【正文】 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求在該機(jī)械手控制系統(tǒng)中，需要完成抓取、移動(dòng)、放松、回到原位等功能，控制要求如下： 機(jī)械手動(dòng)作流程圖下降抓取物體過(guò)程：按下啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，機(jī)械手下降，當(dāng)下降到位時(shí)，閉合下限位開(kāi)關(guān)SQ1，機(jī)械手停止下降，機(jī)械手抓緊物體，并持續(xù)夾緊動(dòng)作。對(duì)于人機(jī)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(shí)現(xiàn)被控對(duì)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(jì)是將PLC 用于機(jī)械手的設(shè)計(jì)的控制，對(duì)學(xué)習(xí)與實(shí)用是很好的結(jié)合。采用基于 PLC 的控制系統(tǒng)來(lái)取代園林單片機(jī)、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(hù)性，對(duì)提高企業(yè)生產(chǎn)和管理自動(dòng)水平有很大的幫助，同時(shí)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(dòng)，因此具有廣闊是市場(chǎng)前景。PLC 一經(jīng)出現(xiàn)，由于它的自動(dòng)化程度高、可靠性好、設(shè)計(jì)周期短、使用和維護(hù)簡(jiǎn)便等獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，備受國(guó)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(gè)方案首先得到了美國(guó)數(shù)字設(shè)備（DEC）公司的積極響應(yīng)，并中標(biāo)。 計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)給大規(guī)模工業(yè)自動(dòng)化帶來(lái)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(diǎn)，這也是人工操作和半自動(dòng)化控制所難以實(shí)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(guò)程中十分重要的組成部分。在設(shè)計(jì)過(guò)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(cè)技術(shù)等。主要功能是循環(huán)地將物件從A地運(yùn)往B地。主要應(yīng)用于機(jī)床加工工件的裝卸，裝配印制板電路板，組裝零部件；勞動(dòng)條件較差，危險(xiǎn)等場(chǎng)合?？删幊炭刂破鹘Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、可靠性高、通用靈活、體積小、使用壽命長(zhǎng)，應(yīng)用范圍廣。六、參考資料天科TKPLCA實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)手冊(cè)《S7200可編程序控制器手冊(cè)》，西門子技術(shù)服務(wù)中心，四川省機(jī)械研究設(shè)計(jì)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： XX 簽名日期： 2015 年 06 月 1日 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(shí)驗(yàn)設(shè)備安裝了STEP7Micro/WIN32編程軟件的計(jì)算機(jī)一臺(tái)天科TKPLCA實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)械手模塊五、設(shè)計(jì)任務(wù)（1）根據(jù)控制要求分析控制及動(dòng)作過(guò)程，設(shè)計(jì)硬件系統(tǒng)；（2）繪制電氣原理圖及PLC I/O接線圖；（3）設(shè)計(jì)軟件系統(tǒng)；（4）組成控制系統(tǒng)；（5）進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，實(shí)現(xiàn)（三）所要求的控制功能，完成模擬實(shí)驗(yàn)。提出改進(jìn)方案：在機(jī)械手夾緊過(guò)程進(jìn)行探究，增加壓力傳感器用于機(jī)械手爪壓力并進(jìn)行反饋控制；增加超聲波傳感器檢測(cè)物體是否滑落。三、要求實(shí)現(xiàn)的功能啟動(dòng)機(jī)械手，將物體從A處移動(dòng)到B處，機(jī)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(dòng)作過(guò)程?；赑LC的機(jī)械手臂控制課程設(shè)計(jì)作者：日期：課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書 課 程 名 稱:電氣控制PLC課程設(shè)計(jì) 課 程 代 碼: XXXXXXXX 題 目:基于PLC機(jī)械手控制系統(tǒng) 學(xué) 生 姓 名: X X 學(xué) 號(hào): XXXXXXXXXXXXX 年級(jí)/專業(yè)/班: XXXX級(jí)電氣自動(dòng)化X班 學(xué)院(直屬系) : XXXXXXX學(xué)院 指 導(dǎo) 教 師: X X 學(xué)院名稱： XXXXXX 專業(yè)： XXX 年級(jí)： 2013級(jí) 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)一、 選題背景及題目來(lái)源工業(yè)實(shí)際項(xiàng)目，可在天科TKPLCA實(shí)驗(yàn)裝置機(jī)械手裝置的模擬控制實(shí)驗(yàn)區(qū)完成本模擬實(shí)驗(yàn)。二、訓(xùn)練目的（1）通過(guò)使用各基本指令，進(jìn)一步熟悉掌握PLC的編程和程序調(diào)試；（2）學(xué)會(huì)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(jì)；（5）完成模擬實(shí)驗(yàn)；（6）編寫技術(shù)文件。在執(zhí)行動(dòng)作時(shí)由限位開(kāi)關(guān)對(duì)機(jī)械手位置進(jìn)行控制，并且由雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)物體出現(xiàn)滑落或操作錯(cuò)誤時(shí)發(fā)出報(bào)警等。（6）撰寫課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，可以再其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)器、計(jì)數(shù)器和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)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(guò)程。 本課題設(shè)計(jì)了機(jī)械手控制系統(tǒng)。采用西門子公司S7200系列，CPU224型PLC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用STEP7Micro/WIN32編程軟件進(jìn)行編程，并通過(guò)TKPLCA型可編程控制器實(shí)驗(yàn)箱機(jī)械手裝置模擬控制實(shí)驗(yàn)區(qū)完成本模擬實(shí)驗(yàn)。為了使動(dòng)作操作更加準(zhǔn)確，加入壓力傳感器、超聲波傳感器，進(jìn)行檢測(cè)改進(jìn)。由PLC接收來(lái)自外部的輸入信號(hào)（包括開(kāi)關(guān)機(jī)、限位指令、傳感器信號(hào)指令等），并控制雙線圈二位電磁閥來(lái)控制機(jī)械手的夾緊和松開(kāi)。關(guān)鍵詞：PLC、機(jī)械手、傳感器、檢測(cè)技術(shù)目錄引言 1第1章 機(jī)械手控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì) 2 2 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)要求 2 3 繼電器控制系統(tǒng) 3 單片機(jī)控制 3 工業(yè)控制計(jì)算機(jī)控制 3 可編程序控制器控制 4第2章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 5 硬件選型 5 PLC 機(jī)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(jī)械手的基本構(gòu)造及PLC I/O點(diǎn)分配 8 系統(tǒng)組成 8 執(zhí)行機(jī)構(gòu) 機(jī)械手PLC的模擬實(shí)驗(yàn)面板 11 機(jī)械手PLC的I/O分配 12 主電路的設(shè)計(jì) 13 機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制要求 13 主電路圖的設(shè)計(jì) 13第3章 機(jī)械手控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 14 14 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法 15 邏輯設(shè)計(jì)法 15 順序設(shè)計(jì)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 改進(jìn)方案設(shè)計(jì) 20第4章 系統(tǒng)調(diào)試 24結(jié)論 29設(shè)計(jì)總結(jié) 30謝辭 31參考文獻(xiàn) 32附件1 33附件2 34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(chǎng)工作環(huán)境十分惡劣，不適合人工現(xiàn)場(chǎng)操作。所以為了幫助相關(guān)行業(yè)，特別是中小型企業(yè)實(shí)現(xiàn)物件搬運(yùn)的自動(dòng)控制，機(jī)械手的自動(dòng)控制勢(shì)必是擺在我們眼前的一大課題，借助實(shí)驗(yàn)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(hào)和原理，熟悉其編程方式，而機(jī)械手的控制更常見(jiàn)于工業(yè)生產(chǎn)中，幾乎大部分的工廠都離不開(kāi)機(jī)械手，其應(yīng)用領(lǐng)域廣。1968 年，美國(guó)最大的汽車制造廠商通用汽車（GM）公司提出了公開(kāi)招標(biāo)方案，設(shè)想將功能完備、靈活、通用的計(jì)算機(jī)技術(shù)與繼電器便于使用的特點(diǎn)相結(jié)合，把計(jì)算機(jī)的編程方法和程序輸入方式加以簡(jiǎn)化，用面向過(guò)程、面向問(wèn)題“自然語(yǔ)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(fèi)大量的精力進(jìn)行計(jì)算機(jī)編程，也能像繼電器那樣方便的使用。該公司于1969 年研制出了第一臺(tái)符合招標(biāo)要求的工業(yè)控制器，命名為可編程邏輯控制器（PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLLER），簡(jiǎn)稱PLC（有的稱為PC),并在GM 公司的汽車自動(dòng)裝配線上實(shí)驗(yàn)獲得了成功。隨著大規(guī)模集成電路和微處理器在PLC 中的應(yīng)用，使PLC 的功能不斷得到增強(qiáng)，產(chǎn)品得到飛速發(fā)展。用PLC 進(jìn)行開(kāi)關(guān)量控制的實(shí)例很多，在冶金、機(jī)械、紡織、輕工、化工、鐵路等行業(yè)幾乎都需要它，例如燈光照明、機(jī)床電控、食品加工、印刷機(jī)械、電梯、自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、機(jī)械手系統(tǒng)、生產(chǎn)流水線等方面的邏輯控制，都廣泛應(yīng)用PLC 來(lái)取代傳統(tǒng)的繼電器控制。第1章 機(jī)械手控制系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)整個(gè)設(shè)計(jì)