【正文】 4分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)。機(jī)械手的夾緊放松動作是由一單電兩位四通電磁閥控制的一個液壓缸完成的，在通電情況下，機(jī)械手松開，得電時松開，可以防止在設(shè)備運(yùn)行過程中突然斷電導(dǎo)致的機(jī)械手松開，工件脫落的情況發(fā)生。根據(jù)控制和生產(chǎn)工藝的要求，控制操作包括手動和自動，手動又包括手動步進(jìn)、回原位操作，自動控制包括單步、單周期、連續(xù)的操作。故操作方式選擇開關(guān)設(shè)置有五個檔位。手動工作方式下，手動動作包括上升、下降、放松、快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退和復(fù)位，故設(shè)置六個動作看官按鈕。各個動作進(jìn)行的同時均設(shè)有動作指示燈。另外設(shè)有啟動停止按鈕。其操作面板如圖3—3所示：圖3—3機(jī)械手操作面板示意圖 I/O分配I/O設(shè)備即所需的I/O點數(shù)如下表所示：信號I/O設(shè)備I/O點數(shù)信號I/O設(shè)備I/O點數(shù)輸 入操作方式選擇旋鈕開關(guān)手動時運(yùn)動選擇按鈕啟動停止按鈕行程開關(guān)5829輸 出交流接觸器控制線圈電磁閥動作指示原點指示4381根據(jù)I/O點的分配要求及考慮10%到15%的I/O裕量，本設(shè)計PLC采用F1—60MR 36/24型，樣圖見圖34所示：圖3—4 F140MR樣圖控制電路設(shè)計主要是PLC輸入、輸出接線的設(shè)計，其I/O分配如圖3—5所示。電氣接線圖見附圖圖3—5 PLC I/O接線控制圖第四章 搬運(yùn)機(jī)械手的軟件系統(tǒng)設(shè)計機(jī)械手動控制屬順序控制，故其手動程序采用普通的PLC控制指令控制，自動程序采用步進(jìn)梯形指令控制按照機(jī)械手控制和工藝流程的要求，在選擇“手動方式”時應(yīng)執(zhí)行手動程序；在選擇“回原位”時應(yīng)執(zhí)行回原位程序；在選擇自動程序時應(yīng)執(zhí)行自動程序。其中自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。故梯形圖的總體構(gòu)成如圖3—6所示。圖3—6搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制梯形圖總體構(gòu)成通用部分梯形圖分為三部分：1）. 狀態(tài)器的初始化。初始化狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)置于“返回原位”（X514接通）時，按下復(fù)位按鈕（X507）時被置位，在“手動操作”（X510）接通時，S600復(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動做復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“手動操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)器同步復(fù)位。故初始化梯形圖如圖3—7所示，（如果狀態(tài)器要在供電時從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）。圖3—7 狀態(tài)器初始化梯形圖2）. 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動。若機(jī)械手工作在自動工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器S600被置位后按下啟動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步一步的向下傳遞，即可進(jìn)行轉(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)程序” 時，轉(zhuǎn)換啟動繼電器M575一直保持到停機(jī)按鈕按下為止。另一面采用M100檢查機(jī)器是否處于原位。當(dāng)M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進(jìn)行轉(zhuǎn)換，故其梯形圖如圖3—8所示。圖3—8狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動梯形圖3）. 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖。激活特殊輔助繼電器M574并用步進(jìn)梯形指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換就被自動禁止。在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應(yīng)被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當(dāng)按下停止按鈕時，從現(xiàn)行工步重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許新轉(zhuǎn)換。在“步進(jìn)”工作方式時，M574應(yīng)始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但沒按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次。在“手動”工作方式時禁止進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。PLC在啟動時，用初始化脈沖M71和M574自保持，以此禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換，直到按下啟動按鈕。故狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖如圖3—8所示。圖3—8 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖通過對3—7和3—8的分析可得出：在執(zhí)行“手動操作”和“返回原位”程序時，M575一直不能被接通，而M574長期被接通，（按下啟動按鈕時除外）；執(zhí)行“步進(jìn)”程序時沒按一次啟動按鈕，M574斷開一次，M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換可一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止在現(xiàn)行工序（再次按下啟動按鈕時從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)程序”時，M575一直接通到按下停止按鈕，此時M574一直不能接通。 手動操作方式由于不需要任何復(fù)雜的順序控制，可以用常規(guī)繼電器順序方式來設(shè)計梯形圖?！笆謩硬僮鲿r”按下放松按鈕時，機(jī)械手卡抓松開，當(dāng)松開放松按鈕時，機(jī)械手卡爪在液壓缸作用下自動加緊并保持；按下上升按鈕，上升輸出Y435保持接通；按下下降按鈕，Y436保持接通；在上限位按下慢進(jìn)按鈕，慢進(jìn)輸出Y430接通，至行程開關(guān)SQ7閉合，小車停止；快進(jìn)、快退、慢退情況同慢進(jìn)。手動操作梯形圖設(shè)置有互鎖，只有在小車處于左限位（即X403閉合）或右限位（即X412閉合）時機(jī)械手的上升下降動作才能進(jìn)行，只有當(dāng)機(jī)械手處于下限位（即X404接通）機(jī)械手的加緊放松動作才可以手動控制；為了安全，同一個電動機(jī)的正反轉(zhuǎn)線圈不能同時接通，設(shè)計中設(shè)計了自鎖開關(guān)，防止線圈同時接通造成的短路。故手動操作時梯形圖如圖3—9所示。圖3—9 手動操作梯形圖在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動作應(yīng)被停止，上限位未動作時，應(yīng)進(jìn)行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應(yīng)停止，并左行至左限位位置。故返回原位梯形圖如圖3—10所示：圖3—10 返回原位梯形圖4.“自動”狀態(tài)梯形圖圖3—11表示了機(jī)械手自動工作時執(zhí)行各工步的情況，表示了各工步的實現(xiàn)和轉(zhuǎn)換的條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y436接通。自下限位置時，X404接通，轉(zhuǎn)換為“夾持”過程；夾持電磁閥Y434復(fù)位，至加緊限位X406接通，轉(zhuǎn)換為上升動作；當(dāng)上限為開關(guān)SQ4閉合，X405接通，小車開始慢進(jìn)動作?？爝M(jìn)、慢進(jìn)、延時、下降、加緊、上升、慢退、快退、慢退動作依次類推，如上所述一步一步按順序驅(qū)動各個負(fù)載動作，稱為順序控制或過程步進(jìn)型控制。圖3—11搬運(yùn)機(jī)械手自動工作流程圖用狀態(tài)器代替自動工作流程圖的各工步，可得到3—12所示的功能表圖： 圖3—12 搬運(yùn)機(jī)械手自動工作功能表圖根據(jù)圖3—12所示的自動工作功能表圖，可設(shè)計出自動操作時的梯形圖如圖3—13所示。圖3—13搬運(yùn)機(jī)械手自動工作梯形圖繪制搬運(yùn)機(jī)械手PLC控制梯形圖將從初始化開始的一系列梯形圖，按照總體結(jié)構(gòu)圖（圖3—6）的形式組合在一起，得到機(jī)械手PLC控制的梯形圖（見附圖），其語句表見附錄。附圖：搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖搬運(yùn)機(jī)械手控制梯形圖搬運(yùn)機(jī)械手動作流程圖搬運(yùn)機(jī)械手控制接線圖結(jié) 論本設(shè)計主要應(yīng)用于機(jī)加工生產(chǎn)，貨物調(diào)運(yùn)等場合。搬運(yùn)機(jī)械手采用PLC控制，體積小，重量輕，控制方式靈活，可靠性高，操作簡單，維修容易。使用該機(jī)械手代替人工搬運(yùn)工件，既安全，又準(zhǔn)確，提高了勞動生產(chǎn)率，保證了工件的質(zhì)量，降低了工人的勞動強(qiáng)度，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?？删幊炭刂破鱌LC以其豐富的I/O接口模塊、高可靠性,可以在機(jī)械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計中起到了十分重要的作用。本文就設(shè)計過程中的幾項關(guān)鍵的問題提出了自己的一些看法,可以有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力,對PLC讀、寫,事件響應(yīng)等通信時間可進(jìn)行精確的控制,取得了良好的效果.隨著機(jī)械手應(yīng)用的普及，機(jī)械手向著專用化，機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化的方向發(fā)展，機(jī)械手的動作更加靈活多樣，其控制方式也在向著多元化的方向發(fā)展，在PLC控制的過程中,還有許多的問題需要解決，PLC在機(jī)械手開發(fā)中的開發(fā)應(yīng)用還有很大的空間。謝 辭此次設(shè)計是在杜志強(qiáng)老師的悉心指導(dǎo)下完成的。導(dǎo)師為論文課題的研究提出了許多指導(dǎo)性的意見，為論文的撰寫、修改提供了許多具體的指導(dǎo)和幫助。杜志強(qiáng)老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)、不斷探索的科研作風(fēng)，敏銳深邃的學(xué)術(shù)洞察力，孜孜不倦的敬業(yè)精神，給我留下了深刻的印象，使我受益良多。生活中杜志強(qiáng)老師就是我的朋友，她的態(tài)度讓我對生活有了新的認(rèn)識。在本文結(jié)束之際，特向我敬愛的導(dǎo)師致以最崇高的敬禮和深深的感謝！通過此次設(shè)計，一方面讓我認(rèn)識到自己的不足，發(fā)現(xiàn)了學(xué)習(xí)中的錯誤之處；另一方面又積累豐富的知識，吸取別人好的方法和經(jīng)驗，增強(qiáng)對復(fù)雜問題的解決能力，摸索出一套解決綜合問題的方法，為自己以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。再一方面也加強(qiáng)了我和老師的交流，認(rèn)識到知識的淵博度。經(jīng)過這次的努力，使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。這份畢業(yè)設(shè)計既是對過去三年所學(xué)知識的總結(jié)，又是自己知識的積累，也大大加深了對單片機(jī)技術(shù)的了解。畢業(yè)設(shè)計中既動腦、又動手，是一個理論與實際結(jié)合的過程。僅僅有理論是不夠的，更重要的是實際的，是我們所設(shè)計的實物，具有設(shè)計合理，經(jīng)濟(jì)實用的優(yōu)點。這就需要我們設(shè)計者考慮問題是要仔細(xì)、周密，不能有絲毫的大意。對設(shè)計方案的優(yōu)越化，也需要我們綜合各方面的因素考慮，尤其是實際。再次像教育指導(dǎo)我的老師及同學(xué)表示誠摯的感謝！鑒于本人所學(xué)知識有限，經(jīng)驗不足，又是初次研究這種復(fù)雜的設(shè)計，在此過程中難免存在一些錯誤和不足之處，懇請各位老師給予批評和指正。參考文獻(xiàn)[1] 王炳實. . 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004年：146162[2] 王本軼. 機(jī)床設(shè)備控制基礎(chǔ). 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