PLC機(jī)械手課程設(shè)計(jì)報(bào)告

1、目 錄摘要I1 設(shè)計(jì)目的和要求11.1 目的11.2 要求12 機(jī)械手的工藝和把握要求22.1 設(shè)備概況22.1.1 工藝介紹22.1.2 面板操作22.2 把握要求32.2.1液壓系統(tǒng)油泵啟動(dòng)及停止32.2.2機(jī)械手工作方式32.2.3系統(tǒng)愛(ài)護(hù)和報(bào)警功能。33 PLC把握系統(tǒng)發(fā)設(shè)計(jì)方法。43.1 確定輸入輸出43.2 選著PLC的型號(hào)。43.3 機(jī)械手設(shè)計(jì)框圖：43.4 為PLC的輸入輸出編址44 電氣原理圖設(shè)計(jì)64.1主電路設(shè)計(jì)64.2輸入電路64.3輸出電路64.4繪圖留意事項(xiàng)65 PLC程序設(shè)計(jì)75.1主程序流程圖85.2 手動(dòng)子程序95.3回原點(diǎn)子程序流程圖105.4 單步流程圖11

2、5.5 單周期流程圖125.5自動(dòng)流程圖135.6 程序調(diào)試136 總結(jié)14附錄1 機(jī)械手電氣原理圖附錄2 機(jī)械手梯形圖歡迎下載摘要機(jī)械手主要用于搬動(dòng)或者裝卸零件的重復(fù)動(dòng)作，動(dòng)力來(lái)源于液壓系統(tǒng)。在機(jī)械手把握選用PLC，其緣由平安牢靠。機(jī)械手把握分為手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期、自動(dòng)五大部分。各個(gè)功能運(yùn)用轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)進(jìn)行切換，切后依據(jù)以前步驟連續(xù)執(zhí)行。通過(guò)PLC輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器，接通電磁閥。首先運(yùn)用AUTOCAD繪制實(shí)際工程電氣接線圖，在試驗(yàn)室運(yùn)用試驗(yàn)?zāi)M設(shè)備，進(jìn)行編程模擬。關(guān)鍵字：機(jī)械手 PLC 電氣接線圖 電磁閥 中間繼電器1 設(shè)計(jì)目的和要求1.1 目的（1）用PLC實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手手、自動(dòng)把握。（

3、2）用PLC設(shè)計(jì)具有多種操作方式的電控系統(tǒng)的程序結(jié)構(gòu)。（3）把握一般把握系統(tǒng)操作方式切換時(shí)保持系統(tǒng)狀態(tài)連續(xù)的程序設(shè)計(jì)思路和方法。（4）自行設(shè)計(jì)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期和自動(dòng)五種工作方式下的把握程序。1.2 要求（1）繪制電氣原理圖時(shí)要符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（2）PLC配置及硬件接線正確。（3）PLC程序要滿足設(shè)計(jì)要求。（4）編寫(xiě)規(guī)范可讀性強(qiáng)。（5）程序設(shè)計(jì)報(bào)告撰寫(xiě)規(guī)范。2 機(jī)械手的工藝和把握要求2.1 設(shè)備概況機(jī)械手在專(zhuān)用機(jī)床及自動(dòng)生產(chǎn)線上應(yīng)用格外廣泛，主要用于搬動(dòng)或者裝卸零件的重復(fù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。本設(shè)備為一般機(jī)械手，其動(dòng)力來(lái)源于液壓系統(tǒng)。2.1.1 工藝介紹機(jī)械手搬運(yùn)工件動(dòng)作示意圖如下：

4、圖2.1 機(jī)械手搬運(yùn)工件動(dòng)作示意圖左上角為原點(diǎn)位置，工件按下降>夾緊>上升>右行>下降>放松>上升>左行>回原點(diǎn)為一個(gè)工作周期。上升/下降、左行/右行、夾緊/放松的動(dòng)作均接受電磁閥把握液壓系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，都工作挨次由行程開(kāi)關(guān)和定時(shí)器進(jìn)行把握。2.1.2 面板操作該系統(tǒng)的把握方式由操作面板的行程開(kāi)關(guān)進(jìn)行選擇，設(shè)計(jì)時(shí)要求能夠進(jìn)行手動(dòng)、自動(dòng)操作方式把握功能。2.2 把握要求2.2.1液壓系統(tǒng)油泵啟動(dòng)及停止 單按鈕操作，按下油泵啟/停按鈕，油泵啟動(dòng)，在按下一次油泵停止。系統(tǒng)工作時(shí)卸荷閥得電升壓，反之卸荷閥失電卸荷。2.2.2機(jī)械手工作方式機(jī)械手的操作方式分為手

5、動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期、自動(dòng)五種工作方式，五種工作不僅能各自獨(dú)立工作，還能按挨次實(shí)現(xiàn)他們之間的相互轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換過(guò)程中原狀態(tài)保持，轉(zhuǎn)換后依據(jù)新的工作方式進(jìn)行。（1）手動(dòng)：選擇手動(dòng)方式，按下手動(dòng)按鈕，結(jié)合限位開(kāi)關(guān)，對(duì)各個(gè)動(dòng)作進(jìn)行單獨(dú)把握。如：按下機(jī)械手下降按鈕，機(jī)械手下降，松開(kāi)機(jī)械手按鈕，機(jī)械手停止下降，或者到位后，機(jī)械手停止下降，機(jī)械手只能在左限位和有限位才能下降中間不行以下降。（2）回原點(diǎn)：選擇回原點(diǎn)方式，按下原點(diǎn)按鈕，機(jī)械手以最快及最平安的路徑回到原點(diǎn)位置停止。如：若機(jī)械手未夾物體時(shí)，以最快路徑回到原點(diǎn)位置；若機(jī)械手夾了物體必需搬運(yùn)到B點(diǎn)，在回到原點(diǎn)位置。（3）單步：選擇單步方式，按一次啟動(dòng)

6、按鈕，機(jī)械手動(dòng)作一個(gè)工步后自動(dòng)停止。（4）單周期：選擇單周期方式，按啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手動(dòng)作一個(gè)周期后自動(dòng)停止；在動(dòng)作過(guò)程中，按停止按鈕，機(jī)械手馬上停止，在按啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手連續(xù)動(dòng)作，機(jī)械手連續(xù)動(dòng)作，一個(gè)周期后自動(dòng)停止。（5）自動(dòng)： 選擇自動(dòng)方式，按啟動(dòng)方式，機(jī)械手周而復(fù)始的動(dòng)作；在動(dòng)作過(guò)程中，按停止按鈕，機(jī)械手不馬上停止等到當(dāng)前一個(gè)周期結(jié)束才停止。 2.2.3系統(tǒng)愛(ài)護(hù)和報(bào)警功能。該系統(tǒng)的動(dòng)力裝置為液壓把握系統(tǒng)。液壓系統(tǒng)要求具有濾油器堵、油溫高聲光報(bào)警，失壓和油位低要求聲光報(bào)警、馬上卸荷和停油泵的愛(ài)護(hù)功能故障報(bào)警后，按報(bào)警解除按鈕，可解除報(bào)警信號(hào)。3 PLC把握系統(tǒng)發(fā)設(shè)計(jì)方法。3.1 確定輸入輸出

7、 依據(jù)機(jī)械手的把握要求，確定輸入的個(gè)數(shù)。在本把握中，共需要22個(gè)輸入點(diǎn)，14個(gè)輸出點(diǎn)。3.2 選著PLC的型號(hào)。在常用的PLC中，能那個(gè)滿足這樣的輸入數(shù)點(diǎn)數(shù)的PLC有很多類(lèi)型。為此在這里我們選擇PLC224XP作為最佳型號(hào)；這樣的PLC 我們生疏他的編程和輸入輸出接線，以及他的擴(kuò)展模塊的使用。3.3 機(jī)械手設(shè)計(jì)框圖：PLC各種傳感器輸入接通電磁閥驅(qū)動(dòng)中間繼電器按鈕開(kāi)關(guān)輸入 圖3.3 機(jī)械手設(shè)計(jì)3.4 為PLC的輸入輸出編址為每個(gè)需要使用的輸入輸出功能I/O安排功能。以便在接線和繪圖供應(yīng)有力的地址一依據(jù)。其編址表如下圖PLC輸入輸出編址表輸入編址表輸出編址手動(dòng)（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）I0.0機(jī)械手上升（中間

8、繼電器）Q0.0回原點(diǎn)（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）I0.1機(jī)械手下降（中間繼電器）Q0.1單步（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）I0.2機(jī)械手夾緊（中間繼電器）Q0.2單周期（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）I0.3機(jī)械手放松（中間繼電器）Q0.3自動(dòng)（轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)）I0.4機(jī)械手左移（中間繼電器）Q0.4轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)啟動(dòng)停止按鈕I0.5機(jī)械手右移（中間繼電器）Q0.5油泵啟/停按鈕I0.6油泵電機(jī)（中間繼電器）Q0.6上升按鈕(手動(dòng))I0.7油泵卸荷閥（中間繼電器）Q0.7下降按鈕(手動(dòng))I1.0液位低報(bào)警（指示燈）Q1.0左移按鈕(手動(dòng))I1.1濾油器堵報(bào)警（指示燈）Q1.1右移按鈕(手動(dòng))I1.2油溫高報(bào)警（指示燈）Q2.0夾緊按鈕(手動(dòng))I1.3系統(tǒng)失

9、壓報(bào)警（指示燈）Q2.1放松按鈕(手動(dòng))I1.4油泵電機(jī)過(guò)載（指示燈）Q2.2報(bào)警解除按鈕(手動(dòng))I1.5報(bào)警蜂鳴器Q2.3上限位行程開(kāi)關(guān)I2.0下限位行程開(kāi)關(guān)I2.1左限位行程開(kāi)關(guān)I2.2右限位行程開(kāi)關(guān)I2.3液位低（液位傳感器）I2.4系統(tǒng)失壓（壓力傳感器）I2.5 圖3.4 PLC輸入輸出編址表注釋?zhuān)河捎诰幹繁韮?nèi)沒(méi)有原點(diǎn)指示燈的輸出，在做試驗(yàn)時(shí)把Q0.6作為原點(diǎn)指示燈，Q2.4為電機(jī)輸出，其他與編址表相同。4 電氣原理圖設(shè)計(jì)在實(shí)際工程運(yùn)用中必需有系統(tǒng)接線圖，繪制電氣原理圖接受CAD繪圖方法。主要繪制主電路和把握電路。在每張圖紙中最多只能有八個(gè)點(diǎn)。在繪制時(shí)主電路和把握電路分開(kāi)。在把握電路中

10、輸入與輸出分開(kāi)。由于接線圖和真實(shí)的接線圖必需一一對(duì)應(yīng)，所以在接線圖的繪制中必需考慮實(shí)際的狀況：如空開(kāi)的使用，電機(jī)的接地愛(ài)護(hù)等。4.1主電路設(shè)計(jì)在附錄XX為主電路電機(jī)的接線圖。三相電源經(jīng)過(guò)接線端子進(jìn)入主電路部分。其中經(jīng)過(guò)空開(kāi)1，最終經(jīng)過(guò)空開(kāi)接觸器熱繼電器為三相電機(jī)供電。其中另外一相到達(dá)附錄XX為電源供電，其中一個(gè)為直流24V供電，最終為PLC供電。4.2輸入電路在附錄十中有輸入電路，由PLC內(nèi)部42V電源供電。其輸入的各個(gè)端子上最多只能接兩根線，所以繪制接線端子應(yīng)當(dāng)留意到這一點(diǎn)。在每張圖中最多只能有八個(gè)點(diǎn)。從輸入圖中可以看出頭轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)輸入按鈕輸入，和傳感器輸入信號(hào)輸入。每個(gè)輸入必需和端子表對(duì)應(yīng)。

11、且需留意PLC的輸入輸出端子必需和實(shí)際的PLC端子一一對(duì)應(yīng)。4.3輸出電路在附錄十中有輸出電路，從輸出圖可以看出輸出可以直接驅(qū)動(dòng)燈和揚(yáng)聲器。在輸出中可以看出輸出驅(qū)動(dòng)中間繼電器。有中間繼器去接通電磁閥，這樣做有力于愛(ài)護(hù)PLC。輸出需外接24V電源。由電源部分共給4.4繪圖留意事項(xiàng)繪制電氣原理圖時(shí)應(yīng)留意，從上到下，從左到右。繪制圖時(shí)主電路為粗實(shí)線，且為綠色，把握電路為細(xì)實(shí)線，為白色。5 PLC程序設(shè)計(jì)由于機(jī)械手動(dòng)作簡(jiǎn)單，且要求還能相互之間進(jìn)行切換。所以在設(shè)計(jì)程序時(shí)實(shí)行模塊化思想。有主程序調(diào)用相應(yīng)的模塊。實(shí)現(xiàn)功能間的轉(zhuǎn)化，在設(shè)計(jì)程序的過(guò)程中要求能夠在模式切換后能夠在連續(xù)進(jìn)行上次的位置進(jìn)行，所以在設(shè)計(jì)

12、時(shí)我接受了存儲(chǔ)器VW0來(lái)記憶機(jī)械手的其位置。VW0為全局變量所以在模式切換后不會(huì)被清零。在主程序流程圖中（如圖5.1），可以看出各種模式的切換是依據(jù)開(kāi)關(guān)所處的位置來(lái)打算的。很據(jù)處位置所處的位置的不同調(diào)用不同的子程序?？梢钥闯鲞@種方法的思路簡(jiǎn)潔。而且易于實(shí)現(xiàn)，避開(kāi)了規(guī)律的簡(jiǎn)單性。在在相應(yīng)的模式里面加入限制條件這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)所需求的動(dòng)作在手動(dòng)子程序里面（如圖5.2）在每一步的后面都給VW0賦不同的數(shù)值，在這里.給VW0 值并不影響自動(dòng)的規(guī)律挨次。這是由于在各個(gè)模式切換時(shí)我必需知道機(jī)械手所處的位置，為以后模式的切換供應(yīng)有力的條件。在回原點(diǎn)流程圖（圖5.3）從全部子程序可以看出，在VW0=1,或者VW

13、0=0.時(shí),機(jī)械手正處于原點(diǎn)位或者最下限位置。故機(jī)械手沒(méi)有夾緊物體，最短回原點(diǎn)路徑為，直接上升，遇到最上限開(kāi)關(guān)后回原點(diǎn)。若VW0>1，可以看出是夾著物體像B點(diǎn)移動(dòng)，或者正在向原點(diǎn)移動(dòng)，所以跟單周期一樣，直接調(diào)用單周期子程序即可實(shí)現(xiàn)。可以看出運(yùn)用各個(gè)位置的記憶，對(duì)模式的切換有很大的掛念。且回原點(diǎn)顯得最為簡(jiǎn)潔。從單步流程圖（如圖5.4）中可以看出，每步的位置打算了下一步的走向。沒(méi)按一次轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的啟動(dòng)按鈕VW0自己增加一次，它的具體數(shù)打算下一步的走向。當(dāng)回到原點(diǎn)否VW0自動(dòng)清零?？梢钥闯鲞@樣為各個(gè)模式的切換的通用性打下基礎(chǔ)。從單周期和自動(dòng)流程圖中（圖5.5）中，可以看出他們?cè)诔绦虻陌盐罩惺且粯?/p>

14、的，不一樣的是在主程序?qū)ζ錀l件進(jìn)行了限制，故能實(shí)現(xiàn)不同功能。5.1主程序流程圖YYYYY電機(jī)單按鈕啟動(dòng)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)單按鈕啟動(dòng)手動(dòng)子程序初始化回原點(diǎn)子程單步伐程序單周期子程自動(dòng)子程序手動(dòng)按鈕回原點(diǎn) 單步 單周期 自動(dòng)NNNN圖5.1 主程序流程圖5.2 手動(dòng)子程序NNNN NYNNNYYYYYY夾緊按鈕上升按鈕右移按鈕下降按鈕放松按鈕 上升按鈕左移按鈕結(jié)束回原點(diǎn)開(kāi)頭下降按鈕下降閥通，碰下限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=1夾緊閥通 ，VW0=2上升閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=3右閥通，碰碰限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=4下降閥通，碰下限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=5上升閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=7左閥通，碰左限位開(kāi)關(guān)滅VW0=

15、0，回原點(diǎn)夾緊滅，放松通，VW0=6YYN圖5.2 手動(dòng)子程序流程圖5.3回原點(diǎn)子程序流程圖N 開(kāi)頭VW<=1VW>1上電磁閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)后滅，原點(diǎn)指示燈亮調(diào)用單周期結(jié)束YYN圖5.3 回原點(diǎn)子程序流程圖5.4 單步流程圖NNNN NYNNNNYVW0=2VW0=3VW0=4VW0=5VW0=6VW0=7VW0=8結(jié)束回原點(diǎn)開(kāi)頭VW0=1下降閥通，碰下限位開(kāi)關(guān)滅夾緊閥通上升閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)滅右閥通，碰碰限位開(kāi)關(guān)滅下降閥通，碰下限位開(kāi)關(guān)滅按上升閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)滅左閥通，碰左限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=0回原點(diǎn)夾緊滅，放松通YYYYYYY圖5.4 單步流程圖5.5 單周期流程圖NNNN

16、N NNYYYVW0=2VW0=3VW0=4VW0=5VW0=6VW0=7VW0=8結(jié)束回原點(diǎn)開(kāi)頭VW0=0下降閥通，碰下限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=2夾緊閥通 ，VW0=3上升閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=4右閥通，碰碰限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=5下降閥通，碰下限位開(kāi)關(guān)滅, VW0=6左閥通，碰左限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=0回原點(diǎn)左閥通，碰左限位開(kāi)關(guān)滅。VW0=0回原點(diǎn)夾緊滅，放松通，按上升閥通，碰上限位開(kāi)關(guān)滅VW0=7YYYYYN圖5.5 單周期流程圖5.5自動(dòng)流程圖自動(dòng)流程圖與單周期（圖5.5）幾乎一樣。其功能不同主要在于主程序?qū)λ麄儣l件限制。由他們的流程圖可看出，運(yùn)用記憶單元來(lái)記錄各個(gè)位置可以看出，程序的

17、繁瑣性。但依據(jù)調(diào)試的結(jié)果可以看出運(yùn)用記憶單元調(diào)試結(jié)果是最好的。是能夠?qū)崿F(xiàn)各個(gè)模塊的轉(zhuǎn)換，而且還能實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的功能。5.6 程序調(diào)試機(jī)械手把握規(guī)律比較簡(jiǎn)單所以在程序調(diào)試時(shí)要將就技巧。應(yīng)當(dāng)先調(diào)整各個(gè)子程序，把每個(gè)子程序調(diào)試成功后在進(jìn)行總體調(diào)整。在手動(dòng)調(diào)整時(shí)是格外輕松的，很快就調(diào)試成功。單步、單周期、和自動(dòng)的調(diào)試也是格外的輕松。調(diào)試的難點(diǎn)在回原點(diǎn)和各個(gè)模式間的相互轉(zhuǎn)換。在程序設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)當(dāng)首先考慮如何回原點(diǎn)和模式轉(zhuǎn)換的問(wèn)題，由于這將影響到你設(shè)計(jì)成需的思路。我選擇了記憶各個(gè)位置的算法，雖然程序顯得比較繁瑣，但卻能實(shí)現(xiàn)各個(gè)功能，而且程序格式清楚。具體程序請(qǐng)見(jiàn)程序附錄XXX 6 總結(jié) 該機(jī)械手已經(jīng)在生產(chǎn)實(shí)際中運(yùn)用。用機(jī)械手搬運(yùn)物體，顯得效率的提高。在本次程序的設(shè)計(jì)中還有很多地方顯得不足，如卸荷閥在程序中的具體應(yīng)用沒(méi)有體現(xiàn)出來(lái)。在電機(jī)和平安方面設(shè)計(jì)的還不夠。自己主要設(shè)計(jì)機(jī)械手動(dòng)作的規(guī)律挨次。 程序不夠完善。 在本次設(shè)計(jì)中，我學(xué)會(huì)了運(yùn)用CAD繪制電氣接線圖。對(duì)電氣的操作規(guī)范有了深刻的生疏。在程序設(shè)計(jì)中要總體設(shè)計(jì)程序思路。然后分塊設(shè)計(jì)。在程序設(shè)計(jì)中我加強(qiáng)理解PLC基