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基于plc的气动机械臂设计

更新时间:2019-02-21
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基于plc的气动机械臂设计

摘 要

改革开放以来,随着经济水平和工业水平和人民生活水平的不断发展以及经济全球化进程的加剧,信息交流和生活节奏越来越快,这就给制造业、建筑业、医疗、交通运输、航空航天、智能家居等行业的自动化程度及运行效率提出了更好的要求。企业只有适应市场的快速变革与快节奏交互,才能在行业内迅速立足并快速发展。
工业机械臂因为具有动作精度高、可承受负载范围大、操作简单、能适应高强度极端复杂工况等优点而被广泛应用于工业生产制造、建筑业、航空航天、船舶重工等生产加工、搬运领域。鉴于我国是一个人口大国、人均资源占有量远远低于国际平均水平且面临着雾霾等多种环境问题,气动机械臂因为具有响应快、负载大、弹性控制、高效、节能、环保等优点而成为当下工业机械臂领域的研究热点。
气动机械臂性能的好坏主要取决于其结构和控制系统的设计是否合理,其中控制系统的设计是气动机械臂的设计难点。PLC因为具有耗电量低、可靠性好、运行速率快、使用寿命长等显著优势而成为现阶段自动控制领域最常用的可编程控制器,故而本研究中选用西门子S7-200系列的CPU224作为控制器并通过外接EM221和EM222作为扩展数字量输入和继电器输出模块完成了气动机械臂控制系统的设计,在此基础上进一步完成了软件、硬件设计。
关键词:气动机械臂;PLC;控制器;

目 录

摘 要 I
Abstract II
第一章 绪 论 1
1.1 机械臂的定义 1
1.2 气动机械臂简介 2
1.2.1 气动技术 2
1.2.2 气动机械臂 2
1.2.3 气动机械臂的发展趋势 3
第二章 方案论证 4
2.1 机械臂的设计 4
2.1.1 气动搬运机械臂的结构 4
2.1.2 气动搬运机械臂的工作原理 4
2.2 本论文的主要内容及达到的目标 5
2.3 基于PLC的气动机械臂控制方案 5
第三章 系统硬件电路的设计 7
3.1 PLC简介 7
3.1.1 PLC可编程控制器的特点 7
3.1.2 PLC的应用领域 8
3.1.3 PLC的系统组成 8
3.1.4 PLC的工作原理 10
3.2 输入/输出信号 12
3.3 PLC的选型 13
3.4 I/O地址分配 14
3.5 PLC外部接线 16
3.6 电气控制原理 16
第四章 软件设计 18
第五章 结论 22
参考文献 23
致 谢 24
附 录 25