【正文】 .............................................. 21 系統(tǒng)接線圖 .................................................................................................................................... 22 I/O口接線圖 ......................................................................................................................... 22 PLC控制的安裝與布線 ...................................................................................................... 23 ................................................................................................ 25 PLC 程序設(shè) 計(jì) .................................................................................................................................. 26 .......................................................................................................................... 26 PLC 程序設(shè)計(jì)流程 .................................................................................................................... 26 ...................................................................................................................................... 30 梯形圖程序 ................................................................................................................................. 30 ........................................................................................................ 30 4 結(jié)束語(yǔ) ......................................................................................................................... 30 參考文獻(xiàn) ........................................................................................................................ 30 致 謝 ............................................................................................................................ 30 1 緒論 現(xiàn)狀 機(jī)械手是在自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中使用的一種具有抓取和移動(dòng)工件功能的自動(dòng)化裝置，它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，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)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén) 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)械手能代替人類完成危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，提高勞動(dòng)生產(chǎn)力。機(jī)械手越來(lái)越廣泛的得到了應(yīng)用，在機(jī)械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ，加工工件 的搬運(yùn)、裝卸，特別是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)床、組合機(jī)床上使用更普遍。目前，機(jī)械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) FMS 和柔性制造單元 FMC 中一個(gè)重要組成部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成一個(gè)柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適 應(yīng)性很強(qiáng)。當(dāng)工件變更時(shí)，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對(duì)路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的需要。而目前我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機(jī)械手的研究和開(kāi)發(fā)直接影響到我國(guó)自動(dòng)化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟(jì)上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)是非常有意義的。 機(jī)械手的發(fā)展概況 機(jī)械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機(jī)械手。它是不屬于其他主機(jī)的獨(dú)立裝置?？梢愿鶕?jù)任務(wù)需要編制獨(dú)立程序完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它的特點(diǎn)是具備不同裝置的性能之外還具備通用機(jī)械及記憶功能的三元型機(jī)械。二是需要人工操作的，起源于原子，軍事工業(yè)。先是通過(guò)操作完成特定工序，后來(lái)逐步發(fā)展到無(wú)線遙控操作。第三類是專用機(jī)械手，通常依附于自動(dòng)生產(chǎn)線上，用于機(jī)床的上下料和裝卸工件。這種機(jī)械手國(guó)外叫做“ Mechanical Hand” 。它由主機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)服務(wù)，工作程序固定，一半是專用的。 機(jī)械手首先是在美國(guó)開(kāi)始研制。第一臺(tái)機(jī)械手 是在 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研究制作出來(lái)的。結(jié)構(gòu)是：主機(jī)安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，長(zhǎng)臂頂端有電磁 抓放機(jī)構(gòu)。 日本在工業(yè)上應(yīng)用機(jī)械手最多，發(fā)展最快的國(guó)家，自 1969 年從美國(guó)引進(jìn)兩種機(jī)械手后開(kāi)始大力研發(fā)機(jī)械手。 前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展和應(yīng)用，自 1977 年，前蘇聯(lián)使用的機(jī)械手一半來(lái)自國(guó)產(chǎn)一半來(lái)自進(jìn)口。 現(xiàn)代工業(yè)中，自動(dòng)化在生產(chǎn)過(guò)程中已日趨突出，機(jī)械手就是在機(jī)械工業(yè)中為實(shí)現(xiàn)加工、裝配、搬運(yùn)等工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)械手的出現(xiàn)大大減輕了人類的勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率。采用機(jī)械手已為目前研究的熱重 點(diǎn)。 目前機(jī)械手在工業(yè)上主要用于機(jī)床加工、鑄造，熱處理等方面，但是還不能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。 的發(fā)展概況 機(jī)械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機(jī)械手。它是不屬于其他主機(jī)的獨(dú)立裝置?？梢愿鶕?jù)任務(wù)需要編制獨(dú)立程序完成各項(xiàng)規(guī)定操作。它的特點(diǎn)是具備不同裝置的性能之外還具備通用機(jī)械及記憶功能的三元型機(jī)械。二是需要人工操作的，起源于原子，軍事工業(yè)。先是通過(guò)操作完成特定工序，后來(lái)逐步發(fā)展到無(wú)線遙控操作。第三類是專用機(jī)械手，通常依附于自動(dòng)生產(chǎn)線上，用于機(jī)床的上下料和裝卸工件。這種機(jī)械手國(guó)外叫做“ Mechanical Hand” 。它由主機(jī)驅(qū)動(dòng)來(lái)服務(wù)，工作程序固定，一半是專用的。 機(jī)械手首先是在美國(guó)開(kāi)始研制。第一臺(tái)機(jī)械手是在 1958 年美國(guó)聯(lián)合控制公司研究制作出來(lái)的。結(jié)構(gòu)是：主機(jī)安裝一個(gè)回轉(zhuǎn)長(zhǎng)臂，長(zhǎng)臂頂端有電磁 抓放機(jī)構(gòu)。 日本在工業(yè)上應(yīng)用機(jī)械手最多，發(fā)展最快的國(guó)家，自 1969 年從美國(guó)引進(jìn)兩種機(jī)械手后開(kāi)始大力研發(fā)機(jī)械手。 前蘇聯(lián)自六十年代開(kāi)始發(fā)展和應(yīng)用，自 1977 年，前蘇聯(lián)使用的機(jī)械手一半來(lái)自國(guó)產(chǎn)一半來(lái)自進(jìn)口。 現(xiàn)代工業(yè)中，自動(dòng)化在生產(chǎn)過(guò)程中已日趨突出，機(jī)械手就是在機(jī)械工業(yè)中為實(shí)現(xiàn)加工、裝配、搬運(yùn)等工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展，機(jī)械手的出現(xiàn)大大減輕了人類的勞動(dòng)，提高了生產(chǎn)效率。采用機(jī)械手已為目前研究的熱重點(diǎn)。 目前機(jī)械手在工業(yè)上主要用于機(jī)床加工、鑄造，熱處理等方面，但是還不能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。 PLC 是在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中產(chǎn)生的， 20 世紀(jì) 60 年代末，美國(guó)汽車制造業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激 烈。為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國(guó)通用 汽車公司（ GM）對(duì)控制系統(tǒng)提出要 求為：（ 1）能替代各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及 其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系 用導(dǎo)線連接起來(lái)的控制系統(tǒng)，既傳統(tǒng)的繼電－接觸器控制，它簡(jiǎn)單易懂，價(jià)格低廉， 能夠滿足生產(chǎn)工藝改動(dòng)頻繁的需要；（ 2）編程簡(jiǎn)單；（ 3）模塊式結(jié)構(gòu)；輸入、輸出 電壓是交流 115V（美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)），輸出能直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（ 4）抗電磁干擾強(qiáng)；（ 5）具有數(shù)據(jù)通信功能。就是把繼電器控制的優(yōu)點(diǎn)與計(jì)算機(jī)的功能齊全、靈 活性、通用性強(qiáng)的特點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，用計(jì)算機(jī)的編程軟件邏輯易于修改來(lái)代替繼電－ 接觸器控制的硬接線邏輯不易修改。美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC）在 1969 年根據(jù)上述 要求，研制出世界上 首臺(tái)可編程控制器，并在美國(guó)通用汽車公司的汽車裝配線上應(yīng) 用成功，實(shí)現(xiàn)裝配線的自動(dòng)控制。 PLC 的定義 PLC 問(wèn)世以來(lái)，盡管時(shí)間不長(zhǎng)，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)化，美國(guó) 電氣制造商協(xié)會(huì) NEMA（ National Electrical Manufactory Association）經(jīng)過(guò)四年 的調(diào)查工作，于 1984 年首先將其正式命名為 PC（ Programmable Controller），并給 PC 作了如下定義： “PC 是一個(gè)數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲(chǔ)存指令。用來(lái)執(zhí) 行諸如邏輯，順序，計(jì)時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過(guò)數(shù)字或類似的輸入 /輸出模塊， 以控制各種機(jī)械或工作程序。一部數(shù)字電子計(jì)算機(jī)若是從事執(zhí)行 PC 之功能被視為 PC，但不包括鼓式或類似的機(jī)械式順序控制器。 ” 以后國(guó)際電工委員會(huì) (IEC)又先后頒布了 PLC 標(biāo)準(zhǔn)的草案第一稿，第二稿 ,并在 1987 年 2 月通過(guò)了對(duì)它的定義： “ 可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì) 的。它采用一類可編程的存儲(chǔ)器，用于其內(nèi)部存儲(chǔ)程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算 ,順序控制， 定時(shí)，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通 過(guò)數(shù)字或模擬式輸入 /輸出控制各種 類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系 5 統(tǒng)聯(lián)成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 ” 總之，可編程控制器是一臺(tái)計(jì)算機(jī)，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)制造的計(jì)算 機(jī)。它具有豐富的輸入 /輸出接口，并且具有較強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力。但可編程控制器產(chǎn)品 并不針對(duì)某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，其硬件需根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行選用配置， 其軟件需根據(jù)控制要求進(jìn)行設(shè)計(jì)編制。 PLC 的特點(diǎn) ① 高可靠性 1）所有的 I/O 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與 PLC 內(nèi)部電路 之間電氣上隔離。 2）各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10～ 20ms。 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。 4）采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。 5）對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用 有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 7）大型 PLC 還可以采用由雙 CPU 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三 CPU 構(gòu)成表決系統(tǒng) ,使可 靠性更進(jìn)一步提高。 ② 豐富的 I/O 接口模塊 PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開(kāi)關(guān)量或模擬量；電壓或電流；