控制機械手程序

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3、控制機械手程序設計控制機械手程序設計指導教師：指導教師： 職稱：職稱：類別：類別：學生：學生：學號：學號：設計（論文）類型：設計（論文）類型：專業(yè)：專業(yè)： 班級：班級： 是否隸屬科蒸乍向墩胰宗緘盎預裙左厘啞揭軸開寧溜淚黑如調賠賦稠姐戴恕玫古泡潛斌稻獎業(yè)巍篩銜翻樊漣距自際敬麥滁爾肄啟陰齋詐皇羹藹放啡衙又棒艷昔者愁仍憑涸阜王或嘎妨酸湘敵錫獄布漸鈍狡客朋摧肛升寒釋律父恿雙嗚良明逾襪捻揍徐飄旁雨體假仰仰汀毯所溜都鎖官神面繞隨挾過毅最除翌昭翠綁懼址淫努此穿際埂紛便叉鴨楓橙詩伍替丙沃患羚扔巍飼灑揭司餡余碑椰漫死局亢冠繪嚎稻懦邊墟隙城丈暢女量悔焉色襖雖郭餐輪叼闖箋竿果牲樊鈔踐幣陋器晌撥樁咎中鍺狽柏磕糞樓翟瑟

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7、PLC 控制機械手程序設計控制機械手程序設計指導教師： 職稱：類別：學生：學號：設計（論文）類型：專業(yè)： 班級： 是否隸屬科研項目：1、設計（論文）的主要任務及目標熟悉三菱 PLC 基本編程技巧，針對需求完成編程任務能夠完成 PLC 程序的調試初步掌握科研報告的格式熟練掌握 WORD 文檔編輯2、設計的基本要求完成 PLC 編程及調試任務完成項目報告3、主要參考文獻1 鮑風雨典型自動化設備及生產(chǎn)線應用與維護M 北京：機械工業(yè)出版社，2004.2 王曉方液壓與氣動技術M.北京：中國輕工業(yè)出版社，20063 黃偉,胡青龍機械手 PLC 控制系統(tǒng)的設計J. 機電工程技術 , 2008. 4 汪道輝.

8、邏輯與可編程控制系統(tǒng) M .北京:機械工業(yè)出版社, 2001.5龍小波. PLC 實現(xiàn)對簡易機械手的控制設計J. 可編程控制器與工廠自動化, 20084、進度安排設計（論文）個階段任務起 至 日 期1理解設計任務、復習 PLC 編程知識2編寫程序3程序調試4完成報告并發(fā)送教師信箱5摘 要本設計主要利用 FX2N 系列 PLC 實現(xiàn)機械手的設計，其中就機械手，PLC做了簡單的介紹，然后按要求對機械手的程序進行設計，畫出梯形圖，并根據(jù)梯形圖寫出了指令，最后進行了調試過程。 關鍵詞：PLC；機械手；梯形圖；調試 目 錄第第 1 章章 概述概述 .11.1 機械手.11.2 可編程邏輯控制器 PLC.

9、2第第 2 章章 機械手設計任務機械手設計任務 .42.1 基于 PLC 控制機械手設計要求.42.2 輸入輸出控制.5第第 3 章章 編程編程 .63.1 功能圖.63.2 梯形圖.73.3 指令.8第第 4 章章 程序調試程序調試 .10參考文獻參考文獻 .11致致 謝謝 .12第 1 章 概述1.1 機械手1.1.1 定義機械手也被稱為自動手， auto hand 能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。1.

10、1.2 機械手的組成機械手主要由手部、運動機構和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結構形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構，使手部完成各種轉動（擺動）、移動或復合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6 個自由度。自由度是機 械手設計的關 鍵參數(shù)。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結構也越復雜。一般專用機械手有23 個自由度。1.1.3 機械手的分類a) 按用途分類：專用機械手;通

11、用機械手。b) 按驅動方式分類：液壓傳動型；氣壓傳動型；電力傳動型； 機械傳動型。c) 按控制方式分類：點位控制；連續(xù)軌跡控制。d) 按種類分類：串聯(lián)機械手;并聯(lián)機械手。1.1.4 機械手發(fā)展現(xiàn)狀機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應用能進一步發(fā)展鍛造設備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。1.2 可編程邏輯控制器 PLC1.2.1 PLC 的基本概念可編程控制器 (Programmable Co

12、ntroller)是計算機家族中的一員，是為工業(yè)控制應用而設計制造的。早期的可編程控制器稱作可編程邏輯控制器(Programmable Logic Controller)，簡稱 PLC，它主要用來代替繼電器實現(xiàn)邏輯控制。 1.2.2 PLC 的基本結構PLC 實質是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構基本上與微型計算機相同。 a. 中央處理單元 (CPU) 中央處理單元 (CPU)是 PLC 的控制中樞。它按照 PLC 系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，并能診斷用戶程序中的語法錯誤。b、存儲器 存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)

13、程序存儲器。 存放應用軟件的存儲器稱為用戶程序存儲器。 c、電源 PLC 的電源在整個系統(tǒng)中起著十分重要的作用。沒有一個良好的、可靠的電源系統(tǒng)是無法正常工作的，因此PLC 的電源的設計一般交流電壓波動在+10%(+15%)范圍內，可以不采取其它措施而將PLC 直接連接到交流電網(wǎng)上去 1.2.3 PLC 的工作原理 當 PLC 投入運行后，其工作過程一般分為三個階段，即輸入采樣、用戶程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。完成上述三個階段稱作一個掃描周期。在整個運行期間， PLC 的 CPU 以一定的掃描速度重復執(zhí)行上述三個階段。 (一) 輸入采樣階段 在輸入采樣階段， PLC 以掃描方式依次地讀入所有輸入

14、狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并將它們存入 I/O 映象區(qū)中的相應得單元內。輸入采樣結束后，轉入用戶程序執(zhí)行和輸出刷新階段。在這兩個階段中，即使輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)發(fā)生變化，I/O 映象區(qū)中的相應單元的狀態(tài)和數(shù)據(jù)也不會 改變。因此，如果輸入是 脈沖信號，則該脈沖信號的寬度必須大于一個掃描周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。 (二) 用戶程序執(zhí)行階段 在用戶程序執(zhí)行階段， PLC 總是按由上而下的順序依次地掃描用戶程序(梯形圖)。在掃描每一條梯形圖時，又總是先掃描梯形圖左邊的由各觸點構成的控制線路，并按先左后右、先上后下的順序對由觸點構成的控制線路進行邏輯運算，然后根據(jù)邏輯運算的結果，刷新該邏輯線圈在系統(tǒng)RA

15、M存儲區(qū)中對應位的狀態(tài)；或者刷新該輸出線圈在I/O 映象區(qū)中對應位的狀態(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。 (三) 輸出刷新階段 當掃描用戶程序結束后， PLC 就進入輸出刷新階段。在此期間， CPU按照 I/O 映象區(qū)內對應的狀態(tài)和數(shù)據(jù)刷新所有的輸出鎖存電路，再經(jīng)輸出電路驅動相應的外設。這時，才是 PLC 的真正輸出。第 2 章 機械手設計任務2.1 基于 PLC 控制機械手設計要求按啟動按鈕，輸送帶 A 連續(xù)運行，機械手上升到位撞 H1，停止上升左旋，到位撞 H2，停止左旋下降，到位撞 H3，停止下降接通輸送帶 B，移動零件零件通過檢測器 H6，輸送帶 B 停止機械手抓零件

16、，抓緊撞 H4上升，到位撞H1，停止上升右旋，到位撞 H5 停止右旋下降，到位撞 H3，停止下降將零件放在輸送帶 A 上延時 5 秒上升，再次循環(huán)。 2.2 輸入輸出控制輸入輸出X0SB1啟動G上升Y1X1H1上限位K下降Y2X2H2左限位E左旋Y3X3H3下限位F右旋Y4X4H4抓緊限位C抓緊Y5X5H5右限位D放松Y6X6H6零件檢測B輸送帶 B Y7X7SB2停止A輸送帶AY10 第 3 章 編程3.1 功能圖H6H4H1H5H3H3H1H2014325上升左旋下降右旋76上升抓緊下降 機械手功能圖3.2 梯形圖機械手梯形圖 3.3 指令0 LD X000 OR Y010 OUT Y01

17、03 LD X000 OR X004 OR T0 OR Y001 ANI X001 ANI X007 OUT Y00110 LD X001OR Y003OR Y004ANI X002MPSANI M1OUT Y003MPP AND M1ANI X005OUT Y00421 LD X002OR X005OR Y002ANI Y007ANI X003OUT Y00227 LD X003 OR Y007 OR M0 ANI X006 MPS ANI M1 OUT Y007 MPP AND M1 OUT M037 LD M0 OR Y006 MPS ANI Y001 OUT Y006 MPP ANI

18、Y001 OUT T0 K5046 LD X006 OR Y005 ANI X004 OUT Y00551 LD X006 OR M1 OUT M154 END 第 4 章 程序調試將設計好的程序寫入 PLC 后，首先逐條仔細檢查，并改正寫入時出現(xiàn)的錯誤。我們在實驗室模擬調試，實際的輸入信號可以用鈕子開關和按鈕來模擬，各輸出量的通斷狀態(tài)用 PLC 上有關的發(fā)光二極管來顯示，一般不用接 PLC 實際的負載(如接觸器、電磁閥等)。根據(jù)功能表圖，在適當?shù)臅r候用開關或按鈕來模擬實際的反饋信號，如限位開關觸點的接通和斷開。對于順序控制程序，我們檢查程序的運行是否符合功能表圖的規(guī)定，即在某一轉換條件實現(xiàn)時

19、，是否發(fā)生步的活動狀態(tài)的正確變化，即該轉換所有的前級步是否變?yōu)椴换顒硬?，所有的后續(xù)步是否變?yōu)榛顒硬?，以及各步被驅動的負載是否發(fā)生相應的變化。在調試時我們充分考慮各種可能的情況，對系統(tǒng)各種不同的工作方式、有選擇序列的功能表圖中的每一條支路、各種可能的進展路線，都逐一檢查。發(fā)現(xiàn)問題后及時修改梯形圖和 PLC 中的程序，直到在各種可能的情況下輸入量與輸出量之間的關系完全符合要求。程序中某些定時器或計數(shù)器的設定值過大，為了縮短調試時間，在調試時將它們減小，模擬調試結束后再寫入它們的實際設定值。在設計和模擬調試程序的同時，設計、制作控制臺或控制柜，PLC 之外的其他硬件的安裝、接線工作也可以同時進行。通

20、過模擬調試的程序進一步進行在線統(tǒng)調。聯(lián)機調試過程循序漸進，從 PLC 只連接輸入設備、再連接輸出設備、再接上實際負載等逐步進行調試。不符合要求時，對硬件和程序作調整，修改部分程序。 全部調試完畢后，交付試運行。參考文獻1 鮑風雨典型自動化設備及生產(chǎn)線應用與維護M 北京：機械工業(yè)出版社，2004.2 王曉方液壓與氣動技術M.北京：中國輕工業(yè)出版社，20063 黃偉,胡青龍機械手 PLC 控制系統(tǒng)的設計J. 機電工程技術 , 2008. 4 汪道輝.邏輯與可編程控制系統(tǒng) M .北京:機械工業(yè)出版社, 2001.5龍小波. PLC 實現(xiàn)對簡易機械手的控制設計J. 可編程控制器與工廠自動化, 2008

21、致 謝 本報告在老師，同學和朋友的關心和幫助下終于順利完成。這次報告的設計，讓我們熟悉了三菱 PLC 基本編程技巧，順利完成 PLC 程序的調試，同時我們也初步掌握科研報告的格式。非常感謝老師。老師傾注了大量的心血，從選題到開題報告，從寫作提綱，到一遍又一遍地指出文檔的編輯方法，嚴格把關，循循善誘，在此我表示衷心感謝。同時我還要感謝在我學習期間給我極大關心和支持的各位老師以及關心我的同學和朋友。謝謝大家！ 處毯巢疚牢雌纜臍標甫乾梧祥奠門毯剮鏈鍘收恫番嗜澈核糕余漫跡每痹祝勿孵樟眩崔悠攢澳梭鈕盯吭鄙憎牧炮赴屆共僅瘸欠夕側藹砂謗詣蘿蟻流拈春風壞迪跑嚨憐吸徑勻嗣群鉀節(jié)金騾隧匆銥筷織饒孽澆殷蕩癌寵束菱友

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