【正文】 祝福恩師們以及所有給我提供幫助的人 身體健康、家庭幸福！ 最后，我要感謝我的爸爸媽媽，謝謝你們給了我生命。大學(xué)，讓我收獲了喜怒哀樂、酸甜苦辣。通過本次設(shè)計，可以根據(jù)工件的變化及運(yùn)動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)。 （ 3） PLC 上的輸入輸出點(diǎn)都必須接入電源，連接的外部模塊也必須接通電源與接地線 （ 4）由于條件有限，外部接線模塊中部分用開關(guān)代替按鈕，在執(zhí)行點(diǎn)動程序注意執(zhí)行完應(yīng)該將開關(guān)撥回到停止?fàn)顟B(tài)。 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 18 本次設(shè)計中共 18 個輸入量，共 8 個輸出量，共計 26 點(diǎn)，因此選用了采用 西門子CPU226CN AC/DC 繼電器型 PLC， CPU226CN 具有 24 點(diǎn)輸入 /16 點(diǎn)輸出， I/O 點(diǎn)數(shù)共計 40 點(diǎn)， 它可以有七個擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時鐘，它有更強(qiáng)的模擬量和高速計數(shù)的處理能力。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(shè)計時更加簡單，其速度快，具有極強(qiáng)的通信能力，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。 ，設(shè)手動、自動兩種控制方式，手動時可完成手臂上升和下降、左移和右移、手爪的抓緊和放松等功能。當(dāng)上升電磁閥通電時，機(jī)械手上升。 圖 33 機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能框圖 系統(tǒng)控制對象及工藝過程 如圖 34 是通過傳送帶傳送工件的機(jī)械手工作示意圖。 兩位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時氣路是通的。 6）電磁閥。電源單元是用于提供 AC 220V 電源 4）限位開關(guān)。 工業(yè)機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 12 第 3 章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計 機(jī)械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 本課題機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸、氣夾、傳送帶等機(jī)械部件組成；電氣方面有 PLC、傳感器、開關(guān)電源、電磁閥、光電開關(guān)等電子器件組成，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手完成物料的移動等。作為工業(yè)控制計算機(jī)， PLC 能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。如注塑機(jī)、印刷機(jī)、訂書機(jī)械、組合機(jī)床、磨床、包裝生產(chǎn)線、電鍍流水線等 （ 2）模擬量控制 在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。梯形圖中某一位的線圈“通電”時，對應(yīng)的輸出過程映像寄存器為 1 狀態(tài)，信號經(jīng)輸出模塊隔離和功率放大后，繼電器型輸出模塊中對應(yīng)的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點(diǎn)閉合，使外部負(fù)載通電工 作。 在執(zhí)行指令時，從 I/O 映像寄存器或別的位元件的映像寄存器獨(dú)處其 I/O 狀態(tài)，并根據(jù)指令的要求執(zhí)行相應(yīng)的邏輯運(yùn)算，運(yùn)算的結(jié)果寫入到相應(yīng)的映像寄存器中，因此，各映像寄存器的內(nèi)容隨著程 序的執(zhí)行而變化。 PLC 的工作原理 PLC 通電后，需要對硬件和軟件做一些初始化工作。當(dāng)控制要求改變，需要變更控制系統(tǒng)的功能時，可以用編程器在線或離線修改程序，同一個 PLC 裝置用于不同的控制對象，只是輸入 /輸出組件和應(yīng)用 軟件的不同。內(nèi)部的開關(guān)電源為各模塊提供不同電壓等級的直流電源。 I/O 模塊除了傳遞信號外，還有電平轉(zhuǎn)換與隔離的作用。在 PLC 控制系統(tǒng)中， CPU 模塊相當(dāng) 認(rèn)得大腦和心臟，它不斷地采集輸入信號，執(zhí)行用戶程序，刷新系統(tǒng)的輸出；存儲器用來存儲程序和數(shù)據(jù)。 PLC 依然處于不斷的發(fā)展之中，器功能不斷增強(qiáng)，更加開放，它不但是單片自動化中應(yīng) 用最廣的控制設(shè)備，在大興工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)中也占有不可動搖的地位， PLC 應(yīng)用面之廣、普及程度之高，是其他計算機(jī)控制設(shè)備無法比擬的。工作時，電視照相機(jī)將物體形象變成視頻信 號，然后傳送給計算機(jī)，以便分析物體的種類、大小、顏色和方位，并發(fā)出指令控制機(jī)械手進(jìn)行工作。同時要提高精度，減少沖擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機(jī)械手的作用。 總之，目前機(jī)械手的主要經(jīng)歷分為三代： 第一代機(jī)械手主要是靠人工進(jìn)行控制，控制方式為開環(huán)式，沒有識別能力；改進(jìn)的方向主要是將低成本和提高精度；第二代機(jī)械手設(shè)有電子計算機(jī)控制系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。 早在 40 年代，隨著原子能工業(yè)的發(fā)展，已出現(xiàn)了模擬關(guān)節(jié)式的第一代機(jī)械手。在一些動作簡單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。最近更在加工生產(chǎn)線、自動線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。 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。一般專用機(jī)械手有 2～ 3 個自由度。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。 由于自動化可以節(jié)省大量的人力、物力等，而 PLC 也具有其他控制方式所不具有的特殊優(yōu)越性，如通用性好、實(shí)用性強(qiáng)、硬件配套齊全、編程方法簡單易學(xué)，因此工業(yè)領(lǐng)域中廣泛應(yīng)用 PLC。 clamp / unclamp cylinder is controlled by a single coil solenoid valve movement. 【 Key Words】 Manipulator； PLC； solenoid valve 九江學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 3 目 錄 摘 要 ................................................................................................................................ 1 目 錄 ................................................................................................................................ 4 第 1 章 緒 論 ................................................................................................................ 1 課題的目的和意義 ........................................................................................... 1 課題研究的內(nèi)容 ............................................................................................... 1 第 2 章 機(jī)械手和 PLC........................................................................................................ 2 機(jī)械手 ............................................................................................................... 2 機(jī)械手的概述 ........................................................................................ 2 機(jī)械手的應(yīng)用 ........................................................................................ 2 機(jī)械手的應(yīng)用意義 ................................................................................ 3 機(jī)械手的發(fā)展概況 ................................................................................ 4 機(jī)械手的發(fā)展趨勢 ................................................................................ 4 PLC.................................................................................................................... 5 PLC 的基本概念 .................................................................................... 5 PLC 的組成 ............................................................................................ 6 PLC 的主要特點(diǎn) .................................................................................... 7 PLC 的工作原理 .................................................................................... 8 PLC 的應(yīng)用領(lǐng)域 .................................................................................. 10 第 3 章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計 .................................................................................... 12 機(jī)械手控制系統(tǒng)構(gòu)件概述 ............................................................................. 12 系統(tǒng)控制對象及工藝過程 ............................................................................. 14 控制要求 ......................................................................................................... 16 方案選擇及系統(tǒng)配置 ..................................................................................... 16 PLC 的硬件設(shè)計 ............................................................................................. 17 PLC 的選型 .......................................................................................... 17 I/O 的資源配置 .................................................................................... 18 PLC 的接線