【正文】 重 復(fù) 執(zhí) 行 課 程 設(shè) 計 說 明 書 3 下降抓取物體過程：按下啟動開關(guān)， 機械手下降，當(dāng)下降到位時，閉合下限位開關(guān) SQ1，機械手停止下降，機械手抓緊物體，并持續(xù)夾緊動作。對于人機交互方式改造后系統(tǒng)的操作模式應(yīng)盡量和改造前的相類似，以便于操作人員迅速掌握。 任何一種控制系統(tǒng)都是為了實現(xiàn)被控對象的工藝要求，以提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。本次設(shè)計是將 PLC 用于 機械手 的設(shè)計的控制，對學(xué)習(xí)與實用是很好的結(jié)合。 采用基于 PLC 的控制系統(tǒng)來取代園林單片機、繼電器等構(gòu)成的控制系統(tǒng)，采用模塊化結(jié)構(gòu)，具有良好的可移植性和可維護性，對提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動水平有很大的幫助，同時又提高了生產(chǎn)線的效率、使用壽命和質(zhì)量，減少了企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的波動，因此具有廣闊是市場前景。 PLC 一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動化程度高、可靠性好、設(shè)計周期短、使用和維護簡便等獨特優(yōu)點，備受國內(nèi)外技術(shù)人員和工商業(yè)界廠商的極大關(guān)注，生產(chǎn) PLC的廠商云起。這個方案首先得到了美國數(shù)字設(shè)備（ DEC）公司的積極響應(yīng)，并中標(biāo)。 計算機的出現(xiàn)給大規(guī)模工業(yè)自動化帶來了曙光。另外，生產(chǎn)要求該系統(tǒng)要具有混合精確、控制可靠等特點，這也是人工操作和半自動化控制所難以實現(xiàn)的。在煉油、化工、制藥等行業(yè)中，多種液體混合是必不可少的工序，而且也是其生產(chǎn)過程中十分重要的組成部分。 在設(shè)計過程中， 包括流程圖、原理圖、主電路圖 。 該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)、位置控制技術(shù)、檢測技術(shù)等 。主要功能是循環(huán)地將物件從 A 地運往B地。 主要應(yīng)用于 機床加工工件的裝卸，裝配印制板電路板，組裝零部件； 勞動條件較差 ， 危險 等場合 ?？删幊炭?制器結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長，應(yīng)用范圍廣。 六、參考資料 天科 TKPLCA 實驗裝置實驗手冊 《 S7200 可編程序控制器手冊》，西門子技術(shù)服務(wù)中心，四川省機械研究設(shè)計院， 《現(xiàn)代電器控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)》第 2版，王永華，北京航空航天大學(xué)出版社 指導(dǎo)教師： 徐全 簽名日期： 2020 年 06 月 1 日 課 程 設(shè) 計 說 明 書 摘要 可編程控制器是一種以微處理器為核心的工業(yè)控制裝置。 四、實驗設(shè)備 安裝了 STEP7Micro/WIN32編程軟件的計算機一臺 天科 TKPLCA實驗裝置 機械手模塊 五、設(shè)計任務(wù) （ 1）根據(jù)控制要求分析控制及動作過程，設(shè)計硬件系統(tǒng)； （ 2）繪制電氣原理圖及 PLC I/O接線圖； （ 3）設(shè)計軟件系統(tǒng)； （ 4）組成控制系統(tǒng)； （ 5）進行系統(tǒng)調(diào)試，實現(xiàn)（三）所要求的控制功能，完成模擬實驗。 提出改進方案：在機械手夾緊過程進行探究，增加壓力傳感器用于機械手爪壓力并進行反饋控制；增加超聲波傳感器檢測物體是否滑落 。 三、要求實現(xiàn)的功能 啟動機械手， 將物體從 A處移動到 B處 ， 機械手將完成原位、下降、抓取、上升、右移、下降、放松、上升、 左移、循環(huán)或者回到原位 動作過程。 課 程 設(shè) 計 說 明 書 課程設(shè)計說明書 課 程 名 稱 :電氣控制 PLC 課程設(shè)計 課 程 代 碼 : 9133028 題 目 :基于 PLC 機械手控制系統(tǒng) 學(xué) 生 姓 名 : 郭 洪 學(xué) 號 : 4120204125132 年級 /專業(yè) /班 : 2020 級電氣自動化 1 班 學(xué)院 (直屬系 ) : 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師 : 徐 全 學(xué)院名稱： 應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 專業(yè)： 電氣自動化技術(shù) 年級： 2020 級 機械手控制系統(tǒng)設(shè)計 一、 選題背景及題目來源 工業(yè)實際 項目，可在天科 TKPLCA實驗裝置機械手裝置的模擬控制實驗區(qū)完成本模擬實驗。 二、訓(xùn)練目的 （ 1）通過使用各基本指令，進一步熟悉掌握 PLC的編程和程序調(diào)試； （ 2）學(xué)會繪制電氣原理圖及接線圖； （ 3）選擇電氣元器件； （ 4）完成系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計； （ 5）完成模擬實驗； （ 6）編寫技術(shù)文件。 在 執(zhí)行 動作時 由限位開關(guān)對機械手位置進行控制，并且 由 雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成 。當(dāng)物體出現(xiàn)滑落 或操作錯誤 時發(fā)出報警 等 。 （ 6）撰寫課程設(shè)計說明書。它采用了可編程序的存儲器，可以再其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時器、計數(shù)器和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入輸出，控制各種類型的設(shè)備或生產(chǎn)過程。 本課題設(shè)計 了機械手控制系統(tǒng)。 采用西門子 公司 S7200 系列 ， CPU224 型 PLC進行實驗 ， 運用 STEP7Micro/WIN32 編程軟件進行編程， 并通過 TKPLCA型可編程控制器實驗箱 機械手裝置模擬控制實驗區(qū)完成本模擬實驗 。 為了使動作操作更加準(zhǔn)確，加入壓力傳感器、超聲波傳感器，進行檢測改進 。 由 PLC 接收來自外部的輸入信號（ 包括開關(guān)機、限位指令、傳感器信號 指令等 ） ， 并控制 雙線圈二位 電磁閥來控制機械手的夾緊和松開。 關(guān)鍵詞： PLC、機械手、 傳感器 、 檢測技術(shù) 課 程 設(shè) 計 說 明 書 目錄 引言 ........................................................................ 1 第 1 章 機械手控制系統(tǒng)方案設(shè)計 .............................................. 2 方案設(shè)計原則 ............................................................. 2 系統(tǒng)的整體設(shè)計要求 ..................................................... 2 控制系統(tǒng)的設(shè)計 ........................................................... 3 繼電器控制系統(tǒng) ........................................... 3 單片機控制 ................................................ 3 工業(yè)控制計算機控制 ........................................ 3 可編程序控制器控制 ........................................ 4 第 2 章 機械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計 ............................................ 5 硬件選型 ............................................................... 5 PLC 機型選擇 .............................................. 5 PLC 容量選擇 .............................................. 6 I/O 模塊的選擇 ............................................ 6 電源模塊的選擇 ............................................ 7 機械手的基本構(gòu)造及 PLC I/O 點分配 ....................................... 8 系統(tǒng)組成 ................................................. 8 執(zhí)行機構(gòu) ................................................. 9 、機械手 PLC 的模擬實驗面板 ................................ 11 機械手 PLC 的 I/O 分配 .................................... 12 主電路的設(shè)計 ........................................................... 13 機械結(jié)構(gòu)和控制要求 ...................................... 13 主電路圖的設(shè)計 .......................................... 13 第 3 章 機械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計 ........................................... 14 程序設(shè)計的一般方法 ...................................................... 14 經(jīng)驗設(shè)計法 .............................................. 15 邏輯設(shè)計法 .............................................. 15 順序設(shè)計法 ............................................... 15 PLC 控制的相關(guān)流程圖 ................................................... 16 控制流程圖 .............................................. 16 可編程控制器梯形圖 .................................................... 17 ................................... 17 相關(guān)程序段 .............................................. 17 課 程 設(shè) 計 說 明 書 改進方案設(shè)計 ............................................ 20 第 4 章 系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................... 24 結(jié)論 ....................................................................... 29 設(shè)計總結(jié) ................................................................... 30 謝辭 ....................................................................... 31 參考文獻 ................................................................... 32 附件 1 ...................................................................... 33 附件 2 ...................................................................... 34 課 程 設(shè) 計 說 明 書 1 引 言 為了提高產(chǎn)品質(zhì)量，縮短生產(chǎn)周期，適應(yīng)產(chǎn)品迅速更新?lián)Q代的要求，產(chǎn)品生產(chǎn)正向縮短生產(chǎn)周期、降低成本、提高生產(chǎn)質(zhì)量等方向發(fā)展。但是由于這些行業(yè)中多為易燃易爆、有毒有腐蝕性的介質(zhì)，以至現(xiàn)場工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場操作。所以為了幫助相關(guān)行業(yè)，特別是中小型企業(yè)實現(xiàn) 物件搬運的自動控制，機械手的自動控制 勢必是擺在我們眼前的一大 課 題，借助實驗室設(shè)備熟悉工業(yè)生產(chǎn)中 PLC 的應(yīng)用，了解不同公司的可編程控制器的型號和原理，熟悉其編程方式，而 機械手 的控制更常見于工業(yè)生產(chǎn)中， 幾乎大部分的工廠都離不開機械手，其應(yīng)用領(lǐng)域廣。 1968 年，美國最大的汽車制造廠商通用汽車（ GM）公司提出了公開招標(biāo)方案，設(shè)想將功能完備、靈活、通用的計算機技術(shù)與繼電器便于使用的特點相結(jié)合，把計算機的編程方法和程序輸入方式加以簡化，用面向過程、面向問題“自然語言”編程，生產(chǎn)一種新型的工業(yè)通用繼電器，使人們不必花費