机械5

基于PLC的焊接机器人控制系统设计 摘要 在科技迅猛发展的今天，在世界范围内如何提高工业生产的效率成为了一个世界性的问题，随着科技的发展，越来越多的机器人被应用到传统的工业生产当中，机器人作为提高生产效率，降低劳动力的劳动强度有着重要的意义，其中在焊接领域也出现了专门进行焊接的机器人，而对于焊接机器人的设计，均没有一个统一的方案，其原因就是因为不同的生产环境需要的焊接机器人功能不同，所以本设计基于德国西门子公司生产的S7-200型号可编程控制器，进行了焊接机器人控制系统的设计，并且选择了相关的元器件，而我这次设计主要注重的是电气柜中的是控制电路设计，此次设计我需要的输入接口是6个，输出接口是6个，S7-200 CPU224有14个输入接口和10个输出接口，可以完美完成这次设计的需求，我设计的焊机机器人所需要完成的动作为启动，焊头下行，到位后开始焊接，前进，焊完焊头上行，上行到位再退回原位，在S7-200 CPI200的强大功能下这些要求都得以完美实现。 关键词：焊接环境；机器人；控制系统；可编程控制器 目录 1绪论................................................................. 1 1.1概述............................................................. 1 1.2选题背景和意义................................................... 1 1.3焊接机器人国内外背景............................................. 2 1.4课题的主要研究内容及研究意义..................................... 3 1.5本章小结......................................................... 3 2焊接机器人............................................................. 4 2.1焊接机器人的组成................................................. 4 2.2焊接机器人的分类................................................. 4 2.3焊接机器人的常用控制方式......................................... 8 2.4焊接机器人的应用................................................. 9 2.5焊接机器人的发展趋势............................................. 9 3控制系统............................................................. 11 3.1反馈控制系统.................................................... 11 3.1.1反馈控制系统的概述........................................ 11 3.1.2反馈控制系统的组成........................................ 11 3.1.3反馈控制系统的技术要求.................................... 12 3.2 PLC控制系统..................................................... 12 3.2.1 PLC控制系统的概述及其特点................................. 13 3.2.2 PLC的发展状况和历程....................................... 14 3.3 PLC的基本结构及其分类........................................... 15 3.3.1 PLC的基本结构............................................. 15 3.3.2 PLC的分类................................................. 17 3.4 PLC的型号选择原则............................................... 19 3.5本章小结........................................................ 20 4硬件电路的设计........................................................ 21 4.1 PLC的选取....................................................... 21 4.2其他元件的选型.............................................. 22 4.2.1断路器的选择.............................................. 22 4.2.2继电器的选择.............................................. 23 4.2.3交流接触器的选取.......................................... 24 4.3本章小结........................................................ 26 5软件设计.............................................................. 27 5.1 I/O的分配....................................................... 27 5.2触摸屏的设计.................................................... 28 5.2.1触摸屏画面的设计.......................................... 28 5.3电机选择........................................................ 31 1、控制的方式不同.............................................. 32 2、工作流程不同................................................. 32 3、低频特性不同................................................ 32 5.4梯形图........................................................... 34 5.5本章小结........................................................ 37 6结论.................................................................. 38 参考文献................................................................ 39 致谢.................................................................. 41 附录A控制原理图....................................................... 42 附录B PLC接线图....................................................... 43