【正文】 機(jī)械手置原位。單步工作方式：從原點(diǎn)開始，按自動(dòng)工作循環(huán)的工序， 每按一下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步的動(dòng)作后自動(dòng)停止。單周期工作方式：按下啟動(dòng)按鈕，從原點(diǎn)開始，機(jī)械手按工序自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后，24 / 36停在原位。連續(xù)工作方式：機(jī)構(gòu)在原位時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)構(gòu)自動(dòng)連續(xù)地執(zhí)行周期動(dòng)作。當(dāng)按下停止按鈕時(shí)，機(jī)械手保持當(dāng)前狀態(tài)。重新恢復(fù)后機(jī)械手按停止前的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行。 PLC 選型及 I／O 接線圖根據(jù)控制要求，PLC 控制系統(tǒng)選用西門子公司 S7200 系列 CPU214 和 EM221，其 I／O 端子接線圖如圖 所示。圖 I／O 端子接線圖 PLC I／O 地址分配表根據(jù)控制要求，PLC I/O 地址分配及功能描述如表 所示。表 PLC I／O 地址分配表25 / 36外部設(shè)備 I/O 功能描述 外部設(shè)備 I/O 功能描述SB1 啟動(dòng) SB4 上升SQ2 下限 SB5 左移SQ1 上限 SB6 右移SQ4 右限 SB7 加緊SQ3 左限 SB8 放松SP 無(wú)工件檢測(cè) SB9 復(fù)位SB2 停止 YV2 下降SA 手動(dòng) YV5 加緊SA 單步 YV1 上升SA 單周 YV4 右移SA 連續(xù) YV3 左移SB3 下降 HL 原位顯示26 / 36第 4 章 機(jī)械手 PLC 設(shè)計(jì) 自動(dòng)控制程序的梯形圖及說(shuō)明圖 自動(dòng)操作的梯形圖程序自動(dòng)操作程序。由于自動(dòng)操作的動(dòng)作較復(fù)雜，不容易直接設(shè)計(jì)出梯形圖，因此可以先畫出自動(dòng)操作流程圖，用以表明動(dòng)作的順序和轉(zhuǎn)換的條件，然后根據(jù)所采用的控制方法，設(shè)計(jì)梯形圖就比較方便了。機(jī)械手的自動(dòng)操作流程圖如圖 所示。圖中矩形方框表示其自動(dòng)工作循環(huán)過(guò)程中的一個(gè)“工步” ，方框中用文字表示該步的編號(hào)。方框的右邊畫出該步動(dòng)作的27 / 36執(zhí)行元件，相鄰兩工步之間可以用有向線段連接，表明轉(zhuǎn)換方向，有向線段上的小橫線表示轉(zhuǎn)換的條件，當(dāng)轉(zhuǎn)換條件得到滿足時(shí)，便從上一工步轉(zhuǎn)到下一工步。為保證運(yùn)行的可靠性，在執(zhí)行夾緊和放松動(dòng)作時(shí)，分別用定時(shí)器 T37 和定時(shí)器T38 作為轉(zhuǎn)換的條件，并采用具有保持功能的繼電器()為夾緊電磁閥線圈供電。其工作過(guò)程分析如下：1）機(jī)構(gòu)處于原位，上限位和左限位行程開關(guān)閉合，、 接通，移位寄存器首位 置“1” ， 輸出原位顯示， 機(jī)構(gòu)當(dāng)前處于原位。 2）按下啟動(dòng)按鈕， 接通，產(chǎn)生移位信號(hào)，使移位寄存器右移一位，置“1” （同時(shí) 恢復(fù)為 0） ， 得電， 輸出下降信號(hào)。3）下降至下限位，下限位開關(guān)受壓， 接通，移位寄存器右移一位，移位結(jié)果將使 置“1” （其余為 0） ， 接通，夾緊動(dòng)作開始，同時(shí) T37 接通，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。 4）經(jīng)過(guò)延時(shí)（與設(shè)定 K 值有關(guān)） ，T37 觸點(diǎn)接通，移位寄存器又右移一位，使 置“1” （其余為 0） ， 接通，機(jī)構(gòu)上升。由于 為 1，因此夾緊動(dòng)作繼續(xù)執(zhí)行。5）上升至上限位，上限位開關(guān)受壓， 接通，寄存器在右移一位， 置“1”（其余為 0） ， 接通，機(jī)構(gòu)右行。6）右行至右限位， 接通，將寄存器中“1”移到 ， 得電，機(jī)構(gòu)再次下降。7）下降至下限位,下限位開關(guān)受壓，移位寄存器又右移一位，使 置“1”（其余為 0） ， 復(fù)位，機(jī)構(gòu)放松，放下搬運(yùn)零件同時(shí)接通 T38 定時(shí)器，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)。 8）延時(shí)時(shí)間到，T38 常開點(diǎn)閉合，移位寄存器移位， 置“1” （其余為 0） ， 再次得電上升。9）上升至上限位，上限位開關(guān)受壓， 閉合，移位寄存器右移一位，置“1” （其余為 0） ， 置“1” ，機(jī)構(gòu)左行。10）左行至原位后，左限位開關(guān)受壓， 接通，寄存器仍右移一位，置“1” （其余為 0） ，一個(gè)自動(dòng)循環(huán)結(jié)束。 28 / 36自動(dòng)操作程序中包含了單周或連續(xù)運(yùn)動(dòng),程序執(zhí)行單周或連續(xù)取決于工作方式選擇開關(guān)。當(dāng)選擇連續(xù)方式時(shí)， 使 置“1” ；當(dāng)機(jī)構(gòu)回到原位時(shí)，移位寄存器自動(dòng)復(fù)位，并使 為 “1”,同時(shí) 閉合，又獲得一個(gè)移位信號(hào)，機(jī)構(gòu)按順序反復(fù)執(zhí)行；當(dāng)選擇單周期操作方式時(shí)， 使 為“0”；當(dāng)機(jī)構(gòu)回到原位時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)構(gòu)自動(dòng)動(dòng)作一個(gè)運(yùn)動(dòng)周期后停止在原位。自動(dòng)操作的梯形圖程序如圖 所示。輸出顯示程序。機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)主要包括上升、下降、左行、右行、夾緊、放松，在控制程序中 、 分別控制左、右下降， 控制夾緊， 控制放松，、 分別控制左、右上升，、 分別控制左、右運(yùn)行， 原位顯示。輸出顯示梯形圖程序如圖 所示。圖 輸出顯示梯形圖程序29 / 36 手動(dòng)控制程序的梯形圖及說(shuō)明圖 手動(dòng)控制的梯形圖主程序圖 手動(dòng)控制的梯形圖（子程序 0）手動(dòng)控制程序。手動(dòng)操作不需要按工序順序動(dòng)作，可以按普通繼電接觸器控制系統(tǒng)來(lái)設(shè)計(jì)。手動(dòng)控制的梯形圖子程序 0 見 所示。手動(dòng)按鈕、、 分別控制下降、上升、左移、右移、夾緊、30 / 36放松各個(gè)動(dòng)作。為了保持系統(tǒng)的安全運(yùn)行，設(shè)置了一些必要的聯(lián)鎖保護(hù)，其中在左右移動(dòng)的控制環(huán)節(jié)中加入了 作上限連鎖。因?yàn)闄C(jī)械手只有處于上限位置（=1）時(shí)，才允許左右移動(dòng)。 由于夾緊、放松動(dòng)作選用單線圈雙位電磁閥控制，因此在梯形圖中用“置位” 、 “復(fù)位”指令來(lái)控制，該指令具有保持功能，并且也設(shè)置了機(jī)械聯(lián)鎖。只有當(dāng)機(jī)械手處于下限（=1）時(shí)，才能進(jìn)行夾緊和放松動(dòng)作。31 / 36結(jié)束語(yǔ)通過(guò)這幾周在校的畢業(yè)設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，感覺(jué)到十分重要，經(jīng)過(guò)這次設(shè)計(jì)使我知道了平時(shí)學(xué)習(xí)的重要性和各門學(xué)科之間的相互的聯(lián)系，更進(jìn)一步地掌握了過(guò)去所學(xué)習(xí)的知識(shí)。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)我的課題是基于 PLC 的工業(yè)機(jī)械手控制設(shè)計(jì)，它是一個(gè)機(jī)械和電氣方面的結(jié)合產(chǎn)品。由于理論知識(shí)的不足，再加上平時(shí)沒(méi)有什么設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，一開始的時(shí)候有些手忙腳亂，不知從何入手。在老師的諄諄教導(dǎo)，和同學(xué)們的熱情幫助下，開始了入門設(shè)計(jì)，畫圖找資料。一點(diǎn)點(diǎn)的步入正題，根據(jù)在設(shè)計(jì)中老師的輔導(dǎo)和自己的努力，我們對(duì) PLC﹑機(jī)械手和機(jī)械手的動(dòng)作控制等，進(jìn)行了方案的設(shè)計(jì)和最后對(duì)方案的確定，確定了方案我們又通過(guò)計(jì)算和查閱資料，對(duì)各部分的元件進(jìn)行了選擇。通過(guò)前期的工作，對(duì)原理進(jìn)行分析，開始逐步繪制草圖。通過(guò)幾周的努力，機(jī)械手的草圖繪制完成了，之后開始了說(shuō)明書的書寫，工作圖的繪制。由于時(shí)間和知識(shí)面有限，雖然解決了在設(shè)計(jì)中的一些問(wèn)題，但此次設(shè)計(jì)的課題還存在很大的缺陷。不過(guò)在設(shè)計(jì)過(guò)程中培養(yǎng)了我的綜合運(yùn)用機(jī)械設(shè)計(jì)課程及其他課程理論知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題的能力，真正做到了學(xué)以致用。在此期間我們同學(xué)之間互相幫助，共同面對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)當(dāng)中遇到的困難，培養(yǎng)了我們的吃苦耐勞精神，也使我們知識(shí)有一定的提高。雖然每學(xué)期都安排了課程設(shè)計(jì)或者實(shí)習(xí)，但是沒(méi)有一次像這樣的課程設(shè)計(jì)能與此次相比，設(shè)計(jì)限定了時(shí)間長(zhǎng)，而且是單獨(dú)一人一組一個(gè)課題，任務(wù)繁多、細(xì)致、要求更加嚴(yán)格、設(shè)計(jì)要求的獨(dú)立性更加高。要我們充分利用在校期間所學(xué)的課程的專業(yè)知識(shí)理解、掌握和實(shí)際運(yùn)用的靈活度，加強(qiáng)各門學(xué)科之間的聯(lián)系，也是對(duì)我應(yīng)用這些知識(shí)能力的考查。 在沒(méi)有做畢業(yè)設(shè)計(jì)以前覺(jué)得畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)這幾年來(lái)所學(xué)知識(shí)的單純總結(jié)，但是通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)發(fā)現(xiàn)自己的看法有點(diǎn)太片面。 通過(guò)這幾周畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)，給我最深的感受就是我的設(shè)計(jì)思維得到了很大的鍛煉與提高，真正懂得了如何理論聯(lián)系實(shí)際，而且在老師的幫助下以及和同學(xué)之間的討論，使我知道了去做一個(gè)設(shè)計(jì)方案時(shí)，應(yīng)該從那方面下手，應(yīng)該思考那些方面32 / 36的問(wèn)題等。 隨著設(shè)計(jì)的進(jìn)行，我的體會(huì)也就多了，總之，不管學(xué)會(huì)的還是學(xué)不會(huì)的的確覺(jué)得困難比較多，真是萬(wàn)事開頭難，不知道如何入手。最后終于做完了有種如釋重負(fù)的感覺(jué)。此外，還得出一個(gè)結(jié)論：知識(shí)必須通過(guò)應(yīng)用才能實(shí)現(xiàn)其價(jià)值！有些東西以為學(xué)會(huì)了，但真正到用的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)是兩回事，所以我認(rèn)為只有到真正會(huì)用的時(shí)候才是真的學(xué)會(huì)了。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我盡力使自己的設(shè)計(jì)減少錯(cuò)誤，思考問(wèn)題盡量全面，細(xì)致，但我知道由于許多知識(shí)和能力的欠缺，肯定有一定的錯(cuò)誤。 在此更要感謝我的導(dǎo)師和指導(dǎo)老師尹老師，在我遇到問(wèn)題時(shí)，你們能耐心，細(xì)致的一次次給我解決，在你們的細(xì)心指導(dǎo)和關(guān)懷，使我能夠順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的全部?jī)?nèi)容，在我的設(shè)計(jì)工作中無(wú)不傾注著老師們辛勤的汗水和心血。老師的嚴(yán)謹(jǐn)治學(xué)態(tài)度、淵博的知識(shí)、無(wú)私的奉獻(xiàn)精神使我深受啟迪。從尊敬的導(dǎo)師身上，我不僅學(xué)到了扎實(shí)、寬廣的專業(yè)知識(shí)，也學(xué)到了做人的道理。在此我要向我的導(dǎo)師致以最衷心的感謝和深深的敬意。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)到了好多的知識(shí)，增長(zhǎng)了見識(shí)，也是在走出校門之前很好的鍛煉機(jī)會(huì)，使我受益匪淺，對(duì)以后的工作更有信心。33 / 36致 謝不知不覺(jué)中三年的大學(xué)生活即將結(jié)束，這其中有很多的美好回憶，有很多的不舍。所以在這份大學(xué)的最后答卷里我要感謝的很多人，首先要感謝我的學(xué)校，感謝在這三年中交給我的做人道理，讓我從一個(gè)懵懂得中學(xué)生變成一個(gè)成熟的青年。還要感謝我的論文指導(dǎo)老師尹存濤老師，在他的指導(dǎo)下我完成了論文同時(shí)她也教會(huì)了我很多其他的東西，從心里感謝她。最后在要感謝的就是我的同學(xué)、朋友，對(duì)于他們我更是有千言萬(wàn)語(yǔ)，還是匯聚一句話感謝你們伴隨著我。現(xiàn)在即將揮別我的學(xué)校、老師、同學(xué)還有我三年的大學(xué)生活，雖然依依不舍，但是還是對(duì)前面的路充滿信心，只想說(shuō)感謝我的學(xué)校和老師，有你們的教誨伴隨我，我會(huì)更好的成長(zhǎng)的！34 / 36參考文獻(xiàn)(1) 基礎(chǔ)及應(yīng)用2 ．(2)：人民郵出版社，2022.(3) PLC 應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996.(4)[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，2022.(5)郁漢琪、[M]. 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