行操作，比如在汽车制造业中其流水线加装了焊接机械臂、抹胶机械臂、搬运机械臂等，实现了自动化焊接和搬运新形式，提高了其流水线生产的效率；在机械加工行业，人们在机床旁边设立机械臂，完成了对工具的上下料、刀具更换等操作，提升了对批量生产的零部件的加工效率；在一些特殊行业对机械臂的使用也十分广泛，比如深海探测就使用机械臂搬运流水线实现了对深海内样本的取用，在军事领域使用机械臂进行拆爆、防爆，在消防救援领域使用机械臂实现了灭火救援。
参考文献
[1]任振辉主编，电气与PLC控制技术，中国电力出版社，2014.9。
[2]高钦和主编，PLC应用开发案例精选（第二版），人民邮电出版社，2008.7。
[3]王存旭，迟新利，张玉艳，林盛主编，可编程控制器原理及应用，高等教育出版社，2013.8。
[4]何献忠主编，可编程控制器应用技术（西门子S7-200系列）（第二版），清华大学出版社，2013.4。
[5]王炳实主编，机床电气控制（第三版），机械工业出版社，2004.5。
[6]胡晓林主编，电气控制与PLC应用技术（第二版）北京理工大学出版社，2004.8。
[7]PLC电气控制系统设计及应用/庞科旺,袁文华编著.-北京：中国电力出版社，2014.9
[8]扬湘洪，T68镗床的PLC控制，机械制造与自动化，2004.2。
[9]王建，宋永昌主编，电气自动化通用设备应用系列：组态王软件入门与典型应用，中国电力出版社，2014.8。
[10]穆亚辉主编，组态王软件实用技术，黄河水利出版社，2012.6。
[11]杨仲冈主编，数控加工技术，中国轻工业出版社，1998.8。
[12] 李建兴.可编程序控制器应用技术.北京：机械工业出版社，2004.
[13] 王永华.现代电器控制及PLC应用技术.北京：北京航空航天大学出版社，2003.
[14] 高钦和.可编程控制器应用技术与设计实例.北京：人民邮电出版社，2004.
[15] 易传禄主编.《可编程序控制器应用指南》 ， 上海科普出版社，2004.
[16] 张进秋．可编程控制器原理及应用实例[M]．北京：机械工业出版社，2003．
[17] 汤以范主编《电气与可编程序控制器技术》 . 机械工业出版社，2005.
[8] 任胜杰.电气控制与PLC系统．北京：机械工业出版社，2013
[10] 陈宇.可编程序控制器基础及编程技巧.广州:华南理工大学出版社，2002.
