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畢業(yè)設(shè)計-搬運(yùn)機(jī)械手plc控制系統(tǒng)設(shè)計(參考版)

2025-01-20 01:27本頁面
  

【正文】 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。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。 畢業(yè)設(shè)計中既動腦、又動手,是一個理論與實(shí)際結(jié)合的過程。 經(jīng)過這次的努力,使我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計。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(shí)的基礎(chǔ)。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。 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。 可編程控制器 PLC 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。 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。 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??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。在第一次下降工步中,下降電磁閥 Y436 接通。 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。 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。 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。故狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖如圖 3— 8 所示。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。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。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。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。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。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。 圖 3— 7 狀態(tài)器初始化梯形圖 2) . 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動。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。初始化狀態(tài)器 S600 在手動方式下被置位、復(fù)位。故梯形圖的總體構(gòu)成如圖 3— 6 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 梯形圖的總體設(shè)計 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。另外設(shè)有啟動停止按鈕。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。 操 作面板及動作說明 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。主電路由兩臺電動機(jī),即慢速電機(jī)和快速電機(jī),分別拖動小車慢行和快行,其控制如下:慢速電動機(jī) M1 由接觸器 KM KM2 分別控制其正傳和反轉(zhuǎn);快速電動機(jī) M2 由接觸器 KM3 和 KM4 分別控制其正傳和反轉(zhuǎn)。其中 SQ1 為工件是否到位的檢測開關(guān); SQ2 為小車原位檢測開關(guān); SQ SQ4 分別為機(jī)械手下降上升是否到位檢測開關(guān); SQ SQ6 分別為機(jī)械手夾 緊放松檢測開關(guān); SQ SQ8 分別為小車速度轉(zhuǎn)換開關(guān); SQ9 為小車運(yùn)動停止開關(guān)。 第三章 搬運(yùn)機(jī)械手硬件系統(tǒng)設(shè)計 硬件系統(tǒng)設(shè)計包括機(jī)械部分和電氣控制部分的設(shè)計。 該機(jī)械手在自動工作狀態(tài)時,應(yīng)先將其工作方式選擇開關(guān)放在 “ 返回原位 ” ,并按下返回原位按鈕,對狀態(tài)器進(jìn)行置位,然后再將工作方式選擇開關(guān)放置自動工作方式下。 單步運(yùn)行:供試用,即沒按一次啟動按鈕機(jī)械手向前執(zhí)行一個動作后停止。例如,當(dāng)選擇手動操作時,按下上升 /下降按鈕,機(jī)械手在滿足條件情況下即執(zhí)行相應(yīng)的動作,其它動作以此類推。分為手動和自動操作,其中自動操作中包括了:單步、單周期、連續(xù);手動操作包括手動和回原位的操作。當(dāng)工件從傳送帶傳輸?shù)綑C(jī)械手下方時,工件碰壓行程開關(guān)SQ1, B 缸活塞桿伸出,帶動機(jī)械手下降,下降至終點(diǎn)碰壓行程開關(guān) SQ3 與機(jī)械手夾鉗相連的 A 缸活塞桿 收進(jìn),機(jī)械手將工件夾緊;當(dāng)工件夾緊到位時,行程開關(guān) SQ5 動作, B 缸的活塞桿收進(jìn),把工件提升;當(dāng)工件提升到最高位置時碰壓行程開關(guān) SQ4,啟動小車慢速右行;當(dāng)小車碰壓行程開關(guān) SQ7 時轉(zhuǎn)為快速行走;接近終點(diǎn)時小車碰壓行程開關(guān) SQ8,轉(zhuǎn)為慢速行走;行至右端行程開關(guān) SQ9,小車停止前進(jìn);停留 5 秒后, B 缸活塞桿再次外伸,機(jī)械手下降至終點(diǎn), A 缸活塞桿外伸帶動夾鉗松開,將工件放下;然后機(jī)械手上升,小車以慢 — 快 — 慢的形式沿原路返回,恢復(fù)到圖示所示的原點(diǎn)位置。該小車由兩臺電動機(jī)驅(qū)動,一臺是高速,一臺是慢速。 體積 小、重量輕、功耗低等有點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于類似機(jī)械手的控制動作復(fù)雜的場合,本設(shè)計正是以PLC 控制為基礎(chǔ)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動。 編程簡單、使用、維護(hù)方便 。 在機(jī)械手中的應(yīng)用 機(jī)械手通常應(yīng)用于動作復(fù)雜的場合來代替人的反復(fù)的操作,從而節(jié)省人的勞動,普通繼電器由于其體積和接口等各方面限制,經(jīng)常被應(yīng)用于動作簡單的電氣及流水線控制,而 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) 。因此, PLC 應(yīng)用范圍很廣。 2) . 控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強(qiáng) 由于 PLC 是采用軟件編程來實(shí)現(xiàn)控制功能,對同一控制對象,當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時,不必改變 PLC 的硬件設(shè)備,只需相應(yīng)改變軟件程序。從而形成多層分布式控制系統(tǒng)或工廠自動化網(wǎng)絡(luò)。 3) . 用于機(jī)械加工中的數(shù)字控制 現(xiàn)代 PLC 具有很強(qiáng)的數(shù)據(jù)處理功能,它可以與機(jī)械加工中的數(shù)字控制( NC)及計算機(jī)控制( CNC)緊密結(jié)合,實(shí)現(xiàn)數(shù)字控制。例如機(jī)床的電氣控制
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