《三自由度机械手的控制系统设计》-毕业论文（设计）.doc

毕业设计(论文)材料 专业班级 电子信息081班 姓 名 指导教师 （讲师） 所在学院 信息科技学院 　 2012年 6月 总 目 录 毕业设计(论文) 指导老师评语表 评阅人评阅表 答辩记录表 答辩委员会评语表 毕 业 设 计 (论 文) 题 目 三自由度机械手的控制系统设计 专 业 电子信息工程　 班 级 081班 姓 名 指导教师 所在学院 信息科技学院　 三自由度机械手控制系统设计 信息科技学院电子信息工程专业 摘要：为了提高机械手在工业生产中定位的精度，介绍一种基于PLC的三自由度机械手控制系统设计方案。方案中提出了步进电机在机械手定位应用中的一种新思路，详细论述三自由度机械手控制系统的硬件结构及软件实现方法，并建立MCGS组态环境界面对系统的运行进行监控。测试结果表明，该系统运行稳定，定位精确，具有较高的应用价值。 关键词：PLC；三自由度；机械手；步进电机；MCGS组态环境 Design and realization of 3-DOF manipulator Control System Based on PLC Abstract: In order to improve the positioning precision of manipulator in industrial production, a design proposal of 3-DOF manipulator control system based on PLC is introduced. The proposal puts forward a new train of thought about stepper motor applied to manipulator positioning. While the hardware structure and software implementation method of the 3-DOF control system are discussed in detail. MCGS configuration environment interface for monitoring the system operation is established. The results of test show that the system running stably, positioning accurately, so it has a good application value. Keywords: PLC; 3-DOF; manipulator; stepper motor; MCGS configuration environment 目 录 第1章 绪 论 1 1.1 概 述 1 1.1.1 国内外智能机械手的发展概况 1 1.1.2 国内外PLC的发展情况 2 1.2 选题意义 3 1.3 课题原理 4 1.3.1 步进电机 4 1.3.2 步进电机驱动器 4 1.3.3 传感器 6 1.3.4 PLC 6 1.3.5 旋转码盘 6 1.3.6 直流电机驱动单元 6 第2章 PLC的选用及S7-200系列的特点 7 2.1 PLC的简介 7 2.2 PLC选用 7 2.3 S7-200系列的特点 8 第3章 硬件电气连接设计 12 3.1 旋转光电编码器的选用与连接（I/O口选择） 12 3.1.1 光电编码器的结构及工作原理 12 3.1.2 旋转光电编码器的连接 13 3.2. 步进电机的驱动电路设计 14 3.2.1 步进电机的选型 14 3.2.2 步进电机驱动器 14 3.3 直流电机的驱动电路设计 16 3.4 按钮开关电路设计 18 3.5 设计需要的输入输出点 20 第4章 软件设计 23 4.1 手动/自动模式切换编程 23 4.2 机械手提升的编程(自动工作时) 23 4.3 机械手伸缩的编程 (自动工作时) 24 4.4 机械手基座平台旋转的编程(自动工作时) 25 4.5