【正文】 進(jìn)行濾波、隔離、電平轉(zhuǎn)換等，把輸入信號(hào)的邏輯值安全可靠地傳遞到PLC內(nèi)部。第一種是隨機(jī)存取存儲(chǔ)器（RAM）；第二種是只讀存儲(chǔ)器（ROM）；第三種是可電擦除可編程的只讀存儲(chǔ)器（EEPROM或EPROM）。用戶(hù)程序存儲(chǔ)器用來(lái)存放用戶(hù)針對(duì)具體控制任務(wù)用規(guī)定的PLC編程語(yǔ)言編寫(xiě)的各種用戶(hù)程序。第一部分為系統(tǒng)管理程序。存儲(chǔ)器PLC的存儲(chǔ)器包括系統(tǒng)存儲(chǔ)器和用戶(hù)存儲(chǔ)器兩部分。用PLC實(shí)施控制，其實(shí)質(zhì)是按一定算法進(jìn)行輸入/輸出變換，并將這個(gè)變換給以物理實(shí)現(xiàn)，應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)。數(shù)據(jù)控制在機(jī)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。運(yùn)動(dòng)控制PLC制造商目前已提供了拖動(dòng)步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)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(biāo)位置的數(shù)據(jù)送給模塊，其輸出移動(dòng)一軸或數(shù)軸到目標(biāo)位置，每個(gè)軸移動(dòng)時(shí)，位置控制模塊保持適當(dāng)?shù)乃俣群图铀俣龋３诌\(yùn)動(dòng)平滑。目前PLC在國(guó)內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、采礦、石油、化工、電力、機(jī)械制造、汽車(chē)、裝卸、紡織、環(huán)保和娛樂(lè)等行業(yè)。維修工作量小，維修方便。功能強(qiáng)，性能價(jià)格比高?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。右旋限位開(kāi)關(guān)停止按鈕啟動(dòng)按鈕物品檢測(cè)開(kāi)關(guān)下降限位開(kāi)關(guān)夾放檢測(cè)開(kāi)關(guān)上升限位開(kāi)關(guān)左旋限位開(kāi)關(guān)P L C上升電磁閥夾放電磁閥右旋電磁閥左旋電磁閥選擇按鈕下降電磁閥繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) PLC的簡(jiǎn)介 可編程控制器的概念可編程控制器(Programmable Logical Controller)簡(jiǎn)稱(chēng)PLC。第7步機(jī)械手上升。第3步是機(jī)械手夾緊物品上升。 本論文的主要內(nèi)容及達(dá)到的目標(biāo)本論文主要內(nèi)容是以氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手作為控制對(duì)象，用PLC作為控制器，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手群自動(dòng)運(yùn)行的控制。每個(gè)機(jī)械手的手部正下方都有工作臺(tái)，用于放置物品。轉(zhuǎn)動(dòng)是通過(guò)擺動(dòng)氣缸、軸向止推軸承、擺動(dòng)臂及擺動(dòng)位置微動(dòng)開(kāi)關(guān)協(xié)調(diào)完成，轉(zhuǎn)動(dòng)工作行程為0~180176。 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的工作原理本機(jī)械手采用氣壓驅(qū)動(dòng)，使用的是壓力為0. 6 MPa，最高可達(dá)1 Mpa。手臂裝在基座上，作上下直線運(yùn)動(dòng)，手部可夾緊/放松。 氣動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì)盡管世界工業(yè)經(jīng)濟(jì)發(fā)展放緩，使得氣動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展受到一定的影響，然而，作為新興科學(xué)技術(shù)的產(chǎn)物，氣動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展勢(shì)不可擋。現(xiàn)代氣動(dòng)機(jī)械手的基本結(jié)構(gòu)由感知部分、控制部分、主機(jī)部分和執(zhí)行部分四個(gè)方面組成。氣動(dòng)機(jī)械手技術(shù)已經(jīng)成為能夠滿(mǎn)足許多行業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐要求的一種重要實(shí)用技術(shù)。這類(lèi)機(jī)械手的特點(diǎn)是控制精度高，驅(qū)動(dòng)力較大，響應(yīng)快，信號(hào)檢測(cè)、傳遞、處理方便，并可以采用多種靈活的控制方案。氣動(dòng)技術(shù)正朝著精確化、高速化、小型化、復(fù)合化和集成化的方向發(fā)展。隨著新材料、新技術(shù)、新工藝的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，氣動(dòng)技術(shù)己經(jīng)突破傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)、制造理念，正在IC/LCD、微電子、生物制藥、醫(yī)療機(jī)械等高技術(shù)領(lǐng)域扮演著重要角色。目前，伴隨著微電子技術(shù)、通信技術(shù)和自動(dòng)化控制技術(shù)的迅猛發(fā)展，氣動(dòng)技術(shù)也不斷創(chuàng)新，以工程實(shí)際應(yīng)用為目標(biāo)，得到了前所未有的發(fā)展。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車(chē)制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。它適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)?！睓C(jī)械手可分為專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩大類(lèi)。本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）PLC氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)論文目 錄第1章 緒 論 1 機(jī)械手的概念 1 氣動(dòng)機(jī)械手的簡(jiǎn)介 1 氣動(dòng)技術(shù) 1 氣動(dòng)機(jī)械手 2 氣動(dòng)機(jī)械手的發(fā)展趨勢(shì) 3第2章 方案論證 4 機(jī)械手的設(shè)計(jì) 4 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的結(jié)構(gòu) 4 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的工作原理 4 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手群 5 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手群結(jié)構(gòu) 5 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手群工作原理 6 本論文的主要內(nèi)容及達(dá)到的目標(biāo) 6 本系統(tǒng)的控制方案 6第3章 系統(tǒng)硬件電路的設(shè)計(jì) 8 PLC的簡(jiǎn)介 8 8 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域 8 PLC的系統(tǒng)組成 9 PLC的工作原理 11 輸入/輸出信號(hào) 13 PLC的選型 15 I/O地址分配 17 PLC外部接線 19 電氣控制原理 23第4章 軟件設(shè)計(jì) 24 機(jī)械手1控制程序 24 機(jī)械手2控制程序 27 機(jī)械手3控制程序 30 機(jī)械手群主程序 33第5章 結(jié)論 37參考文獻(xiàn) 38致 謝 39附 錄Ⅰ 40附 錄Ⅱ 55附 錄Ⅲ 60II第1章 緒 論機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。 機(jī)械手的概念我國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T12643–90)對(duì)機(jī)械手的定義：“具有和人手臂相似的動(dòng)作功能，可在空間抓放物體，或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置。通用機(jī)械手：它是一種具有獨(dú)立的控制系統(tǒng)、程序可變、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。機(jī)械手?jǐn)U大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)的重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 氣動(dòng)機(jī)械手的簡(jiǎn)介 氣動(dòng)技術(shù)氣動(dòng)技術(shù)—這個(gè)被譽(yù)為工業(yè)自動(dòng)化之“肌肉”的傳動(dòng)與控制技術(shù)，在加工制造業(yè)領(lǐng)域越來(lái)越受到人們的重視，并獲得了廣泛應(yīng)用。氣動(dòng)技術(shù)因具有節(jié)能、無(wú)污染、高效、低成本、安全可靠、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，以及防火、防爆、抗電磁干擾、抗幅射等優(yōu)點(diǎn)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)制造、電子、工業(yè)機(jī)械、食品等工業(yè)產(chǎn)業(yè)中。氣動(dòng)工業(yè)的高速增長(zhǎng)，進(jìn)一步刺激了氣動(dòng)技術(shù)的發(fā)展。由于電機(jī)速度高，通常須采用減速機(jī)構(gòu)(如諧波傳動(dòng)、RV擺線針輪傳動(dòng)、齒輪傳動(dòng)、螺旋傳動(dòng)和多桿機(jī)構(gòu)等)。隨著氣動(dòng)技術(shù)獲得了快速發(fā)展，其利用成本性能比低廉及同時(shí)具有許多優(yōu)點(diǎn)的氣動(dòng)設(shè)備，在滿(mǎn)足社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐需要的同時(shí)也越來(lái)越多的受到重視。二者之間的區(qū)別在于氣動(dòng)機(jī)械手發(fā)展的起點(diǎn)頗高，它強(qiáng)調(diào)模塊化的形式，把專(zhuān)用機(jī)械手和通用機(jī)械手結(jié)合起來(lái)。因此，氣動(dòng)機(jī)械手可以代替一些功能不理想的工業(yè)機(jī)械手的地位，在目前的工業(yè)自動(dòng)線上有著及其廣泛的應(yīng)用前景?；闹饕蝿?wù)是支撐和完成手臂回轉(zhuǎn)。驅(qū)動(dòng)部分有升降氣缸、擺動(dòng)氣缸和手部驅(qū)動(dòng)氣缸。開(kāi)始下降抓緊上升左旋下降放松上升右旋 結(jié)束原位其升降運(yùn)動(dòng)通過(guò)升降氣缸、垂直導(dǎo)柱、滑動(dòng)導(dǎo)柱、垂直導(dǎo)軌及升降位置微動(dòng)開(kāi)關(guān)相互配合完成，升降工作行程為0~1500mm。機(jī)械手1機(jī)械手2機(jī)械手3工作臺(tái)A工作臺(tái)B工作臺(tái)C紅外檢測(cè)紅外檢測(cè)紅外檢測(cè)三個(gè)機(jī)械手、三個(gè)工作臺(tái)和三個(gè)紅外檢測(cè)器固定在一個(gè)大型的基座上。 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手群工作原理當(dāng)系統(tǒng)工作開(kāi)始時(shí)，工作臺(tái)A上有物品時(shí)，機(jī)械手1首先工作，完成8個(gè)基本操作后（即一個(gè)循環(huán)），把物品放在工作臺(tái)B上，機(jī)械手2便啟動(dòng)工作，同樣完成一個(gè)循環(huán)后，把物品放在工作臺(tái)C上，機(jī)械手3啟動(dòng)工作，這樣3個(gè)機(jī)械手不斷的循環(huán)工作；當(dāng)系統(tǒng)工作結(jié)束時(shí)，機(jī)械手1首先完成一個(gè)循環(huán)后停止，然后機(jī)械手機(jī)械手3也順序依次停止工作。第2步是機(jī)械手在最低位抓緊物品。第6步是在最低位時(shí)松開(kāi)物品。本系統(tǒng)的輸入開(kāi)關(guān)量為數(shù)字信號(hào)，直接連接PLC，PLC通過(guò)中間繼電器對(duì)電磁閥加以控制。并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類(lèi)型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。PLC具有如下特點(diǎn)：編程方法簡(jiǎn)單易學(xué)。系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試工作量少。但最近十年來(lái)，PLC的應(yīng)用面越來(lái)越廣，其主要原因是：一方面由于處理器芯片及有關(guān)元件的價(jià)格大大下降，使得PLC的成本下降；另一方面PLC的功能大大增加，能解決復(fù)雜的計(jì)算和通信問(wèn)題。例如：注塑機(jī)械、印刷機(jī)械、訂書(shū)機(jī)械、包裝機(jī)械、切紙機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯控制。當(dāng)過(guò)程控制中某個(gè)變量出現(xiàn)偏差時(shí)，PID控制算法會(huì)計(jì)算出正確的輸出，把變量保持在設(shè)定值上。 PLC的系統(tǒng)組成PLC種類(lèi)繁多，但其組成和工作原理基本相同。CPU通過(guò)數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線與存儲(chǔ)單元、輸入/輸出接口電路連接。系統(tǒng)程序質(zhì)量的好壞，很大程度上決定了PLC的性能，其內(nèi)容主要包括三部分。 PLC的結(jié)構(gòu)框圖用戶(hù)存儲(chǔ)器包括用戶(hù)程序存儲(chǔ)器（程序區(qū)）和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（數(shù)據(jù)區(qū)）兩部分。PLC使用的存儲(chǔ)器類(lèi)型有三種。輸入/輸出模塊從廣義上分包含兩部分：一是與控制設(shè)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。12V、24V等直流電源，使PLC能正常工作。編程器編程器的作用是供用戶(hù)進(jìn)行程序的編制、編輯、調(diào)試和監(jiān)視。 PLC的工作原理PLC是一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，故它的工作原理是建立在計(jì)算機(jī)工作原理之上，即通過(guò)執(zhí)行反映控制要求的用戶(hù)程序來(lái)實(shí)現(xiàn)的，但是 CPU是以分時(shí)操作方式來(lái)處理各項(xiàng)任務(wù)的，計(jì)算機(jī)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(yīng)各電器的動(dòng)作，所以它屬于串行工作方式。PLC的過(guò)程可分為三部分。；。本文選擇的是德國(guó)的西門(mén)子公司生產(chǎn)的S7–200PLC。CPU22*系列PLC它有如下五種不同結(jié)構(gòu)的配置單元：CPU221，它具有6輸入/4輸出，I/O共計(jì)10點(diǎn)，無(wú)擴(kuò)展能力；CPU222，它具有8輸入/6輸出，I/O共計(jì)14點(diǎn)，并可以進(jìn)行一定的模擬量控制和2個(gè)模塊的擴(kuò)展；CPU224，它具有14點(diǎn)輸入/10點(diǎn)輸出，I/O點(diǎn)數(shù)共計(jì)24點(diǎn)，它有七個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘；CPU226，它具有24輸入/16輸出，I/O共計(jì)40點(diǎn)，與CPU224相比，它增加了通信口的數(shù)量，通信能力大大增強(qiáng)；CPU226XM，這是西門(mén)子公司后推出的一種增強(qiáng)型主機(jī)，它在用戶(hù)程序存儲(chǔ)容量和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)容量上進(jìn)行了擴(kuò)展，其他指標(biāo)和CPU226相同。典型的數(shù)字量輸入/輸出擴(kuò)展模塊有：輸入擴(kuò)展模塊EM221有兩種：8點(diǎn)DC輸入、8點(diǎn)AC輸入。由于本系統(tǒng)的具有27點(diǎn)輸入/15點(diǎn)輸出，CPU224不能滿(mǎn)足本系統(tǒng)的要求，所以擴(kuò)展8點(diǎn)DC輸入EM221兩個(gè)，用于數(shù)字開(kāi)關(guān)量的輸入，擴(kuò)展8點(diǎn)繼電器輸出EM222一個(gè)，用于繼電器的輸出。主機(jī)CPU224模塊1EM221 DI8DC24V模塊2EM221 DI8DC24V模塊2EM222 DO8DC24V 各模塊鏈圖。EM221（2）。 EM221（2）外部接線機(jī)械手3下降電磁閥的中間繼電器KA11，機(jī)械手3夾放電磁閥的中間繼電器KA12，機(jī)械手3上升電磁閥的中間繼電器KA13，機(jī)械手3左旋電磁閥的中間繼電器KA14，–。機(jī)械手3啟動(dòng)按鈕SB8，機(jī)械手3停止按鈕SB9，工作臺(tái)B物品檢測(cè)開(kāi)關(guān)SQ2，工作臺(tái)C物品檢測(cè)開(kāi)關(guān)SQ3，–。 電氣控制原理機(jī)械手1下降電磁閥連接KA1；機(jī)械手1夾放電磁閥連接KA2；機(jī)械手1上升電磁閥連接KA3；機(jī)械手1左旋電磁閥連接KA4；機(jī)械手1右旋電磁閥連接KA5；機(jī)械手2下降電磁閥連接KA 6；機(jī)械手2夾放電磁閥連接KA7；機(jī)械手2上升電磁閥連接KA8；機(jī)械手2左旋電磁閥連接KA9；機(jī)械手2右旋電磁閥連接KA10；機(jī)械手3下降電磁閥連接KA 11；機(jī)械手3夾放電磁閥連接KA12；機(jī)械手3上升電磁閥連接KA13；機(jī)械手3左旋電磁閥連接KA14；機(jī)械手3右旋電磁閥連接KA15；。當(dāng)53=1（定時(shí)時(shí)間到）；=1（右旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（下降限位開(kāi)關(guān)閉合）；=0（下降電磁閥斷開(kāi)），=1（上升電磁閥閉合）。 梯形圖=0（夾放電磁閥斷開(kāi)）；=1（左旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（下降限位開(kāi)關(guān)閉合）；=0（上升電磁閥斷開(kāi)），則定時(shí)器T54啟動(dòng)定時(shí)。 機(jī)械手2控制程序=1（上升限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（右旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=0（上升電磁閥斷開(kāi)）：=0（左旋電磁閥斷開(kāi)），=1（下降電磁閥閉合）；=1（輔助繼電器）。=1（上升電磁閥閉合）；=1（右旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（上升限位開(kāi)關(guān)閉合），=0（上升電磁閥斷開(kāi)），=0（右旋電磁閥斷開(kāi)），=1（左旋電磁閥閉合）。T56=1（定時(shí)時(shí)間到）；=1（左旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（下降限位開(kāi)關(guān)閉合）；=0（下降電磁閥斷開(kāi)），=1（上升電磁閥閉合）。=1（下降電磁閥閉合）；=1（右旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（下降限位開(kāi)關(guān)閉合），=0（下降電磁閥斷開(kāi)）=1（夾放電磁閥閉合）。=1（左旋電磁閥閉合）；=1（上升限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（左旋限位開(kāi)關(guān)閉合），=0（左旋電磁閥斷開(kāi)）=0（上升電磁閥斷開(kāi)）=1（下降電磁閥閉合）。=1（上升電磁閥閉合）；=1（左旋限位開(kāi)關(guān)閉合）；=1（上升限位開(kāi)關(guān)閉合），=0（上升電磁閥斷開(kāi)），=0（左旋電磁閥斷開(kāi)），=1（右旋電磁閥閉合）。=1（系統(tǒng)停止輔助繼電器）。=1（機(jī)械手群自動(dòng)方式輔助繼電器）；=0；=0；=0；=1（工作臺(tái)B物品檢測(cè)開(kāi)關(guān)閉合）。啟動(dòng)定時(shí)器T62定時(shí)。=1（機(jī)械手群手動(dòng)方式輔助繼電器）；=1（機(jī)械手2啟動(dòng)按鈕閉合）；=0（機(jī)械手2停止斷開(kāi)），則調(diào)用機(jī)械手2控制程序。機(jī)械手2啟動(dòng)按鈕合停止按鈕同時(shí)按下，PLC轉(zhuǎn)為停止?fàn)顟B(tài)。在簡(jiǎn)單介紹工業(yè)機(jī)械手的基礎(chǔ)上，對(duì)基于PLC的機(jī)械手群控系統(tǒng)的構(gòu)成進(jìn)行了詳盡的論述。完成了電氣控制系統(tǒng)硬件和PLC外部接線的設(shè)計(jì)。當(dāng)然，本次設(shè)計(jì)還存在一些不足，例如：論文只是對(duì)PLC的控制以及PLC編程做了闡述。本論文是在導(dǎo)師梅麗鳳副教授的精心指導(dǎo)下完成的。在此我的導(dǎo)師表示無(wú)盡的感謝!最后，對(duì)各位老師審閱我的論文深表感謝，并渴望得到批