課程設(shè)計(jì)模板三菱FXPLC機(jī)械手控制

1、 .PLC技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計(jì)說明書題目：機(jī)械手控制設(shè)計(jì)組員：林名，黃偉，盧小小完成日期：2013.6.7交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院汽車學(xué)院目 錄一、機(jī)械手的工作原理3（一）機(jī)械手的概述3（二）機(jī)械手的工作方式3二、機(jī)械手控制的硬件設(shè)計(jì)5（一）輸入和輸出點(diǎn)分配表與原理接線圖5三、機(jī)械手控制程序6（一）通用部分梯形圖設(shè)計(jì)6（二）手動(dòng)操作梯形圖6（三）返回原位流程圖7（四）返回原位梯形圖8（五）“自動(dòng)”狀態(tài)梯形圖8(六)“自動(dòng)”狀態(tài)流程圖10（七）搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制梯形圖與指令表：11四、總結(jié)與評(píng)價(jià)14五、參考文獻(xiàn)1415 / 15一、機(jī)械手的工作原理（一）機(jī)械手的概述機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起

2、來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域迅速發(fā)展起來的一門新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：（1）機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。（2）在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來組裝零部件。（3）可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)

3、境工作，以代替人的勞動(dòng)。（4）在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品與有害物的搬運(yùn)等。（5）宇宙與海洋的開發(fā)。（6）軍事工程與生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。（二）機(jī)械手的工作方式機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有連續(xù)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成各工步操作，且循環(huán)動(dòng)作。當(dāng)旋鈕打向手動(dòng)時(shí)，每一工步都要按下該工步按鈕才能實(shí)現(xiàn)。以下是設(shè)計(jì)該機(jī)械手控制程序的步驟和方法。1本次課程設(shè)計(jì)的機(jī)械手用于車間生產(chǎn)線上工件的自動(dòng)搬運(yùn)，根據(jù)對(duì)機(jī)械手的工藝過程與控制要求分析，機(jī)械手

4、的動(dòng)作過程如下圖所示：圖1 機(jī)械手的動(dòng)作周期如圖所示機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回復(fù)位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動(dòng)工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動(dòng)作；回復(fù)位工作方式時(shí)，按下“回復(fù)位”按鈕，則機(jī)械手自動(dòng)返回原位；單步工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕機(jī)械手向前執(zhí)行一步；選擇單周期工作方式時(shí)，每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個(gè)周期就停下；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；只要按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手就會(huì)連續(xù)循環(huán)動(dòng)作，直到按下停止按鈕，機(jī)械手才會(huì)最后運(yùn)行到原位并停下；而在傳送工件的過程中，機(jī)械手必須升到最高位置才能左右移動(dòng)，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其它工件。圖2 機(jī)械手傳送示意與操作動(dòng)作傳送

5、圖圖3 機(jī)械手傳送示意與操作動(dòng)作執(zhí)行圖二、機(jī)械手控制的硬件設(shè)計(jì)（一）輸入和輸出點(diǎn)分配表與原理接線圖表1 機(jī)械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表輸入觸點(diǎn)功能輸入觸點(diǎn)功能輸入觸點(diǎn)功能輸出觸點(diǎn)功能X1-SQ2左限位X10手動(dòng)X16啟動(dòng)Y0上升X2-SQ2右限位X11回原點(diǎn)X17停止Y1下降X4-SQ2上限位X12單步X20夾緊Y2右行X5-SQ2下限位X13單周期X21松開Y3左行X14連續(xù)X22上升Y4夾緊/放松X23下降X24右行X25左行表1 機(jī)械手傳送系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表圖4 機(jī)械手硬件控制連線圖三、機(jī)械手控制程序（一）通用部分梯形圖設(shè)計(jì)公用程序用于自動(dòng)程序和手動(dòng)程序相互切換處理。左限位開關(guān)X1

6、、上線位開關(guān)X4的常開觸點(diǎn)和表示夾緊裝置松開的Y4的常閉觸點(diǎn)組成的串聯(lián)電路接通時(shí)，“遠(yuǎn)點(diǎn)條件”輔助繼電器M5變?yōu)镺N。當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)狀態(tài)（M5為ON），在開始執(zhí)行用戶程序（M8002為ON）、系統(tǒng)處于手動(dòng)狀態(tài)或回原點(diǎn)狀態(tài)（X10或X11為ON）時(shí)，初始步對(duì)應(yīng)的M0將被置位，為進(jìn)入單步、單周期和連續(xù)工作方式工作方式作好準(zhǔn)備。如果此時(shí)M5為OFF狀態(tài)，M0將被復(fù)位，初始步為不活動(dòng)步，進(jìn)入單步、單周期和連續(xù)工作方式工作后按啟動(dòng)按鈕也不會(huì)轉(zhuǎn)換到下一步，因此禁止了單步、單周期和連續(xù)工作方式的運(yùn)行。系統(tǒng)處于手動(dòng)工作方式時(shí)，必須將除初始步以外的各步對(duì)應(yīng)的輔助繼電器（M20M27）復(fù)位。在非連續(xù)方式，將表示

7、連續(xù)工作狀態(tài)的M7復(fù)位。否則當(dāng)系統(tǒng)從自動(dòng)方式切換到手動(dòng)方式，然后又返回自動(dòng)方式時(shí)，可能會(huì)出現(xiàn)同時(shí)有兩個(gè)活動(dòng)步的異常情況，引起錯(cuò)誤的動(dòng)作。（二） 手動(dòng)操作梯形圖1.手動(dòng)操作方式由于不需要任何復(fù)雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方式來設(shè)計(jì)梯形圖?！笆謩?dòng)操作時(shí)”按下放松按鈕時(shí)，機(jī)械手卡抓松開，當(dāng)松開放松按鈕時(shí)，機(jī)械手卡爪在液壓缸作用下自動(dòng)加緊并保持；按下上升按鈕，上升輸出Y000保持接通；按下下降按鈕，Y001保持接通；在上限位按下右行按鈕，右行輸出Y002接通，至行程開關(guān)SQ2閉合。手動(dòng)操作梯形圖設(shè)置有互鎖，只有在小車處于左限位（即X001閉合）或右限位（即X002閉合）時(shí)機(jī)械手的上升下降動(dòng)作才能

8、進(jìn)行，只有當(dāng)機(jī)械手處于下限位（即X005接通）機(jī)械手的加緊放松動(dòng)作才可以手動(dòng)控制；為了安全，同一個(gè)電動(dòng)機(jī)的正反轉(zhuǎn)線圈不能同時(shí)接通，設(shè)計(jì)中設(shè)計(jì)了自鎖開關(guān)，防止線圈同時(shí)接通造成的短路。故手動(dòng)操作時(shí)梯形圖如圖所示：手動(dòng)操作梯形圖 從梯形圖可以看出，用上限位開關(guān)X4為ON作為手動(dòng)左行和右行的條件，禁止機(jī)械手在較低的位置水平運(yùn)動(dòng)（三）返回原位流程圖 在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動(dòng)作應(yīng)被停止，上限位未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動(dòng)作時(shí)，“右行”動(dòng)作應(yīng)停止，并左行至左限位位置。故返回原位梯形圖如圖所示：（四）返回原位梯形圖 在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動(dòng)作應(yīng)被停

9、止，上限位未動(dòng)作時(shí)，應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動(dòng)作時(shí)，“右行”動(dòng)作應(yīng)停止，并左行至左限位位置。故返回原位梯形圖如圖所示：返回原位梯形圖（五）“自動(dòng)”狀態(tài)梯形圖 自動(dòng)程序里面有單步與非單步、單周期與連續(xù)的區(qū)分，工作于單步的時(shí)，X12的常閉觸點(diǎn)斷開，這時(shí)M6為OFF不允許步與步之間的轉(zhuǎn)換：在連續(xù)工作方式，X14為ON，按下啟動(dòng)按鈕X16，連續(xù)標(biāo)志M7變?yōu)镺N并鎖存。在單周期工作方式，因?yàn)閄14為OFF,M7不會(huì)變?yōu)镺N。程序流程圖如下：(六)“自動(dòng)”狀態(tài)流程圖（七）搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制梯形圖與指令表：搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制梯形圖四、總結(jié)與評(píng)價(jià)機(jī)械手的控制對(duì)于很多場(chǎng)合需求很大，不論是機(jī)床使用的小

10、型系統(tǒng)還是流水線上的這類設(shè)備，其基本動(dòng)作要求類似，所以控制的實(shí)現(xiàn)也可以相互借鑒。對(duì)于控制程序的編寫，這里給出的只是一種實(shí)現(xiàn)手段，使用可編程控制器還有其他的方法可以實(shí)現(xiàn)這樣的控制，針對(duì)所用的具體系統(tǒng)的情況，設(shè)計(jì)人員可以選用不同的方法來編寫程序。機(jī)械手高效的工作效率，準(zhǔn)確的定位精度，以與簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)與控制方式是人手不能替代的，機(jī)械手的使用也將越來越廣泛。五、參考文獻(xiàn)1廖常初：FX系列PLC編程與應(yīng)用 機(jī)械工業(yè)工程2005.42金偉正等：基于非接觸式IC卡、考勤機(jī)的研究J，工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2001。3馬秀麗等：一種非接觸式射頻卡、基站讀寫電路的設(shè)計(jì)與應(yīng)用J，金卡工程，2003。4鄔依林等：基于非接觸式IC卡收費(fèi)機(jī)的設(shè)計(jì)J。教育學(xué)院學(xué)報(bào)，2OO4。5何立民：?jiǎn)纹瑱C(jī)應(yīng)用系統(tǒng)設(shè)計(jì)，航空航天大學(xué),1995。6周航