搬運(yùn)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).docx

PLC課程設(shè)計(jì)姓 名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè) 所在院系 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 指導(dǎo)教師 劉美俊、張哲銘 提交日期 廈門理工學(xué)院課程設(shè)計(jì)任務(wù)書課程名稱 電氣控制與PLC 課題名稱 搬運(yùn)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 劉美俊、張哲銘 任務(wù)書下達(dá)日期201 年 月 日課程設(shè)計(jì)完成日期201 年 月 日設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求一. 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的 本課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中不可缺少的一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法。通過課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識(shí)和技術(shù)去解決工程實(shí)際問題的能力。 二. 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1.根據(jù)控制對(duì)象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、工藝過程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。2.繪制搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。 3.選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。 4.上機(jī)調(diào)試程序。5.編寫設(shè)計(jì)說明書。 三. 課程設(shè)計(jì)的要求 1.所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對(duì)象的工藝要求，并且技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，操作方便。 2.所繪制的設(shè)計(jì)圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的GB472884電氣圖用圖形符號(hào)、GB698887電氣制圖和GB715987電氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則的有關(guān)規(guī)定。 3.所編寫的設(shè)計(jì)說明書應(yīng)語句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點(diǎn)突出，篇幅不少于7000字。主要設(shè)計(jì)條件1.PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備若干。2.參考文獻(xiàn)若干。設(shè)計(jì)說明書裝訂順序1.課程設(shè)計(jì)說明書封面。2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書。3.說明書目錄。4.正文（按設(shè)計(jì)內(nèi)容逐項(xiàng)書寫）。5.參考文獻(xiàn)。6.附錄。7.課程設(shè)計(jì)評(píng)分表。設(shè)計(jì)進(jìn)度安排1.2015年7月6日上午：課題內(nèi)容介紹。2.2015年7月6日下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，收集設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工具。3.2015年7月6日2015年7月10日：確定控制方案。繪制搬運(yùn)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫出指令程序清單。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的工藝圖紙。選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。4.2015年7月9日：上機(jī)調(diào)試程序。5.2015年7月10日：答辯。參考文獻(xiàn)1廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用M.重慶：重慶大學(xué)出版社 20122萬太福.可編程序控制器及其應(yīng)用M. 重慶：重慶大學(xué)出版社 20123劉美俊.電氣控制與PLC工應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 20144謝桂林.電力拖動(dòng)與控制. 北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社5工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫組.工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè). 北京：水利電力出版社電氣控制與PLC課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組 201年月日目 錄前言 2第1章 概述 31.1 PLC簡(jiǎn)介31.2 機(jī)械手概述41.3 搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況 41.4 機(jī)械手的應(yīng)用意義 51.5 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 6 第2章 控制方案7 2.1 搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)原理 72.2 PLC的選取 8第3章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)113.1 傳送帶A,B主電路圖及傳送帶B的控制電路圖113.2 PLC接口電路圖12第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)154.1 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)原理154.2 梯形圖和指令表18第5章 控制系統(tǒng)調(diào)試26 5.1 控制系統(tǒng)的調(diào)試過程26總結(jié)27前言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。工業(yè)機(jī)械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門新興的學(xué)科機(jī)械手工程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)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(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國(guó)家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)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(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。第一章 概述1.1 PLC簡(jiǎn)介隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展， 其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制、順序控制的范圍，它與計(jì)算機(jī)有效結(jié)合，可進(jìn)行模擬量控制，具有遠(yuǎn)程通信功能等。有人將其稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（即 PLC， 機(jī)器人， CAD/CAM） 之一。 目前可編程序控制器 （Programmable Controller） 簡(jiǎn)稱 PLC 已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具。PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC 采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括 CPU、RAM、ROM 和輸入/輸出接口電路等。如果把 PLC 看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量-PLC-輸出變量組成， 外部的各種開關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的信號(hào)均作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC 外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其它各種運(yùn) 算、處理后送到輸出端子，它們是 PLC 的輸出變量，由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè) 備進(jìn)行各種控制?？刂品椒把芯?1、FP1 的特殊功能簡(jiǎn)介 、 (1) 脈沖輸出 FP1 的輸出端 Y7 可輸出脈沖，脈沖頻率可通過軟件編程進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出頻 率范圍為 360Hz5kHz。 (2) 高速計(jì)數(shù)器（HSC） FP1 內(nèi)部有高速計(jì)數(shù)器，可同時(shí)輸入兩路脈沖，最高計(jì)數(shù)頻率為 10kHz，計(jì)數(shù) 范圍-8388608+8388607。 (3) 輸入延時(shí)濾波 FP1 的輸入端采用輸入延時(shí)濾波，可防止因開關(guān)機(jī)械抖動(dòng)帶來的不可靠性， 其延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為 1ms128ms。 (4) 中斷功能 FP1 的中斷有兩種類型，一種是外部硬中斷，一種是內(nèi)部定時(shí)中斷。1.2 機(jī)械手概述機(jī)械手在自動(dòng)化車間中用來運(yùn)送物料,從事焊接、噴漆、裝配等工藝操作，可將操作工人從繁重、單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)中解放出來。特別是在高溫、危險(xiǎn)、有害的作業(yè)環(huán)境（放射性、有毒氣體、粉塵、易燃、易爆、強(qiáng)噪聲等）中，可用機(jī)械手代替人的部分操作。目前，機(jī)械手已廣泛應(yīng)用于鑄造、鍛造、沖壓、切削加工、噴漆、裝配等各種工藝過程中。隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用, 機(jī)械手的運(yùn)用越來越靈活。本文介紹一種采用PLC控制的機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。1.3 搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效辦法，程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)、鐵路部門中機(jī)搬運(yùn)械手主要應(yīng)用于以下幾方面：1.熱加工方面的應(yīng)用熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。2.冷加工方面的應(yīng)用冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。3.拆修裝方面拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車車內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對(duì)客車內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。1.4機(jī)械手的應(yīng)用意義在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下：1.可以提高生產(chǎn)過程的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。2.可以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。3.可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。1.5 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作,確定這些動(dòng)作之間的關(guān)系及完成這些動(dòng)作的順序。(2)分配輸入、輸出設(shè)備,即確定哪些外圍設(shè)備是送信號(hào)給PLC的,哪些外圍設(shè)備是接收來自PLC的信號(hào)的,同時(shí)還要將PLC的輸入、輸出點(diǎn)與之一一對(duì)應(yīng),對(duì)I/O進(jìn)行分配。在此基礎(chǔ)上確定PLC的選型。(3)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選PLC的I/O點(diǎn)的情況及高功能模塊的情況,設(shè)計(jì)PLC用戶程序,此時(shí)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(guān)系,編程時(shí)可用編程器或計(jì)算機(jī)直接編程、修改,同時(shí)也可對(duì)PLC的工作狀態(tài)、特殊功能進(jìn)行設(shè)定。(4)對(duì)所設(shè)計(jì)的PLC程序進(jìn)行調(diào)試和修改,直至PLC完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。第二章 控制方案2.1 搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)原理圖1是搬運(yùn)機(jī)械手工作示意圖。該機(jī)械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運(yùn)到傳送帶B。為使動(dòng)作準(zhǔn)確，安裝了限位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5。分別對(duì)機(jī)械手進(jìn)行抓緊、左旋、右旋、上升、下降等行程的檢測(cè)，并給出動(dòng)作到位的檢測(cè)信號(hào)。另外還安裝了光電開關(guān)SP。負(fù)責(zé)檢測(cè)傳送帶A上的物品是否到位。此外，還設(shè)置了起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2，分別用以啟動(dòng)和停止機(jī)械手的動(dòng)作。 圖1 搬運(yùn)機(jī)械手工作示意圖傳送帶A、B由電動(dòng)機(jī)M1、M2拖動(dòng)，M1、M2分別由接觸器KM1、KM2控制，機(jī)械手的上、下、左、右、抓、放等動(dòng)作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，并分別由6個(gè)電磁閥YV1YV6來控制。傳送帶A運(yùn)行下降左旋上升原位下降松開右旋上升抓緊機(jī)械手動(dòng)作過程2.2 PLC的選取FX2N是三菱公司推出的高性能小型可編程控制器,FX系列PLC中應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品,該系列PLC是1991年推出,因其具有較高的性能價(jià)格比,受到廣大用戶的青睞.FX2N系列PLC是采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。特點(diǎn): 1)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)PLC能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度變化等中可靠地工作，PLC的平均無故障間隔時(shí)間高，日本三菱公司的F1系列PLC平均無故障時(shí)間間隔長(zhǎng)達(dá)30萬h，這是一般微機(jī)所不能比擬的。2）. 控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng)由于PLC是采用軟件編程來實(shí)現(xiàn)控制功能，對(duì)同一控制對(duì)象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時(shí)，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。3）. 編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便4）. 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣PLC既可用于開關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)；既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。因此，PLC應(yīng)用范圍很廣。5）. 體積小、重量輕、功耗低PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低，空載功耗約1.2KW。FX2N-48MR-D 基本單元 帶 24點(diǎn)輸入/24點(diǎn)繼電器輸出1、 型號(hào)；2、狀態(tài)指示燈；3、模式轉(zhuǎn)換開關(guān)與通訊接口；4、PLC的電源端子與輸入端子；5、輸入指示燈；6、輸出指示燈；7、輸出端子PLC的i/o接口輸入由X00到X37輸出由Y00到Y(jié)27第三章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)3.1傳送帶A,B的主電路圖及傳送帶B的控制電路圖根據(jù)傳送帶A，B的運(yùn)行要求設(shè)計(jì)其主電路圖如下：傳送帶A,B的主電路圖根據(jù)傳送帶B的運(yùn)行要求設(shè)計(jì)其控制電路入下圖：傳送帶B的控制電路圖3.2 PLC接口電路機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以由撥向開關(guān)開關(guān)來選擇表示。工作模式輸入繼電器輸出繼電器自動(dòng)模式地址功能開關(guān)類型地址功能X0X1啟動(dòng)開關(guān)停止開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)Y0手臂上升X1上限位開關(guān)撥向開關(guān)Y2手臂左旋X2左限位開關(guān)撥向開關(guān)Y1手臂下降X3下限位開關(guān)撥向開關(guān)Y6傳送帶AX4光電開關(guān)撥向開關(guān)Y4抓X5抓限位開關(guān)撥向開關(guān)Y3手臂右旋X6右限位開關(guān)撥向開關(guān)Y5放X10功能選擇開關(guān)，自動(dòng)撥向開關(guān)手動(dòng)模式X11功能選擇開關(guān)，手動(dòng)撥向開關(guān)X14上升開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)X15下降開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)X16左旋開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)X17右旋開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)X20抓開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)X21放開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)X22傳送帶開關(guān)點(diǎn)動(dòng)開關(guān)I/O接口表第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)4.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理本控制系統(tǒng)是通過主程序控制，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上、下、左、右、抓、放等動(dòng)作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，而且啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械手按照步序圖的工步順序動(dòng)作；停止時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上。重新啟動(dòng)時(shí)機(jī)械手從停止前一瞬間的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行；PC斷電時(shí)的要求與停止時(shí)的要求一致。 搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)作步序圖傳送帶B處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，不用PC控制。 機(jī)械手和傳送帶A要求按照一定的順序動(dòng)作，其步序圖如所示。啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械手按照步序圖的工步順序動(dòng)作；停止時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上。重新啟動(dòng)時(shí)機(jī)械手從停止前一瞬間的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行；PC斷電時(shí)的要求與停止時(shí)的要求一致。M1M520M521M522M526M524M525M523Y0Y1Y2Y3Y4Y5Y6M8002X20X21X22X23X24X25X26手臂上升手臂下旋手臂左旋手臂右旋抓放傳送手動(dòng)模式功能圖M8002 M503M504M505M506X3X4X6X4X7X2X7M507X5X7M508X3X5M509T0X3X4X4X2M502M501X0Y0Y6Y0T0Y5Y2Y1Y4Y3Y1K50手臂上升手臂左旋手臂下降傳送帶A抓手臂上升手臂右旋手臂下降放M500自動(dòng)模式功能圖4.2梯形圖和指令表梯形圖：為主控部分M0為自動(dòng)操作機(jī)械手，M1為手動(dòng)操作機(jī)械手。自動(dòng)操作機(jī)械手梯形圖X0為啟動(dòng)按鈕，X1為停止按鈕，X2到X7分別為限位開關(guān)，M1為互鎖。手動(dòng)操作機(jī)械手梯形圖按鈕X14到X22分別控制機(jī)械手上，下，左，右，抓緊，放開和傳送帶A輸出部分梯形圖Y0代表機(jī)械手向上運(yùn)動(dòng)，Y1代表機(jī)械手向下運(yùn)動(dòng)， Y2代表機(jī)械手向左運(yùn)動(dòng)，Y3代表機(jī)械手向右運(yùn)動(dòng)，Y4代表機(jī)械手抓緊物體運(yùn)動(dòng)，Y5代表機(jī)械手放開物體運(yùn)動(dòng)，Y6代表傳送帶開始運(yùn)作。指令表： 第5章 控制系統(tǒng)的調(diào)試5.1控制系統(tǒng)的調(diào)試過程首先用電腦在Gx Developer編程軟件中將編輯的梯形圖寫入軟件中，檢查和修改完程序,無誤后將其下載到三菱FX2N-48MR-D中；接著按照設(shè)計(jì)的要求接好線，確定無誤后按下啟動(dòng)按鈕。啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)M0和M1無法得電，使得自動(dòng)和手動(dòng)程序無法繼續(xù)下去。經(jīng)過監(jiān)視模式的排查和思索。發(fā)現(xiàn)因?yàn)镸8002為初始脈沖很快。原先梯形圖這樣不能使MO和M1持續(xù)得電，導(dǎo)致M0和M1不能正常運(yùn)行。 經(jīng)過修改，在M8002加入一個(gè)輔助繼電器，使繼電器持續(xù)得電，從而使M0和M1能持續(xù)得到電。排除問題后，進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試成功，輸出信號(hào)燈能按照設(shè)計(jì)中八個(gè)動(dòng)作依次有序進(jìn)行操作?？偨Y(jié)這次的課程設(shè)計(jì)我大致完成了老師給定的設(shè)計(jì)要求。我們所設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手程序在硬件調(diào)試時(shí)能夠較完整地完成整個(gè)工作流程。當(dāng)相應(yīng)的開關(guān)按下時(shí)，相應(yīng)的控制燈能夠及時(shí)點(diǎn)亮。在保護(hù)方面，在程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于上下運(yùn)作，左右運(yùn)作，和抓緊放開，進(jìn)行的互鎖。也對(duì)手動(dòng)操作進(jìn)行全部互鎖，當(dāng)按下多個(gè)鈕按時(shí)只有一個(gè)按鈕能真正操作。 大致的設(shè)計(jì)流程在有了時(shí)序步驟的圖之后還是清楚的，但是細(xì)節(jié)問題上就沒有處理的很好了。搬運(yùn)機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)不言而喻。能夠在機(jī)械幫助而不需要手動(dòng)的情況下搬運(yùn)一些工件，且在電機(jī)拖動(dòng)下，能夠時(shí)間定時(shí)、定量的搬運(yùn)，不僅提高了工作的效率，也節(jié)省了不少時(shí)間，在這樣模塊化的工作下，其他相關(guān)的工序也能井然有序的完成。但是，在設(shè)計(jì)過程中，總是遇到許許多多的問題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。有時(shí)解決的一個(gè)問題又會(huì)衍生出新的問題。但是在解決問題的過程，我學(xué)到了更多的知識(shí)。也對(duì)PLC有了更深入的了解。這次課程設(shè)計(jì)，讓我從中學(xué)到很多，這將會(huì)給我今后的學(xué)習(xí)工作提供了經(jīng)驗(yàn)，也將是我人生中的一大財(cái)富。1課程設(shè)計(jì)評(píng)分表項(xiàng) 目評(píng) 價(jià)設(shè)計(jì)方案的合理性與創(chuàng)造性硬件制作或軟件編程完成情況硬件制作測(cè)試或軟件調(diào)試結(jié)果設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量答辯匯報(bào)的條理性和獨(dú)特見解答辯中對(duì)所提問題的回答情況完成任務(wù)情況獨(dú)立工作能力組織紀(jì)律性（出勤率）綜合評(píng)分 指導(dǎo)教師簽名：_ 日 期：_