摘 要在现在这个工业化程度相对较高的社会，对生产过程中设备的自动化程度要求越来越高。现在工业中已将可控制逻辑编辑器和自动控制系统相结合并可以较好的应用在工业生产中，这些技术的结合使得机械手可以在具体工业生产中得到非常好的应用，现如今机械手已在各行业应用广泛。本此课题主要研究的是三轴机械手控制系统，其以三轴机械手为研究对象，运用s7-1200PLC对系统进行控制，借助组态王对系统进行监控。物块的摆放样式，即对每一物块位置的事先选定。这一模块的调试是最繁琐的也是最简单的。在进行调试时主要是采用先在取料位置设计好，在这之后对工艺对象里的物块的位置进行调试，随之记录每一个物块的位置，吸取物料时的初始位置坐标也进行记录，以上步骤完成之后继续在工艺对象里对物块的位置进行调试并记录下此时每个物块的坐标，以上的坐标确定步骤虽然看似繁琐，但是物块的坐标误差是很小的，能实现预定的效果。从而实现通过s7-1200plc和组态王模拟工业中机械手的运作。
目录
1绪论 1
1.1 研究的目的和意义 1
1.2 机械手控制系统的发展现状以及发展趋势 1
1.3 课题研究主要内容以及安排 2
2 系统的总体设计方案 3
2.1 基于plc的三轴机械手控制系统设计的基本框架 3
2.2 系统的功能设计 3
3 系统电气硬件设计 4
3.1 系统的硬件设计思路 4
3.2 硬件的选型` 4
3.3 硬件接线的原理图 6
4 系统的控制程序设计 10
4.1西门子博图V14软件环境介绍 10
4.2 PLC控制程序 12
5 系统的组态王设计 22
5.1组态王的简介 22
5.2 组态王的数据变量的建立 22
5.3 动画连接 24
5.4 最终的动画效果 24
6 系统的运行结果及其分析 27
6.1三轴回原点程序的调试 27
6.2 需要摆出的样式的程序的调试 27
6.3系统总体评价 27
7.总结 29
7.1.小结： 29

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7.2.展望： 29
致谢 30
参考文献 31
附录 32
1绪论
1.1 研究的目的和意义
自动控制领域中最早出现了机械手，现在的社会中已经有些项目已经离不开机械手控制系统，特别是在工业生产中机械手受到了人们越来越多的关注，不仅在军事炸弹拆卸方面有广泛应用，而且工业中能够搬运很重的物体，这些物体对于人来说是非常难以移动的。
机械手给人们带来了无穷无尽的便捷，由于机械手在工业应用中能够搬运大型物体解放了人工的操作，所以现在很多国内外企业对机械手在工业中的应用越来越重视，因此投入了很多的资金来购买机械手，这样不仅解放了人的劳动量，而且也提高了企业的生产效率和生产质量，最近几年，随着我国经济的不断进步，机械手在我国工业中的应用也越来越广泛。
机械手的控制系统并不是很复杂而且十分实用，出于这一点很多企业引进了许多机械手，在企业中应用十分广泛，很多人类无法完成的任务通过机械手却可以很轻松的完成，机械手的应用在生活中随处可见，例如在制造汽车时需用机械手来搬运汽车框架和发动机，在太空中人造飞船通过机械手来完成飞船在空间站的故障修理工作，以上仅列出机械手的一些应用，还有很多应用不胜枚举。
1.2 机械手控制系统的发展现状以及发展趋势
机械手涵盖了很多方面的的知识，因此对于机械手的研究还是有很大难度的。对于目前来说主要的问题是将机械手模块化；在此基础上同时也希望将机械手的模块做的更小更加灵活。如果做到以上的要求，机械手控制系统的可靠性，易操作性会得到很大的改善，机械手的成本也会大大降低。
张凯在《基于plc的三自由度机械手控制系统设计》中写道随着可编程控制技术的发展，其在机械手中的强大控制力不仅体现在其能和复杂的继电器控制逻辑，而且能实现数字量和模拟量的控制，这些使得可编程控制器有很大的优点，例如能够提高系统的稳定性和抗干扰能力，模块的扩展很容易实现，工艺连锁也易于实现，更易于在线修改等等。模块化使机械手的使用范围扩大，重复高精度提高机械手的精度，无给油化达到无污染的要求，机电一体化提高系统的可靠性，注重创新研发。
特别是在工业生产中，机器人已经变得越来越流行，而不仅仅是在应用组件的组装并且还广泛使用处理，处理和处理过的部件。另外，后者提供的软硬件开发工作相对较小，具有很强的环境适应性。编程允许机器人执行用户所需的任务。人们的智慧和适应性也能得到很好的体现，在各种环境中完成工作所需的精确度也能得到很好的体现，从而大大改善了工人的工作环境。
1.3 课题研究主要内容以及安排
本次课题主要研究的是基于组态王和s7plc1200的三轴机械手的控制系统，通过综合运用低压电气控制技术，传感器技术等知识。从而实现通过机械手来搬运并将工件进行堆垛和摆放。物块的摆放样式，即对每一物块位置的事先选定。这一模块的调试是最繁琐的也是最简单的。在进行调试时主要是采用先在取料位置设计好，在这之后对工艺对象里的物块的位置进行调试，随之记录每一个物块的位置，吸取物料时的初始位置坐标也进行记录，以上步骤完成之后继续在工艺对象里对物块的位置进行调试并记录下此时每个物块的坐标，以上的坐标确定步骤虽然看似繁琐，但是物块的坐标误差是很小的，能实现预定的效果。
论文介绍了机械手的结构以及工作原理，其中包括了系统所实现的功能以及软件的介绍和使用。以下我将通过七个章节来逐一介绍：
第1章是绪论，是对整个论文的简要概述。
第2章是本次系统设计的总体的方案和介绍，包括了机械手设计的基本框架和功能设计。
第3章是系统的硬件设计，包括plc的硬件和软件的选型以及plcI/O口的分配。
第4章是plc1200的控制程序设计，其中介绍了运行所需的主要程序。
第5章是组态王的程序设计,包含程序编写以及组态王的简介。
第6章是系统的调试以及运行的结果，达到的预期。
第7章是总结，总结在本次设计中遇到的疑问以及学习到的知识，还有自己的不足。
2 系统的总体设计方案
2.1 基于plc的三轴机械手控制系统设计的基本框架
电源、西门子S71200PLC、步进驱动器及其电机、传感器、控制面板、组态王等电气设备是三轴机械手控制系统的组成部件。系统硬件系统主要是由三台 Kinco 2M530 型号步进驱动器，一台西门子S71200型号，三台 Kinco 2S56Q02054 型号步进电机，检测传感器而组成。PLC与电脑客户端通过以太网进行通讯连接，机械手的运行状态可以很好的在组态王中显示，很好地实现了整个系统的自动控制。

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