日 期 3.26 本文的设计是自动码垛机器人控制系统设计。该系统以机械手完成生产线成品线的打包后的工件码垛。本次课题根据实际生产线中打包后的成品码垛的工艺要求，确定了码垛机械手的控制方案，设计出了电气原理图，完成硬件的选型，确定和分配了I/O点，设计中使用西门子S7-200系列的可编程控制器，使用CPU 224实现对机械手的控制，实现了自动/手动操作，按顺序进行码垛的设计。有效的提升了产线的产能和系统的稳定性。通过此次毕设，我更深层次的了解到PLC系统设计的基本步骤，对之前所学的部分知识有了重新的认知和巩固；得到了机电专业相关岗位应具备的能力有了极大的提升。
目录
引言 1
一、绪论 2
（一）设计背景 2
（二）研究意义 2
（三）策划其中的过程 2
二、全部的自动码垛控制设计 2
（一）全部设计了解 2
（二）机械手流程图 3
三、码垛机械手硬件设计 4
四、控制系统软件设计 5
（一）关于PLC的了解和挑选类型 5
（二）作业流程简介 5
（三）I/O表 6
（四）流程图细节说明 7
五、PLC程序设计 7
（一）程序设计指令的挑选 7
（二）创立仿真项目 7
总结 30
参考文献 31
附录 PLC梯形图设计 32
引言
工业化的进程下，增加了对生产产能的需求，因此对自动控制提出了更高的要求。工厂和工程项目当中，常会有各种高危险性的工作环境，面对这种情形，机械手的出现大大缓解安全产的难题。
本次设计根据课题任务的要求，制定出码垛机械手的控制方案，根据实际硬件连接进行外部电路设计绘制出方案的电气原理图；对系统进行软硬件的选择，完成程序的设计和调试。本次设计选择西门子的S7200系列CPU，此CPU具有编程环境友好，可拓展性佳，性能稳定，价格便宜等优势。程序使用CPU 224完成整个系统的程序设计，最终可实现手动、自动、状态显示、 *51今日免费论文网|www.jxszl.com +Q: ^351916072# 
机械手循环抓取、机械手完成下降、上升、加紧工件、松开工件等动作。通过模拟调试仿真，有序的控制物料从成产线末端把成品搬到码垛区，并按顺序堆放成品，最终实现一套完整的搬运动作，使生产更有安全性、条例性。
在软件部分给出设计的基本思路、流程图和程序介绍。整个系统构建后，对整个系统进行介绍并对需要改进的部分进行分析。
一、绪论
（一）设计背景
当今工业4.0的飞速发展，自动化的层次进一步深入。使用PLC搭配智能机器人可完成生产线上的焊接、锻造、搬运等多个关键动作，有效的替代了人力，也可以降低由于高温、高危和有毒等极端环境下的生产的公安事件。自动码垛器人控制的重要变化方向将是机电集成；自动码垛机器人控制系统最为关键的的衡量准则是自动化技术的成熟程度息息相关，自动化的关键在于控制和检测；传感器及精密测量工具的出现将会极大的提升码垛控制系统的自动化水平。目前我国对码垛机械手代替人完成高强度、重复工作有着极大的需求，因此本课题有着重要的研究意义。
（二）研究意义
在本设题从实际生产过程的生产线后端，使用码垛机械手系统完成打包后的成品的转移工作为应用场合。本课题的主要控制对象是码垛机械手，码垛机械手的任务是将成品一个个转移到指定位置，码放成垛。本课题还尝试将成垛的货物进行卸垛、重新转移，进一步提高了码垛机械手系统的应用范围。同时对码垛排序的分析，也对码垛机械手系统的优化起到一定作用。在我国物流大发展的情况下，本课题有着一定的探究作用。
（三）策划其中的过程
这次研究要用到自动码垛机器人控制系统的关键功效见下面：
（1）抓取成品功能：机械手从初始位置出发到达抓取成品的上方，下降机械抓手。
（2）夹紧机械手功能：机械手下降到位，夹紧机械手。
（3）转移成品功能：将机械手向码垛位置移动。
（4）成品堆垛功能：机械抓手下降到适当位置，不合适再调整位置。
（5）松开机械手功能：机械手码垛到位，松开机械手。
（6）回原点的功能：一次完整的运送之后，抓手返回到起始的地点，为下次做准备。
二、全部的自动码垛控制设计
（一）全部设计了解
这次设计是由控制器PLC当作基础的机械手码垛系统，实现有序的控制物料从成产线末端把成品搬到码垛区，并按顺序堆放成品。码垛机械手系统模拟图和，码垛顺序分别见下图21所示。
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（a）码垛机械手系统模拟图
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（b）码垛顺序图
图21
机械手流程图
整机流程简图如图22所示。
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图22纸盒自动组装设备的整体的流程图
三、码垛机械手硬件设计
（1）输入接线
（1）输入连接线弦长比二十五米短，假如因为工作地方的原因对他影响很小的时候，在制造生产不多的情况下这时候接入线路的输入线长点也可以，只不过是在一个固定的范围内。
（2）接入设备的输入与出一定要分开姐线，保证PLC的运行具有较好的鲁棒性，抵抗外界干扰。
（3）正常工作的时候，设备的输入回路里面肯定有一个是要插入一个二极管，为了保证其他一部分信号对我们在运行设备的一个影响造成一些不必要的错误，这样的话大大的可以提高我们的信号输入。
（2）线路接入电源
首先从电源的挑选过程中是有一定的范围的，因为这个电源可以大大提升自动码垛的控制系统的抗干扰能力。 举例说明一下在提升与改进自动码垛控制系统的时候一定要挑选出不是很高的电压波动与波形失真电源。 非常有帮助的是具有可靠性与抵御干扰性。 这是一方面。 通过将开关电源（例如隔离变压器，稳压器或晶体管）用于回路电源，当在情况很不好的工作条件下可以很好的去适合工作都归结于它的抵御干扰的能耐的大大提好。电压的一个输送在中国正常全都都在二百二十伏与三百八十伏，但在输送的过程中肯定是有区别存在的这个就叫做电压差，这个差距呢一般情况下都在百分之十左右，自动码垛它的控制系统正常情况下都是采用五十赫兹电压在二百二十伏交流电压提供电，这个设备在制造的时候就选取了可以编程的控制器，供给的直流二十四伏电源为接近传感器、光电和输入，也能为接线端供给输出直流二十四伏。
（3）接地
码垛系统的接地方法可分为浮动式，直接接地和电容式接地三种。 PLC控制方法是一种高速，低级的控制设备，容易受到较大的干扰。 直接接地方法更适合于确保安全和抑制干扰。 它改善了码垛系统工作过程中的可以依赖的地点，可以规避了可以不发生的危险与突然的冲击，在工作的时候既可以保证它的可靠性也保证了安全性。连接到专用接地线的基本上是可以编程的控制器。

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