【正文】 在此，對(duì)所喲老師在學(xué)習(xí)和生活中給予的指導(dǎo)和關(guān)心致以最真誠(chéng)的謝意！ 第 21 頁 共 25 頁 參考文獻(xiàn) [1].范建東 . 可編程序控制器原理及應(yīng)用 （第四版） . 廣州：華南理工大學(xué)出版社，2020. [2].孔凡才 . 自動(dòng)控制系統(tǒng)及其應(yīng)用 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 , 2020. [3].陳立群 .液壓傳動(dòng)與氣動(dòng)技術(shù) .北京：中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 . 2020. [4].范欽珊 .工程力學(xué)（第二版） .北京 :高等教育出版社 2020. [5].李華志 .數(shù)控加工工藝與裝備 .北京 :清華大學(xué)出版社 2020. [6].謝曉紅 .數(shù)控機(jī)床編程與加工技術(shù) .北京 :中國(guó)勞動(dòng)社會(huì)保障出版社 2020. [7].金大鷹 .機(jī)械制圖（第二版） .北京 :機(jī)械工業(yè)出版 社 2020. [8].陸玉 .機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)（第四版） .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 2020. [9].楊可楨 .機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版） .北京 :高等教育出版社 2020. [10].張愛紅 .機(jī)床數(shù)控系統(tǒng) .北京 :高等教育出版社 2020. [11].陳于萍 .互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ)（第二版） .北京 :機(jī)械工業(yè)出版社 2020. 第 22 頁 共 25 頁 附錄 A 圖 A1 圖 A1 PLC外圍接線圖 第 23 頁 共 25 頁 附錄 B PLC 程序（截圖） 第 24 頁 共 25 頁 第 25 頁 共 25 頁 。另外，老師經(jīng)常給我講解不同的角度，不同的思路去更好地解決問題，使我能盡快的完成論文，讓我受益匪淺。既讓我們懂得了怎么樣把理論運(yùn)用于實(shí)際，又讓我們懂得了怎么樣把理論知識(shí)運(yùn)用到實(shí)際中，又讓我們懂得了在實(shí)踐中遇到問題怎樣用理論解決。在此，我要感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和班主任劉建老師，使他們教會(huì)我做人的道理。所以我要感謝所有的任課老師，是您們的諄諄教誨，才使我學(xué)有所獲。畢業(yè)設(shè)計(jì)的課題是一種整體性、系統(tǒng)性、全面 性的設(shè)計(jì)，涉及到了很多方面的知識(shí)，在遇到困難的自己和同學(xué)都解決不了的時(shí)候，虛心請(qǐng)教老師，在老師的指導(dǎo)下，一一解決了問題。因此，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。經(jīng)過重新編制相應(yīng)的控制程序，就能夠比較容易的推廣到其他類似的加工情況。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，設(shè)計(jì)周期短且造價(jià)較低。（ PLC 外圍接線圖與程序詳見附錄） 第 19 頁 共 25 頁 3 總結(jié) 本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成一個(gè)特定功能、滿足特殊要求的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對(duì)性和明確的實(shí)施目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。性能規(guī)格： FX2N性能規(guī)格運(yùn)轉(zhuǎn)控制方法 通過儲(chǔ)存的程序周期運(yùn)轉(zhuǎn) I/O 控制方法 批次處理方法（當(dāng)執(zhí)行 END 指令時(shí)） I/O 指令可以刷新運(yùn)轉(zhuǎn)處理時(shí)間 基本指令 ： 應(yīng)用指令： 至幾百 微秒 ， 指令編程語言 邏輯梯形圖和指令清單 使用步進(jìn)梯形圖能生成 SFC 類型程序程式容量 8000 步內(nèi)置 。 表 23 PLC I/O 分配表 輸入 說明 輸出 說明 X0 啟動(dòng) Y0 PLC 給安川信號(hào) X1 有無毛坯件檢測(cè) Y1 手抓汽缸加 緊 X2 卡盤松開 Y2 手抓汽缸松開 X3 關(guān)門限位 Y3 卡盤加緊 X4 開門限位 Y4 卡盤松開 X5 安川機(jī)器人完成動(dòng)作給 PLC信號(hào) Y5 尾座頂緊 X6 機(jī)床加工完成，反饋給 PLC信號(hào) Y6 尾座退開 X7 開門 Y7 門汽缸開門 X10 關(guān)門 Y10 門汽缸關(guān)門 X11 工藝停止 Y11 加工 X12 自動(dòng)模式 Y12 安川機(jī)器人回原點(diǎn) X13 單步模式 X14 回原點(diǎn) 根據(jù)實(shí)際需要的各個(gè)條件，以及 考慮到機(jī)械手工作的穩(wěn)定 性、可靠性以及各種控制元器件連接的靈活性和方便性，采用 PLC 作為核心控制器，各控制對(duì) 第 18 頁 共 25 頁 象都必須在 PLC 的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作 ，所以 PLC 采用 我們所熟悉的 日本三菱公司的 FX2N32MR 型 PLC(16 點(diǎn)輸入、 16 點(diǎn)輸出 )。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接接口 ,通信非常方便。 （ 6） 通信及聯(lián)網(wǎng) PLC 通信含 PLC 間的通信及 PLC 與其它智能設(shè)備間的通信。這些數(shù)據(jù)可以與存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中的參考值比較，完成一定 控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。過程控制在冶金、化工、熱爐控制等場(chǎng)合有非常廣泛的應(yīng)用。大中型 PLC 都有 PID 模塊 ,目前許多小型 PLC也具有此功能模塊。作為工業(yè)控制計(jì)算機(jī)， PLC 能編制各種各樣控制算法程序，完成閉環(huán)控制。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量 I/O 模塊連接位和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。 PLC 產(chǎn)配套的 A/D 和 D/A 轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于 模擬量控制。 （ 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。 （ 1） 開關(guān)量的邏輯控制 這是 PLC 最基本、最廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實(shí)現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺(tái)設(shè)備的控制，也可用于多機(jī)群控及自動(dòng)化流水線。 一般來說， PLC 的掃描周期包括自診斷、通訊等，如下圖所示，即一個(gè)掃描周期等于自診斷、通訊、輸入采樣、用戶程序執(zhí)行、輸出刷新等所有時(shí)間的總和。另外，采用掃描用戶程序的運(yùn)行結(jié)果與繼電器控制裝置的硬邏輯并行運(yùn)行的結(jié)果有所區(qū)別。這時(shí)，才是 PLC 的真正輸出。 (3) 輸出刷新階段 當(dāng)掃描用戶程序結(jié)束后， PLC 就進(jìn)入輸出刷新階段。在掃描每一條梯形圖時(shí)，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點(diǎn)構(gòu)成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序?qū)τ捎|點(diǎn)構(gòu)成的控制線路進(jìn)行邏輯運(yùn)算，然后根據(jù)邏輯運(yùn)算的結(jié)果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng) RAM 存儲(chǔ)區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在 I/O 映象區(qū)中對(duì)應(yīng)位的狀態(tài)；或者確定是否要執(zhí)行該梯形圖所規(guī)定的特殊功能指令。因此，如果輸入是脈沖信號(hào)，則該脈沖信號(hào)的寬度必須 大于一個(gè)掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。輸入采樣結(jié)束后，轉(zhuǎn)入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在整個(gè)運(yùn)行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復(fù)執(zhí)行上述三個(gè)階段。 PLC 的工作原理 第 15 頁 共 25 頁 當(dāng) PLC 投入運(yùn)行后，其工作過程一般分為三個(gè)階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 （ 5） 體積小，重量輕，能耗低 以超小型 PLC 為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于 100mm，重量小于 150g，功耗僅數(shù)瓦。更重要的是使同一設(shè)備經(jīng)過改變程序改變生產(chǎn)過程成為可能。為不熟悉電子電路 、不懂計(jì)算機(jī)原理和匯編語言的人使用計(jì)算機(jī)從事打開了方便之門。它接口容易，編程語言易于為工程技術(shù)人員接受。加上 PLC 通信能力的增強(qiáng)及人機(jī)界面技術(shù)的發(fā)展，使用 PLC 組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。可以用于各種規(guī)模的工業(yè)控制場(chǎng)合 .除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代 PLC 大多具有完善的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力，可用于各種數(shù)字控制領(lǐng)域。這樣，整個(gè)系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。從 PLC 的機(jī)外電路來說，使用 PLC 構(gòu)成控制系統(tǒng) ,和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關(guān)接點(diǎn)已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低 ,此外， PLC 帶有硬件故障自我檢測(cè)功能，出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)發(fā)出警報(bào)信息。例如三菱公司生產(chǎn)的 F 系列 PLC 平均無故障時(shí)間高達(dá) 30 萬小時(shí)。 PLC 的特點(diǎn) （ 1） 可靠性高，抗干擾能力強(qiáng) 第 14 頁 共 25 頁 高可靠性是電氣控制設(shè)備的關(guān)鍵性能。但是，在 中國(guó) 等發(fā)展中國(guó)家 PLC 的增長(zhǎng)十分迅速。 作為離散控制的首選產(chǎn)品， PLC 在二十世紀(jì)八十年代至九十年代得到了迅速發(fā)展，世界范圍內(nèi)的 PLC 年增長(zhǎng)率保持為 20%～ 30%。它把所有的輸入都當(dāng)成開關(guān)量來處理， 16 位（也有 32 位的）為一個(gè)模擬量。不同型號(hào)的 PLC，循環(huán)掃描周期在 1 微秒到幾十微秒之間。 PLC 的 CPU 內(nèi)有指示程序步存儲(chǔ)地址的程序計(jì)數(shù)器，在程序運(yùn)行過程中，每執(zhí)行一步該計(jì)數(shù)器自動(dòng)加 1，程序從起始步（步序號(hào)為零）起依次執(zhí)行到最終步（通常為 END 指令），然后再返回起