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摘 要

随着现代机电一体化研究和运用的不断深入和加强，工业生产的自动化水平不断提高，从而极大程度上减轻了人类的劳动强度，特别是一些，高温，高压，高噪音，高危险的工作场合。码垛机器人是自动化生产中很重要的组成部分，几乎每条大型生产线都会有它的存在。

码垛机器人控制方式很多，有pc 运动控制板卡 伺服驱动器 伺服电机的，有嵌入式系统 伺服驱动器 伺服电机的，有专用控制器 伺服驱动器 伺服电机的，本文主要介绍基于PLC的码垛机器人的控制方式，以及实现这种控制方式对应的硬件结构。控制系统的上位机可以选用西门子的S7-200，S7-300，S7-400系列PLC。码垛机器人执行机构分为液压式，气压式，伺服电机驱动式。伺服电机驱动式较为复杂，成本也较高。

关键词：PLC；控制系统；码垛机器人

research on Palletizing robot based on PLC

Abstract

Along with the research and application of modern electromechanical integration deepening and strengthening,the level of automation of industrial production is rising,Thus greatly reducing the human labor intensity,Especially, high temperature, high pressure, high noise, high dangerous workplace. Palletizing robot is a very important part in the automatic production, almost every large production line will have its existence.

There are a lot of palletizing robot control modes,such as the pc the motion control board Servo drive Servo motor; the embedded system Servo drive Servo motor;the specialty controller Servo drive Servo motor; This paper mainly introduce the control mode of palletizing robot based on PLC,and the corresponding hardware of this control system.you can choose S7-200,S7-300,S7-400 PLC of SIEMENS as the upper monitor .The actuator of palletizing robot can classify as hydraulic ,atmospheric and the Servo motor.The control system of Servo motor is complex and expensive.

Keywords: PLC; control system; palletizing robot

目 录

摘要 I

ABSTRACT II

第一章 绪论 1

1.1课题研究背景 1

1.2 可编程控制器（PLC）的产生、发展、特点和运用现状 1

1.2.1可编程控制器产生、发展 1

1.2.2可编程控制器特点 2

1.2.3可编程控制器运用现状和发展趋势 3

1.3 课题研究目的和内容 4

第二章 码垛机器人简介和硬件设计效果图 5

2.1码垛机器人的特点、结构组成和分类 5

2.1.1 码垛机器人特点 5

2.1.2 码垛机器人结构组成 5

2.1.3 码垛机器人的分类 6

2.2 机械手控制动作要求 9

第三章 机械手硬件的各部分组成 10

3.1步进电机的参数简介和选择 10

　3.2步进电机驱动器参数简介和选择 12

3.2.1步进电机驱动器简介和驱动形式分类 12

3.2.2 PLC对步进电机驱动器的控制方式 15

3.3直流电机参数简介和选择 16

3.4限位开关参数简介和选择 17

3.5传动机构参数简介和选择 18

3.6气动卡爪结构组成和选择 19

第四章 基于PLC的码垛机器人程序设计 21

4.1 PLC控制系统设计的调试步骤 21

4.2 PLC型号的选择 22

4.3码垛机器人的程序流程图 24

4.4码垛机器人输入输出符号表 26

4.5控制面板的组成结构图 27

4.6 PLC的外部接线图 29

4.7 V4.0 STEP7 Micro /Win 软件 30

参考文献 32

致谢 33

第一章 绪论

1．1课题研究背景

随着科学技术的发展，越来越多的信息化技术、自动化技术研究成果被不断投入到生产和生活中区，从而使人从繁重枯燥的劳动过程中解脱出来。就码垛包装领域而言，传统的人工包装由于其生产效率低下而成为产量和包装质量提高的巨大瓶颈，不能满足现代化生产生活的需要。为了便于产品的及时高效运输和存储，产品从一生产出来就必须有高速的码垛和堆叠设备，各种工业码垛机器人就运用而生了。

工业码垛机器人能够在三维空间内代替人工操作,将人从繁重、重复、枯燥的劳动中解放出来,多用于自动化、大批量生产领域，如食品和饮料行业、轻工业、农业、汽车制造、零件制造、医药化工行业、石油化工行业等，并能够在保证稳定产品质量的前提下,提高生产的效率,降低劳动强度和生产成本。

码垛机器人技术的发展应用是工业技术发展的成果之一。作为工业技术重点研究与发展方向之一的工业机器人技术,它聚集了机械电子工程技术、自动控制与信息处理技术、传感技术技术、人工智能技术、计算机科学等多学科相互融合的顶尖研究成果,它是机电一体化技术的典型产品。很多国内国外的自动化产品公司都对机器人技术投以关注的目光，也有些公司建立了自己的研发，测试、生产、销售、服务中心，成功开发并在工业环境下运用了自己的产品。码垛机器人作为其中重要的、典型的一种工业机器人，一定会受到越来越多的关注和重视，它的发展空间必然是广阔的。

1．2 可编程控制器（PLC）的产生、发展、特点和运用现状

1.2.1可编程控制器产生、发展

1968年美国通用汽车公司提出取代继电器控制装置的要求；

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