【正文】 且 =0（上升電磁閥斷開）：且 =0（左旋電磁閥斷開），則 =1（下降電磁閥閉 合 ）；并且 =1（ 輔助繼 電器 ）。 圖 當 =1（夾放電磁閥閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉 合 ）； =0（上升電磁閥斷開），則定時器 T55 啟動定時。梯形圖如圖 所示。梯形圖如圖 所示。 圖 當 =1（上升電磁閥閉 合 ）；且 =1（左旋限位開關閉 合 ）； =1（上升限位開關閉 合 ），則 =0（上升電磁閥斷開），并且 =0（左旋電磁閥斷開），則 =1（右旋電磁閥閉 合 ）。 本科生畢業(yè)設計（論文） 30 圖 機械手 3控制程序 當 =1（上升限位開關閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉 合 ）；且 =0（上升電磁閥斷開）：且 =0（左旋電磁閥斷開），則 =1（下降電磁閥閉 合 ）；并且 =1（ 輔助繼電器 ）。 圖 當 =1（夾放電磁閥閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉 合 ）； =0（上升電磁閥斷開），則定時器 T57 啟動定時。梯形圖如圖 所示。梯形圖如圖 所示。 圖 當 =1（上升電磁閥閉 合 ）；且 =1（左旋限位開關閉 合 ）； =1（上升限位開關閉 合 ），則 =0（上升電磁閥斷開），并且 =0（左旋電磁閥斷開），則 =1（右旋電磁閥閉 合 ）。
。 圖 當 =1（右旋電磁閥閉 合 ）；且 =1（上升限位開關閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉合），則 =0（右旋電磁閥斷開）并且 =0（ 輔助繼電器 ）。 當 T58=1（定時時間到）；且 =1（左旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉合 ）； =0（下降電磁閥斷開），則 =1（上升電磁閥閉 合 ）。梯形圖如圖 所示。梯形圖如圖 所示。 圖 當 =1（下降電磁閥閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉 合 ），則 =0（下降電磁閥斷開）并且 =1（夾放電磁閥閉 合 ）。 圖 當 =1（右旋電磁閥閉 合 ）；且 =1（上升限位開關閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉合），則 =0（右旋電磁閥斷開）并且 =0（ 輔助繼電器 ）。 T56=1（定時時間到）；且 =1（左旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉 合 ）；=0（下降電磁閥斷開），則 =1（上升電磁閥閉 合 ）。梯形圖如圖 所示。梯形圖如圖 所示。 圖 當 =1（下降電磁閥閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉 合 ），則 =0（下降電磁閥斷開）并且 =1（夾放電磁閥閉 合 ）。 圖 當 =1（右旋電磁閥閉 合 ）；且 =1（上升限位開關閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉合），則 =0（右旋電磁閥斷開）并且 =0（ 輔助繼電器 ）。 當 T54=1（定時時間到）；且 =1（左旋限位開關閉 合 ）；且 =1（下降限位開關閉合 ）； =0（下降電磁閥斷開），則 =1（上升電磁閥閉 合 ）。梯形圖如圖 所示。梯形圖如圖 所示。 圖 梯形圖 當 =1（下降電磁閥閉 合 ）；且 =1（右旋限位開關閉 合 ）； 且 =1（下降限位開關閉 合 ），則 =0（下降電磁閥斷開）并且 =1（夾放電磁閥閉 合 ）。機械手 2上升電磁閥 的中間繼電器 KA8，機械手 2 左旋電磁閥 的中間繼電器 KA9，機械手 2右旋電磁閥 的中間繼電器 KA910， 分別連接到 CPU224 的 –。 圖 CPU224外部接線 總啟動按鈕 SB1，總停止按鈕 SB2，自動 /手動選擇按鈕 SB3，機械手 1啟動按鈕 SB4，機械手 1停止按鈕 SB5，機械手 2 啟動按鈕 SB6，機械手 2 停止按鈕 SB7，工作臺 A物品檢測開關 SQ1，分別連接到 CPU224 的 –。 EM222 外部接線如圖 所示。機械手 1 右旋限位開關 SQ8，機械手 2 下降限位開關 SQ9，機械手 2 夾緊檢測開關 SQ10，機械手 2 上升限位開關 SQ11，分別連接擴展模塊 EM221(1)的 –。 建立輸入信號地址分配表如表 所示： 表 序號 名稱 地址 1 SB1 2 SB2 3 SB3 4 SB4 5 SB5 6 SB6 7 SB7 8 SB8 9 SB9 10 SQ1 11 SQ2 12 SQ3 13 SQ4 14 SQ5 15 SQ6 16 SQ7 17 SQ8 18 SQ9 19 SQ10 20 SQ11 21 SQ12 本科生畢業(yè)設計（論文） 18 序表 22 SQ13 23 SQ14 24 SQ15 25 SQ16 26 SQ17 27 SQ18 建立輸出信號地址分配表如表 所示： 表 輸出信號地址分配表 序號 名稱 地址 1 KA1 2 KA 2 3 KA 3 4 KA 4 5 KA 5 6 KA 6 7 KA 7 8 KA 8 9 KA 9 10 KA 10 11 KA 11 12 KA 12 13 KA 13 14 KA 14 15 KA 15 建立通用輔助繼電器地址分配表如表 所示： 本科生畢業(yè)設計（論文） 19 表 通用輔助繼電器地址分配表 序號 名稱 地址 1 自動方式 2 手動方式 3 機械手 1 動作中 4 機械手 2 動作中 5 機械手 3 動作中 6 系統(tǒng)停止 PLC 外部接線 本系統(tǒng)的各模塊在 I/O 鏈中的位置排列方式如圖 所示。 本次設計中共 27 個輸入量，共 15 個輸出量，共計 32 點，因此選用了 S7– 200 系列CPU224， CPU224 具有 14點輸入 /10點輸出， I/O 點數(shù)共計 24點，它可以有七個擴展模塊，有內置時鐘，它有更強的模擬量和高速計數(shù)的處理能力，是使用最多的 S7– 200 產(chǎn)品。不同的 CPU 有不同的擴展規(guī)范，它主要受 CPU的功能限制。同時它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設計時更加簡單，其速度快，具有極強的通信能力，幾乎可以完成任何功能的控制任務。 表 輸出信號名稱與電氣符號表 序號 名 稱 電氣符號 1 2 機械手 1 下降電磁閥 YV1 2 機械手 1 夾放電磁閥 YV 2 3 機械手 1 上升電磁閥 YV 3 本科生畢業(yè)設計（論文） 15 續(xù)表 4 機械手 1 左旋電磁閥 YV 4 5 機械手 1 右旋電磁閥 YV 5 6 機械手 2 下降電磁閥 YV 6 7 機械手 2 夾放電磁閥 YV 7 8 8 機械手 2 上升電磁閥 YV 8 9 機械手 2 左旋電磁閥 YV 9 10 機械手 2 右旋電磁閥 YV 10 11 機械手 3 下降電磁閥 YV 11 12 機械手 3 夾放電磁閥 YV 12 13 機械手 3 上升電磁閥 YV 13 14 機械手 3 左旋電磁閥 YV 14 15 機械手 3 右旋電磁閥 YV 15 PLC 的選型 目前，世界上有 200多個廠家生產(chǎn)可編程控制器產(chǎn)品，比較著名的 PLC 生產(chǎn)廠家主要有美國的 AB、通用（ GE）、日本的三菱（ MITSBISHI）、歐姆龍（ OMRON）、德國的西門子（ SIMENS）、法國的 TE、韓國的三星（ SUMSUNG）、 LG 等。 ； 左旋限位開關 3 個 負責 檢測 機械手 是否 左旋 轉 180176。一般來說，掃描周期越大，表明掃描所需要的時間就越長，要求輸入信號的寬度 就 越大，控制周期 就 越長，控制速度就要降低。 PLC 的工作原理 PLC 是一種工業(yè)控制計算機，故它的工作原理是 建立在計算機工作原理之上，即通過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現(xiàn)的，但是 CPU 是以分時操作方式來處理各項任務的，計算機在每一瞬間只能做一件事，所以程序的執(zhí)行是按程序順序依次完成相應各電器的動作，所以它屬于串行工作方式。 編程器 編程器的作用是供用戶進行程序的編制、編輯、調試和監(jiān)視。 12V、 24V等直流電源，使 PLC 能正常工作。輸入 /輸出模塊從廣義上分包含兩部分：一是與控制設備相連接的接口電路；另一部分是輸入和輸出的映像寄存器。 PLC 使用的存儲器類型有三種。 本科生畢業(yè)設計（論文） 10 圖 PLC的結構框圖 用戶存儲器包括用戶程序存儲器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。系統(tǒng)程序質量的好壞，很大程度上決定了 PLC的性能，其內容主要包括三部分。 CPU 通過數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲單元、輸入 /輸出接口電路連接。用 PLC 實施控制，其實質是按一定算法進行輸入 /輸出變換，并將這個變換給以物理實現(xiàn)，應用于工業(yè)現(xiàn)場 。 數(shù)據(jù)控制 在機 械加工中， PLC 作為主要的控制和管理系統(tǒng)用于 CNC 和 NC 系統(tǒng)中，可以完成大量的數(shù)據(jù)控制。 本科生畢業(yè)設計（論文） 9 運動控制 PLC 制造商目前已提供了拖動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊 ，在多數(shù)情況下， PLC把描述目標位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動一軸或數(shù)軸到目標位置，每個軸移動時，位置控制模塊保持適當?shù)乃俣群图铀俣?，保持運動平滑。目前PLC 在國內外已廣泛應用于鋼鐵、采礦、石油、化工、電力、機械制造、汽車、裝卸、紡織、環(huán)保和娛樂等行業(yè)。 維修工作量小，維修方便。 功能強，性能價格比高?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P設備，都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。 停止按鈕 啟動按鈕 夾放電磁閥 選擇按鈕 下降電磁閥 繼電器 繼電器 本科生畢業(yè)設計（論文） 7 圖 本科生畢業(yè)設計（論文） 8 第 3章 系統(tǒng)硬件電路的設計 PLC 的簡介 可編程控制器的概念 可編程控制器 (Programmable Logical Controller)簡稱 PLC。第8 步是機械手左旋 180 度，回到原位。第 4步是機械手夾緊物品右旋 180度。 本論文要達到的目標是，當系統(tǒng)工作開始時，機械手 1首先工作，完成 8個基本操作后（即一個循環(huán)），機械手 2 便啟動工作，同樣完成一個循環(huán)后，機械手 3 啟動工作，這樣 3個機械手不斷的循環(huán)工作；當系統(tǒng)工作結束時，機械手 1 首先完成一個循環(huán)后停止，然后機械手 機械手 3 也順序依次停止工作。在每個機械手的基座和工作臺之間都有一個紅外檢測器，用于檢測 工作 臺上是否有物品。 氣動搬運機械手群 氣動搬運機械手群結構 本論文的控制對象是由三個機械手組成的機械手群。機械手的工機械手手部 機械手橫臂 機械手立柱 機械手基座 本科生畢業(yè)設計（論文） 5 作流程如圖 所示。驅動部分有升降氣缸、擺動氣缸和手部驅動氣缸?；闹饕?任務是支撐和完成手臂回轉。因此，氣動機械手可以代替一些功能不理想的工業(yè)機械手的地位，在目前的工業(yè)自動線上有著及其廣泛的應用前景。二者之間的區(qū)別在于氣動機械手發(fā)展的起點頗高，它強調模塊化的形式，把專用機械手和通用機械手結合起來。 隨著氣動技術獲得了快速發(fā)展，其利用成本性能比低廉及同時具有許多優(yōu)點的氣動設備 ，在 滿足社會生產(chǎn)實踐需要 的同時 也越來越多的受到重視 。由于電機速度高，通常須采用減速機構 (如諧波傳動、 RV 擺線針輪傳動、齒輪傳動、螺 旋傳動和多桿機構等 )。氣動工業(yè)的高速增長，進一步刺激了氣動技術的發(fā)展。 本科生畢業(yè)設計（論文） 2 氣動技術因具有節(jié)能、無污染、高效、低成本、安全可靠、結構簡單，以及防火、防爆、抗電磁干擾、抗幅射等優(yōu)點廣泛應用于汽車制造、電子、工 業(yè) 機械、食品等工業(yè)產(chǎn)業(yè)中。 氣動機械手的簡介 氣動技術 氣動技術 — 這個被譽為工業(yè)自動化之“肌肉”的傳動與控制技術，在加工制造業(yè)領域越來越受到人們的重視，并獲得了廣泛應用。機械手 擴大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險、有