plc的焊接机械手控制系统设计
摘 要伴随着现代社会的发展，科学技术在不断改革和创新，许多高科技产品已成为我们学习，生活和工作中不可或缺的一部分。当机械手装上焊接枪编程焊接机械手，喷吐和切割是焊接机械手的两个功能。机器人的高自由度和高精度可用于焊接人们无法手动完成的工作，例如加工小零件。焊接机器人一般包括焊接部分以及机器人部分。因为焊接部分特别容易，所以本文不对此进行讨论。本设计介绍了我设计的PLC（Programmable Logical Controller）型焊接机器人控制器（即机械手）的做事理念和焊接机械手的工作如何去实现的步骤。 与此同步的是，装配线（Assembly line）的效率大大提高了不少，使得社会经济发展得以迅速提高。本文所设计出来的系统主要运用课堂上曾经学过GX Developer成旭设计，简称为GX设计，因为岑进学过这个软件的课程，所以就选择它来进行设计程序的编辑。本设计中的PLC梯形图同时可以铜锅GX来完成。 与此同时，它还可以在挣个程序中进行解释，便与设计人员编写。 同时，GX操作简单，PLC多种连接方式，便于调试。 程序设计中的内容主要是PLC的步进，循环和连续操作模式，允许机器人完成X，Y和Z方向。 摘 要 3
目录
[Abstract] 4
一、引言 6
二、设计任务分析 6
三、技术方案的详细设计 7
（一）PLC的结构 7
（二）焊接机械手 8
（三）PLC程序的设计 10
（四）PLC程序设计说明 17
（五）PLC机械手的程序调试 24
四.总结 30
参考文献 30
谢辞 31
一、引言
机械手（manipulator）在目前用途是作工业机器人使用，并且在工业自动化生产当中非常普遍。在近些年，工业自动化逐渐起到了更加稳定的作用。作为一个技术系列，它迅速发展了工业自动化的独立学科，渐渐开始成熟。应用机器人开始进入一些高危工作当中。特别是在高温或低温下使用，充满有毒气体和高辐射水平时，机器人在类似情况下表现出极大的实用性，为员工带来了极大的便利。正因为如此，机器人已经受到了人们的关注并开始发展得非常迅速，对于劳动力、劳动条件以及劳动强度等都起到了一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
定的促进作用。因此，它在国内外得到了蓬勃发展。正是因为机械手的技术发展良好，生产资本得到了优化，机器人展示了其独特的优势，如：兼容性强、实用性广泛。能够快速获取完整的编程以及编程方法这一优势让PLC技术在工业生产中得到广泛应用。机器人已经在许多发达国家的工业和农业发展中使用，例如使用机器人来收获面积非常大的农田，同时在可重复性很强的高速线路铺设方面也在用机器人。因为历史的原因，我国的科技起步比现在的发达的工业国家要晚点多得多，再加上技术原因和人才缺少的问题，我国的机器人技术相对落后。该设计主要是通过PLC实现对焊机机器人臂的自动控制。
二、设计任务分析
机械手（manipulator）在目前用途是作工业机器人使用，并且在工业自动化生产中可以经常见到。工业自动化技术近年来不断发展开始慢慢地发挥稳定的作用。作为一个技术系列，它迅速发展了工业自动化的独立学科，渐渐开始成熟。 应用机器人开始进入一些高危工作当中。 特别是在高温或低温下使用，充满有毒气体和高辐射水平时，机器人在类似情况下表现出极大的实用性，为员工带来了极大的便利。 正因为如此，机器人已经受到了人们的关注并开始发展得非常高。 在劳动力，劳动条件和劳动强度方面促进了发展。 因此，它在国内外得到了蓬勃发展。
就机器人的工作类型而言，诸如焊接，部件组装以及喷涂方面的机器人已经应用到了生产中，同时现在的技术也能便捷地解决所有的设计编程难题。在驱动系统设计以及配置方面的难题都已攻克。同时也攻克了弧焊自动工业生产线的高难度装配线难题;在基本部件方面，即硬件方面：在机器人电源焊接以及焊缝自动化方面也有了实质性的技术进展。
正是因为机械手的技术发展良好，生产资本得到了优化，机器人展示了非常突出的优势，例如：兼容性能优秀，实用性强。能够快速掌握可在短时间内获取完整的编程以及编程方法这一优势让PLC技术在工业生产中得到广泛应用。机器人已经在许多发达国家的工业和农业发展中使用，例如使用机器人来收获面积非常大的农田，同时在可重复性很强的高速线路铺设方面也在用机器人。如今，我国的自动化水平要比国际方面差很多，因为受到区域的限制，我国机器人发展整体情况要比国际略逊一筹。这一设计一般都是借助于PLC实现对焊机机器人臂的自动控制。这种设计允许设计师在学校中进行一定程度的整合，并了解一些世界领先知识的常识。
在当时，设计的主要目标是通过PLC来控制焊接机器人。对于主控系统进行设计时，其主要内容是设计流程图，把所有的过程分为多个步骤，以确保每个步骤。对于转换条件、定时、分支、计数、循环以及跳转指令等分步进行控制，从而实现梯形图设计工作。所以，运用这样的方式，借助于PLC编程语言来设计梯形图。因为梯形图编程能够直观地反映出设计方面的控制需求，所以编写的是使用支持Mitsubishi FX系列PLC的GX.Developer编程软件。 。设计人员熟悉的编程软件可加快该设计的编程效率。
三、技术方案的详细设计
（一）PLC的结构
下图31展示的是平流层的结构图
/
PLC的结构图3
（二）焊接机械手
下图32是焊接机械手图片
/
图32焊接机械手图
焊接机械手X轴（前进和后退）、Y轴（上升和下降）的运行都是使用行程开关来控制距离，Z轴方向的控制采用接近开关【（金属传感器）它的工作原理如图33所示】。Output（输出部分）、Signal input part（信号输入部分）、Power input part（电源输入部分）组成了步进电机驱动器（图35展示的是plc与步进电机控制器的连接与工作原理）。这次设计时对于机械手动作方面的要求主要通过步进电机来实现，所用的电机为二相八拍混合式。因为本设计侧重是机械手焊接动作流程的编写，所以焊枪（如图34所示）部分就不进行详细的说明。
。/
图33接近开关的内部结构
/
图34焊枪
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图35plc与步进电机控制器的连接与工作原理
目录
[Abstract] 4
一、引言 6
二、设计任务分析 6
三、技术方案的详细设计 7
（一）PLC的结构 7
（二）焊接机械手 8
（三）PLC程序的设计 10
（四）PLC程序设计说明 17
（五）PLC机械手的程序调试 24
四.总结 30
参考文献 30
谢辞 31
一、引言
机械手（manipulator）在目前用途是作工业机器人使用，并且在工业自动化生产当中非常普遍。在近些年，工业自动化逐渐起到了更加稳定的作用。作为一个技术系列，它迅速发展了工业自动化的独立学科，渐渐开始成熟。应用机器人开始进入一些高危工作当中。特别是在高温或低温下使用，充满有毒气体和高辐射水平时，机器人在类似情况下表现出极大的实用性，为员工带来了极大的便利。正因为如此，机器人已经受到了人们的关注并开始发展得非常迅速，对于劳动力、劳动条件以及劳动强度等都起到了一 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
定的促进作用。因此，它在国内外得到了蓬勃发展。正是因为机械手的技术发展良好，生产资本得到了优化，机器人展示了其独特的优势，如：兼容性强、实用性广泛。能够快速获取完整的编程以及编程方法这一优势让PLC技术在工业生产中得到广泛应用。机器人已经在许多发达国家的工业和农业发展中使用，例如使用机器人来收获面积非常大的农田，同时在可重复性很强的高速线路铺设方面也在用机器人。因为历史的原因，我国的科技起步比现在的发达的工业国家要晚点多得多，再加上技术原因和人才缺少的问题，我国的机器人技术相对落后。该设计主要是通过PLC实现对焊机机器人臂的自动控制。
二、设计任务分析
机械手（manipulator）在目前用途是作工业机器人使用，并且在工业自动化生产中可以经常见到。工业自动化技术近年来不断发展开始慢慢地发挥稳定的作用。作为一个技术系列，它迅速发展了工业自动化的独立学科，渐渐开始成熟。 应用机器人开始进入一些高危工作当中。 特别是在高温或低温下使用，充满有毒气体和高辐射水平时，机器人在类似情况下表现出极大的实用性，为员工带来了极大的便利。 正因为如此，机器人已经受到了人们的关注并开始发展得非常高。 在劳动力，劳动条件和劳动强度方面促进了发展。 因此，它在国内外得到了蓬勃发展。
就机器人的工作类型而言，诸如焊接，部件组装以及喷涂方面的机器人已经应用到了生产中，同时现在的技术也能便捷地解决所有的设计编程难题。在驱动系统设计以及配置方面的难题都已攻克。同时也攻克了弧焊自动工业生产线的高难度装配线难题;在基本部件方面，即硬件方面：在机器人电源焊接以及焊缝自动化方面也有了实质性的技术进展。
正是因为机械手的技术发展良好，生产资本得到了优化，机器人展示了非常突出的优势，例如：兼容性能优秀，实用性强。能够快速掌握可在短时间内获取完整的编程以及编程方法这一优势让PLC技术在工业生产中得到广泛应用。机器人已经在许多发达国家的工业和农业发展中使用，例如使用机器人来收获面积非常大的农田，同时在可重复性很强的高速线路铺设方面也在用机器人。如今，我国的自动化水平要比国际方面差很多，因为受到区域的限制，我国机器人发展整体情况要比国际略逊一筹。这一设计一般都是借助于PLC实现对焊机机器人臂的自动控制。这种设计允许设计师在学校中进行一定程度的整合，并了解一些世界领先知识的常识。
在当时，设计的主要目标是通过PLC来控制焊接机器人。对于主控系统进行设计时，其主要内容是设计流程图，把所有的过程分为多个步骤，以确保每个步骤。对于转换条件、定时、分支、计数、循环以及跳转指令等分步进行控制，从而实现梯形图设计工作。所以，运用这样的方式，借助于PLC编程语言来设计梯形图。因为梯形图编程能够直观地反映出设计方面的控制需求，所以编写的是使用支持Mitsubishi FX系列PLC的GX.Developer编程软件。 。设计人员熟悉的编程软件可加快该设计的编程效率。
三、技术方案的详细设计
（一）PLC的结构
下图31展示的是平流层的结构图
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PLC的结构图3
（二）焊接机械手
下图32是焊接机械手图片
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图32焊接机械手图
焊接机械手X轴（前进和后退）、Y轴（上升和下降）的运行都是使用行程开关来控制距离，Z轴方向的控制采用接近开关【（金属传感器）它的工作原理如图33所示】。Output（输出部分）、Signal input part（信号输入部分）、Power input part（电源输入部分）组成了步进电机驱动器（图35展示的是plc与步进电机控制器的连接与工作原理）。这次设计时对于机械手动作方面的要求主要通过步进电机来实现，所用的电机为二相八拍混合式。因为本设计侧重是机械手焊接动作流程的编写，所以焊枪（如图34所示）部分就不进行详细的说明。
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图33接近开关的内部结构
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图34焊枪
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图35plc与步进电机控制器的连接与工作原理
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