基于三菱PLC的三轴机械臂运动控制系统设计.docx

摘要：20世纪中叶，生产力处于高度发展的阶段，当时已经存在高度自动化的机械设备。因为激烈的市场竞争，各个厂商间的产品必须多样化，并且不断的更新换代才能适应不断提高的生产要求。机器人的出现，对人类社会的影响非常巨大，它极大的提高了生产效率，提高了产品质量，降低了人工成本，减轻了人们的劳动强度，甚至将人从重复的，繁重的，单调的劳动中解放出来。

本文主要介绍了三轴机械臂中三菱PLC控制的三个分别位于X,Y,Z三轴的伺服电机，通过控制它们的速度和位置，以达到三轴机械臂运动控制效果，然后实现机械臂的基本功能。

本文主要针对三轴机械臂的机械结构和控制程序进行了设计。通过机械臂的惯量的计算还有滚珠丝杠的选择，设计了本次的毕业设计机械部分主体。在此次的毕业设计中针对无刷直流伺服电机进行了详细的分析，包括无刷直流伺服电机的工作原理，数学模型和PWM调制方式。 在硬件设计和程序设计方面，充分考虑生产的实际要求，做出合理的设计，并且列出变量表，和建立数据块。在程序中我主要设计了三轴机械臂的手动操作模式，自动循环模式和回原点模式，满足基本的生产要求。

关键词： 三菱PLC；三轴伺服电机控制器；无刷直流伺服电机；运动控制

目录

摘要

ABSTRACT

第一章  绪论-1

1.1机械臂发展概述-1

1.1.1多轴机械臂及其发展-1

1.1.2 多轴运动控制器及其发展-1

1.1.3 多轴运动控制器在我国的发展应用以及前景-3

1.2 研究和设计内容-3

第二章  三轴机械臂机械结构设计-4

2.1 三轴机械臂的设计方法-4

2.1.1 机械臂的选择和分析-4

2.1.2 直角坐标系机械臂的设计方法-4

2.2滚珠丝杠的选择-6

2.3三轴机械臂的惯量的计算-7

第三章 控制系统硬件设计与选型-9

3.1无刷直流伺服电机的设计与选型-9

3.1.1无刷直流电机的简介-9

3.1.2无刷直流电机的工作原理-9

3.1.3无刷直流电机的数学模型-10

3.1.4无刷直流电机的PWM调制方式-11

3.2伺服电机的选择-12

3.2.1伺服电机考虑的问题-13

3.3 PLC输入和输出点分配表-14

3.4 整体接线图-15

第四章  控制系统软件系统设计-17

4.1通用部分梯形图设计-17

4.2手动操作梯形图设计-19

4.3返回原位梯形图设计-20

4.4自动状态梯形图设计-21

第五章  系统调试和改进-25

结束语-26

致  谢-27

参考文献-28

附录A-29