【正文】 第一篇：plc機(jī)械手課程設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書目錄 引言.................................................................5 2 設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容...................................................6 .......................................................4 .......................................................4 3 氣動機(jī)械手的操作要求及功能...........................................4.......................................................4 .......................................................5 4 PLC及機(jī)械手的選擇和論證.............................................6 PLC............................................................6 PLC簡介...................................................6 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置.......................................6 PLC的選擇及論證..........................................7 .........................................................7 .................................................7 ...............................................8 5 硬件電路設(shè)計(jì)及描述...................................................8 .......................................................8 PLC的I/O分配接線.............................................9 6 軟件電路設(shè)計(jì)及描述..................................................10 ..........................................10 ....................................................10 ..............................................11 ..................................................12 ..........................................12 ....................................................13 7 心得體會...........................................................15 參考文獻(xiàn).............................................................16課程設(shè)計(jì)說明書1引 言在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動化已成為突出的主題?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。但在機(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)自動化的有效的辦法；控制機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。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)批量中有四分之三有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)這些工序的自動化而生產(chǎn)的。并且在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強(qiáng)度，甚至于危及生命。自從機(jī)械手問世以來，相應(yīng)的各種難題迎刃而解。機(jī)械手可在空間抓、放、搬運(yùn)物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動線。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率?？删幊炭刂破魇抢^電器控制和計(jì)算機(jī)控制出上開發(fā)的產(chǎn)品，逐漸發(fā)展成以微器處理為核心把自動化技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動控制裝置。機(jī)械手采用plc控制，具有可靠性高，改變程序靈活等優(yōu)點(diǎn)。無論進(jìn)行時(shí)間控制還是控制或混合控制，都可以通過設(shè)置plc的程序?qū)崿F(xiàn)?？梢愿鶕?jù)機(jī)械手的動作順序改變程序，是機(jī)械手通用性更好。采用氣壓傳動，動作迅速，反應(yīng)靈敏，能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動控制。工作環(huán)境適應(yīng)性好。阻力損失和泄露減少。不會污染環(huán)境，造價(jià)低。在彩電、冰箱等家用電器產(chǎn)品的裝配生產(chǎn)線上，在半導(dǎo)體芯片、印刷電路等各種電子產(chǎn)品的裝配流水線上，不僅可以看到各種大小不一、形狀不同的氣缸、氣爪，還可以看到許多靈巧的真空吸盤將一般氣爪很難抓起的顯像管、紙箱等物品輕輕地吸住，運(yùn)送到指定目標(biāo)位置氣動機(jī)械手被廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)、半導(dǎo)體及家電行業(yè)、化肥和化工，食品和藥品的包裝、精密儀器和軍事工業(yè)等。課程設(shè)計(jì)說明書 設(shè)計(jì)目的及主要內(nèi)容培養(yǎng)plc設(shè)計(jì)能力；擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu)；培養(yǎng)綜合運(yùn)用能力；是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。通過本次課程設(shè)計(jì)，進(jìn)一步加強(qiáng)自己對機(jī)械手和PLC的認(rèn)識，以及它們在生活中廣泛應(yīng)用。 氣動機(jī)械手的動作示意圖如圖1所示，氣動機(jī)械手的功能是將工件從A處移送到B處?？刂埔鬄椋簹鈩訖C(jī)械手的升降和左右移行分別由不同的雙線圈電磁閥來實(shí)現(xiàn)，電磁閥線圈失電時(shí)能保持原來的狀態(tài)，必須驅(qū)動反向的線圈才能反向運(yùn)動；上升；右行；線圈通電時(shí)夾緊工件，線圈斷電時(shí)松開工件；機(jī)械手的夾鉗的松開、夾緊通過延1S實(shí)現(xiàn)；機(jī)械手的下降、上升、右行；課程設(shè)計(jì)說明書機(jī)械手的操作面板如圖2所示。機(jī)械手能實(shí)現(xiàn)手動、回原位、單步、單周期和連續(xù)等五種工作方式。手動工作方式時(shí)，用各按鈕的點(diǎn)動實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的動作；連續(xù)工作方式時(shí)，機(jī)械手在原位，只要按下啟動安鈕，機(jī)械手就會連續(xù)循環(huán)工作，直到按下停止安鈕；單步工作方式時(shí)，每按下一次啟動安鈕，機(jī)械手向前執(zhí)行一步；單周期工作方式時(shí)，每按下一次啟動安鈕，機(jī)械手只運(yùn)行一個周期；傳送工件時(shí)，機(jī)械手必須升到最高點(diǎn)才能左右移動，以防止機(jī)械手在較低位置運(yùn)行時(shí)碰到其他工件；出現(xiàn)緊急情況，按下緊急停車按鈕時(shí)，機(jī)械手停止所有的操作。課程設(shè)計(jì)說明書 PLC及機(jī)械手的選擇和論證 PLC PLC簡介可編程控制器（簡稱PLC）：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器，用于其內(nèi)部存儲程序，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)過程。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)?？梢灶A(yù)料：在工業(yè)控制領(lǐng)域中，PLC控制技術(shù)的應(yīng)用必將形成世界潮流。 PLC的結(jié)構(gòu)及基本配置一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開課程設(shè)計(jì)說明書放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。CPU：PLC中的CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，每臺PLC至少有一個CPU。與通用計(jì)算機(jī)一樣，主要由運(yùn)算器、控制器、存儲器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，還有外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。內(nèi)存主要用于存儲程序及數(shù)據(jù)，是PLC不可缺少的組成單元。存儲器：可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。I/O模塊：PLC的對外功能，主要是通過各種I/O接口模塊與外界聯(lián)系的。電源模塊：有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用途是為PLC各模塊的集成電路提供工作電源。同時(shí)，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。電源以其輸入類型有：交流電源，加的為交流220VAC或110VAC，直流電源，加的為直流電壓，常用的為24V。PLC 的外部設(shè)備：外部設(shè)備是PLC系統(tǒng)不可分割的一部分，它有四大類 機(jī)械手mechanical hand 也被稱為自動手，auto hand能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手簡述:機(jī)械手的形式是多種多樣的，有的較為簡單，有的較為復(fù)雜，但基本的組成形式是相同的，一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。1．執(zhí)行機(jī)構(gòu)機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由手、手腕、手臂、支柱組成。手是抓取機(jī)構(gòu)，用來夾緊和松開工件，與人的手指相仿，能完成人手的類似動作。手腕是連接手指與手臂的元件，可以進(jìn)行上下、左右和回轉(zhuǎn)動作。支柱用來支撐手臂，也可以根據(jù)需要做成移動。2．傳動系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)說明書執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作要由傳動系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。常用機(jī)械手傳動系統(tǒng)分機(jī)械傳動、液壓傳動、氣壓傳動和電力傳動等幾種形式。機(jī)械手控制系統(tǒng)的主要作用是控制機(jī)械手按一定的程序、方向、位置、速度進(jìn)行動作，簡單的機(jī)械手一般不設(shè)置專用的控制系統(tǒng)，只采用行程開關(guān)、繼電器、控制閥及電路便可實(shí)現(xiàn)動傳動系統(tǒng)的控制，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)按要求進(jìn)行動作．動作復(fù)雜的機(jī)械手則要采用可編程控制器、微型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制。由于機(jī)械手是在搬運(yùn)中的應(yīng)用，所以采用傳送帶加旋轉(zhuǎn)的機(jī)械手類型。此機(jī)械手易于操作，性能可靠。并且根據(jù)要求，我們設(shè)計(jì)的是氣動機(jī)械式。硬件電路設(shè)計(jì)及描述 操作方式設(shè)備的操作方式一般可分為手動和自動兩大類，手動操作方式主要用于設(shè)備的調(diào)整，自動操作方式用于設(shè)備的自動運(yùn)行。手動操作方式手動操作：用單個按鈕接通或斷開各自對應(yīng)的負(fù)載。自動操作方式單步運(yùn)行：每按一次啟動按鈕，設(shè)備前進(jìn)一個工步。單周期運(yùn)行：在原點(diǎn)位置時(shí)，按下啟動按鈕設(shè)備自動運(yùn)行一個周期后停止原位；途中按下停止按鈕，設(shè)備停止運(yùn)行；再按下啟動按鈕時(shí)，設(shè)備從斷點(diǎn)處繼續(xù)運(yùn)行，直到原位停止。連續(xù)運(yùn)行：在原點(diǎn)位置按下啟動按鈕，設(shè)備按既定工序連續(xù)反復(fù)運(yùn)行。中途按下停止按鈕，設(shè)備運(yùn)行到原位停止。 PLC的I/O分配接線I/O分配及接線圖I 軟件電路設(shè)計(jì)及描述課程設(shè)計(jì)說明書 主程序設(shè)計(jì)主程序是整個程序的開始，系統(tǒng)讀取的時(shí)候一定從主程序開始，至于之后需執(zhí)行哪個子程序，都在主程序中體現(xiàn)。，鏈接公用程序，公用程序是無條件執(zhí)行的；在手動控制方式中，其常開觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“手動”子程序；在回原點(diǎn)控制方式中，其常開觸點(diǎn)閉合，執(zhí)行“回原點(diǎn)”子程序；在單步、單周期和連續(xù)控制方式中，、其中任何一個為ON時(shí)，執(zhí)行“自動”子程序。主程序梯形圖為：圖21 主程序梯形圖 公用程序設(shè)計(jì)公用程序用于處理各種工作方式都要執(zhí)行的任務(wù)，以及不同的工作方式之間相互切換的處理。、“原點(diǎn)條件”，機(jī)械手處于原點(diǎn)狀態(tài)，在開始執(zhí)行用戶程序、系統(tǒng)處于手動或自動回原點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，為進(jìn)入單步、單周期和連續(xù)工作方式作好準(zhǔn)備。，初始步為不活動步，系統(tǒng)不能在單步、單周期和連續(xù)工作方式下工作。當(dāng)系統(tǒng)處于手動工作方式和回原點(diǎn)方式時(shí)，必須將單步、單周期以及連續(xù)工作方式程序中，除初始步以外的各步對應(yīng)的存儲器位（~）復(fù)位，否則當(dāng)系統(tǒng)從自動工作方式切換到手動工作方式，然后又返回自動工作方式時(shí)，可能會出現(xiàn)同時(shí)有兩個活動部的異常情況，引起錯誤的動作。如果不是回原點(diǎn)方式，代表回原點(diǎn)中的各步課程設(shè)計(jì)說明書~。在非連續(xù)方式。公用程序梯形圖為：圖22 公用程序梯形圖 手動程序設(shè)計(jì)在手動程序中，為了保證系統(tǒng)安全運(yùn)行，設(shè)置了上升