plc課程設計---機械手

1、<p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　前言2</b></p><p><b>　　第一章3</b></p><p>　　1.1 機械手簡介3</p><p>　　1.2 機械手分類3</p><p><b&

2、gt;　　第二章4</b></p><p>　　2.1 PLC簡介4</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設計步驟5</p><p>　　2.3 設計要求5</p><p><b>　　第三章7</b></p><p>　　3.1機械手工作過程：7</p>&l

3、t;p>　　3.2 PLC的輸入輸出端子接線圖8</p><p>　　3.3 操作面板及動作說明8</p><p><b>　　3.4 全程序9</b></p><p>　　3.5 公用程序10</p><p>　　3.6 手動單步操作程序11</p><p>　　3.7 自動操作

4、程序12</p><p>　　3.8機械手傳送系統(tǒng)梯形圖14</p><p>　　3.9手動子程序指令表18</p><p><b>　　心得體會20</b></p><p><b>　　參考文獻21</b></p><p><b>　　前言</b&

5、gt;</p><p>　　工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手也是工業(yè)機器人的一個重要分支。他的特點是可以通過編程來完成各種預期的作業(yè)，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領域有著廣泛的發(fā)展空間。</p><p>　　機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識：其一、它能部

6、分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應用的更為廣泛。在我國近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機械工業(yè)的。 <

7、/p><p>　　機械手是一種能自動控制并可從新編程以變動的多功能機器，他有多個自由度，可以搬運物體以完成在不同環(huán)境中的工作。</p><p>　　機械手的結(jié)構形式開始比較簡單，專用性較強。 隨著工業(yè)技術的發(fā)展，制成了能夠獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。由于通用機械手能很快的改變工作程序，適應性較強，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中

8、獲得廣泛的引用。</p><p><b>　　第一章</b></p><p><b>　　1.1 機械手簡介</b></p><p>　　工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)

9、了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。</p><p>　　機械手技術涉及到力學、機械學、電氣液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術。</p><p><b>　　1.2 機械手分類</b></p><p>　　機械手一般分為三類。第一類是不

10、需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定工作。它的特點是除具備普通機械的物理性能外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。第三類是專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用于解決機床上下料和工件傳送。這種機械手在國外稱為“M

11、echanical Hand”，它是為主機服務的，由主機驅(qū)動，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。</p><p>　　本項目要求設計的機械手模型可歸為第一類，即通用機械手。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動化程度較高，大量應用機械手。通過本次設計，可以增強對工業(yè)機械手的認識，同時并熟悉掌握PLC技術、位置控制技術、氣動技術等工業(yè)控制常用的技術。</p><p><b>　　第二章

12、</b></p><p><b>　　2.1 PLC簡介</b></p><p>　　可編程控制器（簡稱PLC）：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。</p>

13、<p>　　可編程序控制器實施控制，其實質(zhì)就是按一定算法進行輸入輸出變換，并將這個變換與以物理實現(xiàn)。輸入輸出變換、物理實現(xiàn)可以說是PLC實施控制的兩個基本點，同時物理實現(xiàn)也是PLC與普通微機相區(qū)別之處，其需要考慮實際控制的需要，應能排除干擾信號適應于工業(yè)現(xiàn)場，輸出應放大到工業(yè)控制的水平，能為實際控制系統(tǒng)方便使用，所以PLC采用了典型的計算機結(jié)構，主要是由微處理器（CPU）、存儲器（RAM/ROM）、輸入輸出接口（I/O）電

14、路、通信接口及電源組成。PLC的基本結(jié)構如下圖所示：</p><p>　　2.2 系統(tǒng)設計步驟</p><p>　　根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動作,確定這些動作之間的關系及完成這些動作的順序。(2)分配輸入、輸出設備,即確定哪些外圍設備是送信號給PLC的,哪些外圍設備是接收來自PLC的信號的,同時還要將PLC的輸入、輸出點與之一一對應,對I/O進行分配。在此基礎上確定PLC的選型。

15、(3)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選PLC的I/O點的情況及高功能模塊的情況,設計PLC用戶程序,此時可采用梯形田、助記符或流程圖語言形式的用戶程序。PLC的用戶程序體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部功能及其相互關系,編程時可用編程器或計算機直接編程、修改,同時也可對PLC的工作狀態(tài)、特殊功能進行設定。(4)對所設計的PLC程序進行調(diào)試和修改,直至PLC完全實現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。</p><p

16、><b>　　2.3 設計要求</b></p><p>　　(1)工件的補充使用人工控制,可直接將工件放在D點(LS0動作)。</p><p>　　(2)只要D點有工件,機械手臂即先下降(B缸動作)將工件抓取(C缸動作)后上升(B缸復位),再將工件搬運(A缸動作)到E點上方,機械手臂再次下降(B缸動作)后放開(C缸復位)工件,機械手臂上升(B缸復位),最后機械手

17、臂再回到原點(A缸復位)。</p><p>　　(3)A,B,C缸均為單作用氣缸,使用電磁閥控制。A、B、C缸得電分別執(zhí)行左移、下移、抓緊,A、B、C缸失電分別執(zhí)行右移、上移、松開。</p><p>　　(4)C缸在抓取或放開工件后,都需有1秒的間隔,機械手臂才能動作。</p><p>　　(5)當E點有工件且B缸已上升到LS4時,傳送帶馬達轉(zhuǎn)動以運走工件,經(jīng)2秒后

18、傳送帶馬達自動停止。工件若未完全運走(計時未到)時,則應等待傳送帶馬達停止后才能將工件移走。</p><p>　　(6)LS0→D點有無工件偵測用限制開關, LS1→A缸前行限制開關(左極限),LS2→A缸退回限制開關(右極限),LS3→B缸下降限制開關(下極限),LS4→B缸上升限制開關(上極限), LS5→E點有無工件偵測用限制開關。</p><p>　　要求有手動、自動連續(xù)、單周期控

19、制方式。</p><p><b>　　第三章</b></p><p><b>　　機械手工作過程：</b></p><p>　　機械手在生產(chǎn)線上的任務是將工件從E處傳送到D處。根據(jù)外界情況，機械手在空間上主要進行以下動作：機械手下降，機械手抓緊工件，機械手與工件上升，機械手與工件有左移，機械手與工件下降，機械手放松工件，機

20、械手上升，馬達傳送機械手延時，機械手左移。控制器檢測上，下，左，右限位開關的通斷，決定當前的動作，通過驅(qū)動系統(tǒng)輸出，控制機械手的動作。同時，用兩位數(shù)碼管顯示搬運工件的數(shù)量。</p><p>　　啟動控制有2種，1個由啟動開關安裝在現(xiàn)場，1個由通過組態(tài)王軟件控制。在控制面板上，安裝一個檔位開關，分手動和自動兩大檔位，手動擋包括調(diào)試和回原位兩檔，自動擋分單步、半自動和全自動三檔，要求自動擋的操作必須在回原位的基礎上才

21、能進行。</p><p>　　原位 下降 夾緊 上升 左移 下降</p><p>　　左移 上移 馬達傳送 放松 </p><p>　　3.2 PLC的輸入輸出端子接線圖</p><p>　　3.3 操作面板及動作說明</p><

22、;p>　　根據(jù)控制和生產(chǎn)工藝的要求，控制操作</p><p>　　LS0表示D點有工件I0.0， LS1表示左限位I0.1</p><p>　　LS2表示右限位I0.2 LS3表示下限位I0.3</p><p>　　LS4表示上限位I0.4 LS5 表示E點有工件I0.5</p><p>

23、　　Q0.1表示下行 Q0.2表示夾緊</p><p>　　Q0.3表示上行 Q0.4表示左行</p><p>　　Q0.5表示松開 Q0.6表示右行</p><p>　　Q0.7馬表示達傳送 I2.1表示回原點</p><p&

24、gt;　　I2.0表示手動 I2.4表示連續(xù)動作</p><p>　　I2.3表示單周期動作 I1.2表示夾緊開關</p><p>　　I0.7表示松開開關 I1.0表示上升開關</p><p>　　I1.1表示下降開關 I1.2表示左行開關</p>&

25、lt;p><b>　　I.3表示右行開關</b></p><p><b>　　3.4 全程序</b></p><p><b>　　3.5 公用程序</b></p><p>　　3.6 手動單步操作程序　</p><p><b>　　如圖所示</b>&

26、lt;/p><p><b>　　手動控制面板如下圖</b></p><p>　　3.7 自動操作程序</p><p>　　自動操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移如下圖所示。當機械手處于原位時，按啟動SM0.1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M0.1，驅(qū)動下降Q0.1，當?shù)竭_下限位使行程開關I0.3接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M0.2，而M0.1自動復位。M0.2驅(qū)動Q0.2置位，延時1秒，以使機械

27、手夾緊。當延時完成，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M0.3，驅(qū)動Q0.3上升，當上升到達最高位，I0.4接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M0.4。M0.4驅(qū)動Q0.3左移。</p><p>　　移到最左位，I0.1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M0.5下降。下降到最低位，I0.3接通，機械手放松。為了使電磁力完全失掉，延時1秒。延時時間到，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M0.7上升。上升到最高位，I0.4接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到M1.0馬達傳送，延時2S。延時完成，使M1.1接通，驅(qū)動Q0

28、.6右行，右行到右限位I 0.2接通，返回初始狀態(tài)，再開始第二次循環(huán)動作。M1.7為單周期或者連續(xù)的標記位。</p><p>　　在編寫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時注意各狀態(tài)元件只能使用一次，但它驅(qū)動的線圈，卻可以使用多次，但兩者不能出現(xiàn)在連續(xù)位置上。因此步進順控的編程，比起用基本指令編程較為容易，可讀性較強。</p><p>　　3.8機械手傳送系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　3

29、.9手動子程序指令表</p><p>　　TITLE=程序注釋</p><p>　　Network 1 </p><p>　　LD I1.6</p><p>　　A I1.4</p><p>　　O M1.7</p><p>　　AN I1.7</p&g

30、t;<p>　　= M1.7</p><p>　　Network 2 </p><p>　　LD M1.1</p><p>　　A I0.2</p><p>　　O SM0.1</p><p>　　O M0.0</p><p>　　A

31、N M0.1</p><p>　　= M0.0</p><p>　　Network 3 </p><p>　　LD M1.1</p><p>　　A I0.2</p><p>　　A M1.7</p><p>　　LD M0.0</p&

32、gt;<p>　　A I0.0</p><p>　　A I0.4</p><p>　　A I0.1</p><p>　　A I1.6</p><p><b>　　OLD</b></p><p>　　O M0.1</p>

33、<p>　　AN M0.2</p><p>　　= M0.1</p><p>　　= Q0.1</p><p>　　Network 4 </p><p>　　LD M0.1</p><p>　　A I0.3</p><p>　　O

34、 M0.2</p><p>　　AN M0.3</p><p>　　= M0.2</p><p>　　= Q0.2</p><p>　　TON T37, 100</p><p>　　Network 5 </p><p>　　LD M0.2</p&g

35、t;<p>　　A T37</p><p>　　O M0.3</p><p>　　AN M0.4</p><p>　　= M0.3</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　Network 6 </p><p>　　LD

36、 M0.3</p><p>　　A I0.4</p><p>　　O M0.4</p><p>　　AN M0.5</p><p>　　= M0.4</p><p>　　= Q0.4</p><p>　　Network 7 </p>

37、;<p>　　LD M0.4</p><p>　　A I0.1</p><p>　　O M0.5</p><p>　　AN M0.6</p><p>　　= M0.5</p><p>　　= Q0.1</p><p>　　Ne

38、twork 8 </p><p>　　LD M0.5</p><p>　　A I0.3</p><p>　　O M0.6</p><p>　　AN M0.7</p><p>　　= M0.6</p><p>　　= Q0.5</p&g

39、t;<p>　　TON T38, 100</p><p>　　Network 9 </p><p>　　LD M0.6</p><p>　　A T38</p><p>　　O M0.7</p><p>　　AN M1.0</p><p>　

40、　= M0.7</p><p>　　= Q0.3</p><p>　　Network 10 </p><p>　　LD M0.7</p><p>　　A I0.4</p><p>　　O M1.0</p><p>　　AN M1.1<

41、/p><p>　　= M1.0</p><p>　　= Q0.7</p><p>　　TON T39, 200</p><p>　　Network 11 </p><p>　　LD M1.0</p><p>　　A T39</p><p

42、>　　A I0.5</p><p>　　O M1.1</p><p>　　AN M0.0</p><p>　　= M1.1</p><p>　　= Q0.6</p><p>　　Network 12 </p><p>　　LD M1.

43、1</p><p>　　A I0.2</p><p>　　AN M1.7</p><p>　　O M0.0</p><p>　　AN M0.1</p><p>　　= M0.0</p><p><b>　　心得體會</b><

44、;/p><p>　　此次我做的課程設計是機械手操作的PLC控制系統(tǒng)的設計，通過2個星期的努力，設計終于完成。這次設計給了我們一個很好的機會，使我們更加了解了設計工作的基本流程和設計的方法以及理念。</p><p>　　在此次的課程設計中，我遇到了許多以前從未遇到過的問題，但過通過指導教師的指導和我的努力，這些問題都得到了較好的解決。</p><p>　　雖然我們設計的只

45、是個簡單的搬運機械手，但需要完成左右移、升降、抓放等功能，對應分別要對這些功能進行分析和設計。這次實踐使理論知識與實際相結(jié)合，鞏固和深化了所學過的專業(yè)理論知識。在設計的過程中我不斷探索、不斷學習和修改。自學了許多相關學科的內(nèi)容，上網(wǎng)和在圖書館查閱大量相關資料。</p><p>　　在賴老師的悉心指導下完成的。老師為論文課題的研究提出了許多指導性的意見，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導和幫助。同時，賴、劉兩位

46、老師的嚴謹治學、不斷探索的科研作風，敏銳深邃的學術洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，使我受益良多。在本文結(jié)束之際，特向我敬愛的老師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！</p><p>　　鑒于本人所學知識有限，經(jīng)驗不足，又是初次研究這種復雜的設計，在此過程中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。</p><p><b>　　參考文獻</b>

47、</p><p>　　[1] 劉星平.PLC原理及工程應用[M]. 北京： 中國電力出版社</p><p>　　[2] 廖常初.PLC編程及應用[M].北京：機械工業(yè)出版社</p><p>　　[3] 萬太福.可編程序控制器及其應用[M]. 重慶：重慶大學出版社</p><p>　　[4] 工廠常用電氣設備手冊編寫組.工廠常用電氣設備手冊[M