【導(dǎo)讀】能運用所學(xué)知識和技能去發(fā)現(xiàn)與解決實際問題；能正確處理實驗數(shù)據(jù)；能對課題進行理論分析，得出有價值的結(jié)論。大；工作努力，遵守紀律；工作作風(fēng)嚴謹務(wù)實。綜述簡練完整，有見解；立論正確，論述充分，創(chuàng)新工作中有創(chuàng)新意識；對前人工作有改進或突破，或有獨特見解。資料利用查閱文獻有一定廣泛性；有綜合歸納資料的能力和自己的見解。學(xué)；文字通順，技術(shù)用語準確，符號統(tǒng)一，工作量、難度工作量飽滿，難度較大。

　　

【正文】 地端，分別引出到面板，其中只有 C4 與 3V 電源共地。 電源單元 PLC 主機左邊有外接 220V/AV 的電源插座，作為 PLC 的工作電源。內(nèi)裝變壓器，輸出 3V 電源，供二極管使用。另外 PLC 的 24VDC 和 24GND 已引出到面板，供外接輸入器件（ 如傳感器）的工作電源用 機械手的 PLC 控制 13 第三章 三相異步電動機 3． 1 機械手電機的選用 Y2 系列三相異步電動機具有結(jié)構(gòu)新穎、造型美觀、噪音低、振動小、絕緣等級高等特點，產(chǎn)品現(xiàn)已達到九十年代國際先進水平，是 Y 系列電機的更新產(chǎn)品。外殼防護等級 IP54， 它具有良好的起動性能和運行性能，結(jié)構(gòu)簡單，工作可靠，維修方便等特點，電機采用 E 級或 B 級絕緣，外殼防護等級為 IP44，冷卻方式為 ICO141，額定頻率為50Hz，額定電壓為 380V。 豎軸驅(qū)動電機承載整個機械手的所有負載，需要功率較大，而機械手主要用于生 產(chǎn)線夾持較輕便物體，綜 合考慮，豎軸選用 Y263M22，功率 250W，可滿足生產(chǎn)需要。 橫軸主要驅(qū)動橫臂的左右運動，承載重量較小，選用 Y263M12，功率 180W，即可滿足生產(chǎn)需要。 電動機 3 主要用來控制機械手抓的加緊和放松，所承載負載最小，因此可選用 Y263M14，功率 120W。 機械手的 PLC 控制 14 第四 章 機械手 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計 5． 1 機械手的工藝過程 了解設(shè)備概況 機械手的結(jié)構(gòu)和各部分動作示意圖，如圖下圖所示。機械手的工作均由電機驅(qū)動，它的上升、下降、左移、右移都是有電機驅(qū)動螺紋絲桿旋轉(zhuǎn)來完成的。 分析工藝過程 機械手 的初始位置停在原點，按下啟動后按扭后，機械手將下降 —— 加緊工件 ——上升 —— 右移 —— 再下降 —— 放松工件 —— 在上升 —— 左移八個動作，完成一個工作周期。機械手的下降、上升、右移、左移等動作轉(zhuǎn)換，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來控制的，而加緊、放松動作的轉(zhuǎn)換是有時間來控制的。 為了確保安全，機械手右移到位后，必須在右工作臺上無工件時才能下降，若上次搬到右工作臺上的工件尚未移走，機械手應(yīng)自動暫停，等待。為此設(shè)置了一個光電開關(guān)，以檢測 “ 無工件 ” 信號。 控制方面的要求 機械手的 PLC 控制 15 為了滿足生產(chǎn)要求，機械手設(shè)置了手動工作方式和自動工 作方式，而自動工作方式又分為單步、單周期和連續(xù)工作方式。 1） 手動工作方式：利用按鈕對機械手每一步動作進行控制。例如，按下 “ 下降 ”按鈕，機械手下降；按下 “ 上升 ” 按鈕，機械手上升。手動操作可用于調(diào)整工作位置和緊急停車后機械手返回原點。 2） 單步工作方式：從原點開始，按照自動工作循環(huán)的步序，每按一次啟動按鈕，機械手完成一步動作后自動停止。 3） 單周期工作方式：按下啟動按鈕，機械手按工序自動自動完成一個周期的動作，返回原點后停止。 4） 連續(xù)工作方式：按下按鈕，機械手從原點，按步序自動反復(fù)連續(xù)工作，在連續(xù)工作方式下設(shè)置兩種停車狀態(tài) ： 正常停車：在正常工作狀態(tài)下停車。按下復(fù)位按鈕，機械手在完成最后一個周期的工作后，返回原點自動停機。 緊急停車：在發(fā)生事故或緊急狀態(tài)時停車。按下緊急停車按鈕，機械手停止在當(dāng)前狀態(tài)。當(dāng)故障排除后，需手動回到原點。 5． 2 PLC 控制系統(tǒng) 1．確定輸入 /輸出點數(shù)并選擇 PLC 型號 機械手的 PLC 控制 16 1）輸入信號 位置檢測信號：下限、上限、右限、左限共 4 個行程開關(guān)，需要 4 個輸入端子。 “ 無工件檢測 ” 信號：用光電開關(guān)作檢測元件，需要 1 個端子。 “ 工作方式 ” 選擇開關(guān)：有手動、單步、單周期和連續(xù) 4 種工作方 式，需要 4 個輸如端子。 手動操作：需要有下降、上升、右移、左移、加緊、放松 6 個按鈕，也需要 6 個輸入端子。 自動工作：尚需啟動、正常停車、緊急停車 3 個按鈕，也需要 3 個輸入端子。以上共需要 18 個輸入信號。 2）輸出信號 PLC 的輸出用于控制機械手的下降、上升、右移、左移、加緊、放松以三個電動機轉(zhuǎn)速的控制等，共需要 11 個輸出點。機械手從原點開始工作，需要一個原點指示燈，也需要 1 個輸出點。所以，至少需要 6 個輸出點。 由于機械手的控制屬于開關(guān)量控制，在功能上未提出特殊要求。因此任何型號的小型 PLC 均可滿足要求。根據(jù)所需的 I/O 總點數(shù)并留有一定的備用量，可選用FX2N48RM，其輸入和輸出各 24 點，繼電器輸出型。 FX2N48RM 的各項工作參數(shù)已在第二章介紹，在此不在做介紹。 2．分配 PLC 的輸入 /輸出端子 PLC 的輸入輸出端子分配接線圖，如圖 52 所示。 3． PLC 控制系統(tǒng)程序設(shè)計 為了方便編程，可將手動和自動程序分別編出相對獨立的程序段，用跳轉(zhuǎn)指令進行選擇，控制系統(tǒng)程序結(jié)構(gòu)框圖，如圖 53 所示。選擇手動方式時， X3 接同，跳過自動程序，執(zhí)行手動程序；選擇自動工作方式時， X3 斷開，執(zhí) 行自動程序。 （ 1）手動程序 手動操作不需要按工序順序進行動作，所以可按普通繼電器程序來設(shè)計。手動操作的梯形圖，如圖 54 所示，手動按鈕 X20X25 分別控制下 機械手的 PLC 控制 17 圖 52 輸入 /輸出分配接線圖 機械手的 PLC 控制 18 圖 53 總程序結(jié)構(gòu)框圖 機械手的 PLC 控制 19 圖 54 手動程序 降、上升、右移、左移、加緊和放松各個動作。為了保證系統(tǒng)的的安全與進行， 設(shè)置了一些必要的連鎖。其中在左、右移動的電路中加入 X11 作上限連鎖，這是因為機械手只有處于上限位置時，才允許左、右移動。 （ 1） 自動程序 自動程序如圖 55 所示。 1）連續(xù)及單周期 操作。當(dāng)機械手在原點時，程序處于初始狀態(tài) S0，執(zhí)行下降動作。當(dāng)下降到下限位開關(guān)時， X10 接通，又接通下一個狀態(tài) S21，接著執(zhí)行下一步動作。當(dāng)執(zhí)行完最后一步動作，即左移到原點碰到左限位開關(guān)時， X13 接通，如果是單周期操作，則 M0 斷開，回到初始狀態(tài)，如果連續(xù)操作，則 M0 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移至 S20，又開始下一個周期的循環(huán)。 在運行中，如按正常停車按鈕，則 X1 接通， M0 復(fù)位，機械手的動作繼續(xù)執(zhí)行完一個周期后，回到初始狀態(tài)。如按緊急停車按鈕，則 X2 接通，狀態(tài) S0~S33 全部復(fù)位，機械手工作停止。重新啟動時，先用手動來將機 械手移回原點，才能再次進行自動操作。 2）單步操作。當(dāng)自動操作程序采用步進指令設(shè)計時，單步操作程序用 “ 禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移 ” 標志器 M8040 來實現(xiàn)，如圖 56 所示。該繼電器線圈接通時，禁 機械手的 PLC 控制 20 圖 55 自動程序 止步進狀態(tài)轉(zhuǎn)移，線圈斷電時，允許狀態(tài)轉(zhuǎn)移。 在單步操作方式下，利用啟動按鈕 X0 作為單步操作信號， X4 接通。不按啟動按鈕時， X0 斷開，其常閉接點閉合， M8040 接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移被禁止。 機械手的 PLC 控制 21 圖 56 用 “ 禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)移 ” 設(shè)計的單步操作梯形圖 當(dāng)完成一步動作后，按下啟動按鈕， X0 接通，其常閉接點將 M8040 斷開，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到下一步。 將如圖 56 所示的單步操作梯形圖連接在如圖 55 所示的自動程序上端，就得到了包括單步、單周期、連續(xù)操作在內(nèi)的整個自動操作的梯形圖。 至此，機械手的控制程序分段設(shè)計完畢。根據(jù)圖 53 所示的總程序結(jié)構(gòu)框圖，將手動操作程序梯形圖和自動程序梯形圖嵌入，就得到整個程序的梯形圖。 機械手的 PLC 控制 22 致 謝 本設(shè)計及論文是在我的指導(dǎo)老師王傲勝及機電系 諸位老師的親切關(guān)懷和悉心指導(dǎo)下完成的。他們嚴肅的科學(xué)態(tài)度，嚴謹?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和激勵 著我。從課 題的選擇到項目的最終完成，王 老師和各位專業(yè)老師都始終給予我細心的指導(dǎo)和不懈的支持。在此謹向各老師致以誠摯的謝意和崇高的敬意。 機械手的 PLC 控制 23 參考文獻 【 1】張文明、姚慶文 主編 ﹒ 可編程控制器及網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù) ﹒ 中國鐵道 出版社 【 2】 隋東杰、謝亞青主編 . 機械基礎(chǔ) .復(fù)旦大學(xué)出版社 【 3】王文申 吳尚純主編 . 液壓與氣動技術(shù) . 中國出版集團現(xiàn)代教育出版社