1、 年級:2008級院系:計算機科學學院自動化專業姓名:000學號:08064009指導老師:樊金榮2011年 5月 2日目 錄二 . 課程設計題目和要求 . 4三 . 設計內容 . 51. 設計思路 . 52. 輸入和輸出點分配表及原理接線圖 . 63. 順序功能圖 . 74. 機械手流程圖 . 8四 . 仿真測試 . 錯 誤!未定義書簽。1 連續測試 . 錯 誤!未定義書簽。2 單步測試 . 錯 誤!未定義書簽。 五 . 設計總結 . 13 參考文獻 . 14 附錄 . 14一 . 課程設計目的1. 機械手的工作原理機械手是在機械化、自動化生產過程中發展起來的一種新型裝置。近年來,隨著電子技

2、 術特別是電子計算機的廣泛應用, 機器人的研制和生產已成為高技術領域內迅速發展起來的 一門新興技術, 它更加促進了機械手的發展, 使得機械手能更好地實現與機械化和自動化的 有機結合。機械手雖然目前還不如人手那樣靈活,但它具有能不斷重復工作和勞動、不知疲勞、不 怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點,因此,機械手已受到許多部門的重視,并越來越 廣泛地得到了應用。機械手通常應用于動作復雜的場合來代替人的反復的操作, 從而節省人的勞動, 普通繼 電器由于其體積和接口等各方面限制,經常被應用于動作簡單的電氣及流水線控制,而 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強 ; 控制系統構成簡單、通用性強 ; 編程簡單

3、、使用、維護方便 ; 組合方便、功能強、應用范圍廣 ; 體積小、重量輕、功耗低等有點被廣泛應用于類似機械手 的控制動作復雜的場合,本設計正是以 PLC 控制為基礎從而實現機械手的各種動。例如:(1機床加工工件的裝卸,特別是在自動化車床、組合機床上使用較為普遍。(2在裝配作業中應用廣泛,在電子行業中它可以用來裝配印制電路板,在機械行業中它可 以用來組裝零部件。(3可在勞動條件差,單調重復易子疲勞的工作環境工作,以代替人的勞動。(4可在危險場合下工作,如軍工品的裝卸、危險品及有害物的搬運等。(5宇宙及海洋的開發。(6軍事工程及生物醫學方面的研究和試驗。機械手電氣控制系統, 除了有多工步特點之外,

4、還要求有自動控制和手動控制等操作方 式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來。當旋鈕打向回原點時,系統自動 地回到左上角位置待命。當旋鈕打向自動時,系統自動完成各工步操作,且循環動作。當旋 鈕打向手動時, 每一工步都要按下該工步按鈕才能實現。 本設計按要求只設計出單步和連續 控制。機械手傳送工件系統示意圖,如圖所示。 二 . 課程設計題目和要求搬運物品機械手控制設計某氣動機械手搬運物品工作示意圖如圖 35 所示。 傳送帶 A 、 B 分別由電動機 M1、 M2 驅動,轉送帶 A 為 步進式傳送;機械手的回轉運動、上下運動、夾緊與放松分別由氣動閥 Y1Y2、 Y3Y4、 Y5 控制。試

5、按以下 要求運用步進順控指令編程。1、 動作要求:(1機械手在原始位置時(右旋到位 SQ1 動作,按下啟動按鈕,機械手松開,轉送 帶 B 開始運動,機械手手臂開始上升。(2上升到上限時 SQ3動作,上升結束,開始左旋;左旋到左限時 SQ2 動作,左旋 結束,開始下降;下降到下限時 SQ4 動作,下降結束,傳送帶 A 啟動。(3傳送帶 A 向機械手方向前進一個物品的距離后停止,機械手開始抓物,延時 1s 后機械手開始上升。到上限 SQ3 動作右旋到右限 SQ1 動作下降到下限 SQ4 動作松開、放物, 延時 1s 后一個工作循環結束。(4機械手的工作方式為:單步 /循環。2、課題任務與要求:1確

6、定輸入 /輸出設備;2 PLC I/O點分配,并繪制 I/O 接線圖以及其它外部硬件圖;3繪制系統功能表圖;設計梯形圖和人機界面并調試運行并模擬調試;4整理技術資料,編寫使用說明書。三 . 設計內容1. 設計思路機械手共有 6個動作,分別是上升、下降、左旋、右旋、松開和抓緊,其 中抓緊需要保持,所以要用 SET 保持,而松開就用 RSET 即可。 B 帶運動也是長 時間運動,也要用 SET 保持,在運行完整個周期后按停止按鈕才將 B 帶 RSET 停止。 A 帶在一個周期內只負責傳送一個工件,不需要長時間運作,所以用一 個計時器讓它運動 5S 即可。單步和連續轉換問題, 單步設計需要加一個中間

7、繼電器 W20.11, 當選擇連 續方式時, W20.11長通。當選擇單步時,按下一下啟動按鈕才接通一次,并在 每一步上都要加上常開的 W20.11。 連續設計也加一中間繼電器 w20.10, 當按下 啟動按鈕時 W20.10接通,并長通,按停止按鈕時斷開。具體設計圖如下 2 輸入和輸出點分配表及原理接線圖 外部接線圖 3. 順序功能圖 4. 流程圖四 . 仿真測試1. 界面設計 2. 連續步測試 開啟仿真,電源接通,原點指示燈亮 選擇連續開關,按下啟動按鈕,點擊右限行程開關,機械手上升, B 傳送帶開始運動 點擊上限行程開關,機械手左旋 點擊左限行程開關,機械手下降 點擊下限行程開關, A

8、傳送帶開始運動, 5S 后停止,機械手抓緊并上升 點擊上限行程開關,機械手右旋 點擊右限行程開關,機械手下降 點擊下限行程開關,機械手松開,原點指示燈亮,一個運行周期結束。 點擊停止按鈕,結束程序。 B 傳送帶停止轉動。 2. 單步測試選擇單步開關,點擊右限行程開關,點擊啟動按鈕,機械手上升。 以下步驟與上面基本類似,只需每次多點下啟動按鈕。經以上仿真測試可得設計的搬運物品機械手滿足設計要求,實驗圓滿結束。 五 . 設計總結PLC原理與應用是自動化專業一門重要的專業課, PCL 是工業控制的核心部 分 。 因此學好 PL C對于我們自動化專業的學生非常重要。在實驗過程中因為沒有課本的原因, 使

9、我在設計中遇到不少困難, 多虧 樊金榮老師上課講解的較為全面透徹,在筆記的幫助下有幸將困難一一解決。在此強烈譴責一下學校不發書的不負責行為!通過這 2周的課程設計使我對 PLC 的設計及應用有了進一步的了解, 對 PLC 產品的有關控制知識有了深刻的認識。通過理論聯系實際,進一步 提高了觀察、分析和解決問題的能力。以便培養成為能夠主動適應社會主 義現代化建設需要的高素質的復合型人才。運用學習成果,把理論運用于 實際,培養了我綜合應用可編程控制器設計課程及其他課程的理論知識和 應用生產實際知識解決工程實際問題的能力,為今后的學習和工作都打下 了堅實的基礎。參考文獻 :1歐姆龍 CJ1系列 PLC

10、 原理與應用樊金榮老師主編 機械工業出版社2. 可編程控制器原理與程序設計謝克明 夏路易主編 電子工業出版社3可編程控制器原理與實踐教程王整風 謝云敏主編 上海交通大學出版 社附錄. 梯形圖 16 工作過程如下： 開啟在線仿真，接通電源，此時機械手在原點位置 1.08 通電。將 2.02 （連續）強制為 ON， ，將 0.01（右限）強制為，把 0.00（啟動）設置為 ，然后設置為，w2.01 通電，1.07（帶運動）和（上升） 通電。將 0.03（上限）強制為，w2.02 接通，1.02（左旋）通電。將 0.02 （左限）強制為，w2.03 接通，1.01（下降）通電。將（下限） 強制為，w2.04 接通，1.06（帶運動）通電，計時器開始計時，5S 后 w2.05 接通，SET1.05（抓緊）通電，計時器 T1 開始計時，1S 后 w2.06 接通， 1.02（上升）通電。將 0.02（上限）強制為 ON，w2.07 接通，1.03（右旋）通 電。將 0.01（右限）強制為 ON，w2.0