搬運(yùn)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).docx

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1、 PLC課程設(shè)計(jì) 姓 名 學(xué) 號(hào) 年級(jí)專業(yè) 所在院系 電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院 指導(dǎo)教師 劉美俊、張哲銘 提交日期 廈門(mén)理工學(xué)院 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 課程名稱 電氣控制與PLC 課題名稱 搬運(yùn)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 專業(yè)班級(jí) 姓 名

2、 學(xué) 號(hào) 指導(dǎo)教師 劉美俊、張哲銘 任務(wù)書(shū)下達(dá)日期201 年 月 日 課程設(shè)計(jì)完成日期201 年 月 日 設(shè)計(jì)內(nèi)容與要求 一. 課程設(shè)計(jì)的性質(zhì)與目的 本課程設(shè)計(jì)是自動(dòng)化專業(yè)教學(xué)計(jì)劃中不可缺少的一個(gè)綜合性教學(xué)環(huán)節(jié)，是實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐相結(jié)合的重要手段。它的主要目的是培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用本課程所學(xué)知識(shí)和技能去分析和解決本課程范圍內(nèi)的一般工程技術(shù)問(wèn)題，建立正確的設(shè)計(jì)思想，掌握工程設(shè)計(jì)的一般程序和方法。通過(guò)課程設(shè)計(jì)使學(xué)生得到工程知識(shí)和工程技能的綜合訓(xùn)練，獲得應(yīng)用本課程的知識(shí)和技術(shù)去解決工程實(shí)際問(wèn)題的能

3、力。 二. 課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容 1.根據(jù)控制對(duì)象的用途、基本結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)形式、工藝過(guò)程、工作環(huán)境和控制要求，確定控制方案。 2.繪制搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫(xiě)出指令程序清單。 3.選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。 4.上機(jī)調(diào)試程序。 5.編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)。 三. 課程設(shè)計(jì)的要求 1.所選控制方案應(yīng)合理，所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)應(yīng)能夠滿足控制對(duì)象的工藝要求，并且技術(shù)先進(jìn)，安全可靠，操作方便。 2.所繪制的設(shè)計(jì)圖紙符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)局頒布的GB4728－84《電氣圖用圖形符號(hào)》、GB6988－87《電氣制圖》和GB7159－87《電

4、氣技術(shù)中的文字符號(hào)制定通則》的有關(guān)規(guī)定。 3.所編寫(xiě)的設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)語(yǔ)句通順，用詞準(zhǔn)確，層次清楚，條理分明，重點(diǎn)突出，篇幅不少于7000字。 主要設(shè)計(jì)條件 1.PLC實(shí)驗(yàn)設(shè)備若干。 2.參考文獻(xiàn)若干。 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)裝訂順序 1.課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)封面。 2.課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)。 3.說(shuō)明書(shū)目錄。 4.正文（按設(shè)計(jì)內(nèi)容逐項(xiàng)書(shū)寫(xiě)）。 5.參考文獻(xiàn)。 6.附錄。 7.課程設(shè)計(jì)評(píng)分表。 設(shè)計(jì)進(jìn)度安排 1.2015年7月6日上午：課題內(nèi)容介紹。 2.2015年7月6日下午：仔細(xì)閱讀設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)，明確設(shè)計(jì)任務(wù)與要求，收集設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備設(shè)計(jì)工具。 3.2015年7月6日～2015年7

5、月10日：確定控制方案。繪制搬運(yùn)機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)的PLC I/O接線圖和梯形圖，寫(xiě)出指令程序清單。設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的工藝圖紙。選擇電器元件，列出電器元件明細(xì)表。 4.2015年7月9日：上機(jī)調(diào)試程序。 5.2015年7月10日：答辯。 參考文獻(xiàn) [1]廖常初.可編程序控制器的編程方法與工程應(yīng)用[M].重慶：重慶大學(xué)出版社 2012 [2]萬(wàn)太福.可編程序控制器及其應(yīng)用[M]. 重慶：重慶大學(xué)出版社 2012 [3]劉美俊.電氣控制與PLC工應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社 2014 [4]謝桂林.電力拖動(dòng)與控制. 北京：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)出版社 [5]工廠常用電氣設(shè)備手冊(cè)編寫(xiě)組.工廠常

6、用電氣設(shè)備手冊(cè). 北京：水利電力出版社 《電氣控制與PLC》課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)小組 201年月日 目 錄 前言 ………………………………………………………………………………2 第1章 概述 ………………………………………………………………3 1.1 PLC簡(jiǎn)介………………………………………………………………3 1.2 機(jī)械手概述…………………………………………………………4 1.3 搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況 ……………………………………………………4 1.4 機(jī)械手的應(yīng)用意義 ……

7、……………………………………………………5 1.5 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 ………………………………………6 第2章 控制方案…………………………………………………7 2.1 搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)原理 ………………………………………………7 2.2 PLC的選取 …………………………………………………………8 第3章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)……………………………………11 3.1 傳送帶A,B主電路圖及傳送帶B的控制電路圖…………………11 3.2 PLC接口電路圖………………………………………12 第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)…………………………………………15

8、4.1 控制系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)原理………………………………………15 4.2 梯形圖和指令表…………………………………………………………18 第5章 控制系統(tǒng)調(diào)試…………………………………………………26 5.1 控制系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程………………………………………………26 總結(jié)………………………………………………………………………27 前言 用于再現(xiàn)人手的的功能的技術(shù)裝置稱為機(jī)械手。機(jī)械手是模仿著人手的部分動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)或操作的自動(dòng)機(jī)械裝置。在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用的機(jī)械手被稱為工業(yè)機(jī)械手。 工業(yè)機(jī)

9、械手是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，并已成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分，這種新技術(shù)發(fā)展很快，逐漸成為一門(mén)新興的學(xué)科——機(jī)械手工程。機(jī)械手涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電器液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門(mén)跨學(xué)科綜合技術(shù)。 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手也是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。他的特點(diǎn)是可以通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)在人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有著廣泛的發(fā)展空間。 機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)：其

10、一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送和裝卸；其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因而，受到很多國(guó)家的重視，投入大量的人力物力來(lái)研究和應(yīng)用。尤其是在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場(chǎng)合，應(yīng)用的更為廣泛。在我國(guó)近幾年也有較快的發(fā)展，并且取得一定的效果，受到機(jī)械工業(yè)的重視。 機(jī)械手是一種能自動(dòng)控制并可從新編程以變動(dòng)的多功能機(jī)器，它有多個(gè)自由度，可以搬運(yùn)物體以完成在不同環(huán)境中的工作。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單，專用性較強(qiáng)。

11、隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。 第一章 概述 1.1 PLC簡(jiǎn)介 隨著微電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，可編程序控制器有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展， 其功能已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了邏輯控制、順序控制的范圍，它與計(jì)算機(jī)有效結(jié)合，可進(jìn)行模擬量控制，具有遠(yuǎn)程通信功能等。有人將其稱為現(xiàn)代工業(yè)控制的三大支柱（即 PLC， 機(jī)器人， CAD/CAM） 之一。 目前可編程序控制器 （Progr

12、ammable Controller） 簡(jiǎn)稱 PLC 已廣泛應(yīng)用于冶金、礦業(yè)、機(jī)械、輕工等領(lǐng)域，為工業(yè)自動(dòng)化提供了有力的工具。PLC的基本結(jié)構(gòu) PLC 采用了典型的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，主要包括 CPU、RAM、ROM 和輸入/輸出接口電路等。如果把 PLC 看作一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)由輸入變量-PLC-輸出變量組成， 外部的各種開(kāi)關(guān)信號(hào)、模擬信號(hào)、傳感器檢測(cè)的信號(hào)均作為 PLC 的輸入變量，它們經(jīng) PLC 外部端子輸入到內(nèi)部寄存器中，經(jīng) PLC 內(nèi)部邏輯運(yùn)算或其它各種運(yùn) 算、處理后送到輸出端子，它們是 PLC 的輸出變量，由這些輸出變量對(duì)外圍設(shè) 備進(jìn)行各種控制?？刂品椒把芯?1、FP1 的特殊功能簡(jiǎn)介 、

13、 (1) 脈沖輸出 FP1 的輸出端 Y7 可輸出脈沖，脈沖頻率可通過(guò)軟件編程進(jìn)行調(diào)節(jié)，其輸出頻 率范圍為 360Hz～5kHz。 (2) 高速計(jì)數(shù)器（HSC） FP1 內(nèi)部有高速計(jì)數(shù)器，可同時(shí)輸入兩路脈沖，最高計(jì)數(shù)頻率為 10kHz，計(jì)數(shù) 范圍-8388608～+8388607。 (3) 輸入延時(shí)濾波 FP1 的輸入端采用輸入延時(shí)濾波，可防止因開(kāi)關(guān)機(jī)械抖動(dòng)帶來(lái)的不可靠性， 其延時(shí)時(shí)間可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)范圍為 1ms～128ms。 (4) 中斷功能 FP1 的中斷有兩種類型，一種是外部硬中斷，一種是內(nèi)部定時(shí)中斷。 1.2 機(jī)械手概述 機(jī)械手在自動(dòng)化車(chē)間中用來(lái)運(yùn)

14、送物料,從事焊接、噴漆、裝配等工藝操作，可將操作工人從繁重、單調(diào)、重復(fù)的體力勞動(dòng)中解放出來(lái)。特別是在高溫、危險(xiǎn)、有害的作業(yè)環(huán)境（放射性、有毒氣體、粉塵、易燃、易爆、強(qiáng)噪聲等）中，可用機(jī)械手代替人的部分操作。目前，機(jī)械手已廣泛應(yīng)用于鑄造、鍛造、沖壓、切削加工、噴漆、裝配等各種工藝過(guò)程中。隨著微電子技術(shù)、PLC技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)和現(xiàn)代控制技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用, 機(jī)械手的運(yùn)用越來(lái)越靈活。本文介紹一種采用PLC控制的機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 1.3 搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)

15、自動(dòng)化的有效辦法，程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。 但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75％是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的5％。從這里可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手就是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。 國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)、鐵路部門(mén)中機(jī)搬運(yùn)械手主要應(yīng)用于以下幾方面： 1

16、.熱加工方面的應(yīng)用 熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來(lái)就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高工作效率，和確保工人的人身安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機(jī)械手操作。 2.冷加工方面的應(yīng)用 冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤(pán)類和箱體類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。 3.拆修裝方面 拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門(mén)之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門(mén)，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、

17、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車(chē)車(chē)內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對(duì)客車(chē)內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。 近些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來(lái)越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。 1.4機(jī)械手的應(yīng)用意義 在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手的應(yīng)用意義可以概括如下： 1.可以提高生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化程度應(yīng)用機(jī)械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機(jī)器的裝配等的自動(dòng)化程度，從而可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 2.可

18、以改善勞動(dòng)條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場(chǎng)合中，用人手直接操作是有危險(xiǎn)或根本不可能的。而應(yīng)用機(jī)械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動(dòng)條件。在一些動(dòng)作簡(jiǎn)單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。 3.可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)應(yīng)用機(jī)械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個(gè)側(cè)面，同時(shí)由于應(yīng)用機(jī)械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個(gè)側(cè)面。因此，在自動(dòng)化機(jī)床和綜合加工自動(dòng)生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便

19、于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。 綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展機(jī)械工業(yè)的必然趨勢(shì)。 1.5 機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟 根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動(dòng)作,確定這些動(dòng)作之間的關(guān)系及完成這些動(dòng)作的順序。(2)分配輸入、輸出設(shè)備,即確定哪些外圍設(shè)備是送信號(hào)給PLC的,哪些外圍設(shè)備是接收來(lái)自PLC的信號(hào)的,同時(shí)還要將PLC的輸入、輸出點(diǎn)與之一一對(duì)應(yīng),對(duì)I/O進(jìn)行分配。在此基礎(chǔ)上確定PLC的選型。(3)根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選PLC的I/O點(diǎn)的情況及高功能模塊的情況,設(shè)計(jì)PLC用戶程序,此時(shí)可采用梯形田、助記符或流程圖語(yǔ)言形式的用戶程序。PLC的用戶程序體現(xiàn)了按照正確的順序所要求的全部

20、功能及其相互關(guān)系,編程時(shí)可用編程器或計(jì)算機(jī)直接編程、修改,同時(shí)也可對(duì)PLC的工作狀態(tài)、特殊功能進(jìn)行設(shè)定。(4)對(duì)所設(shè)計(jì)的PLC程序進(jìn)行調(diào)試和修改,直至PLC完全實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)所要求的控制功能。(5)保存已完成的程序。 第二章 控制方案 2.1 搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)原理 圖1是搬運(yùn)機(jī)械手工作示意圖。該機(jī)械手的任務(wù)是將傳送帶A上的物品搬運(yùn)到傳送帶B。為使動(dòng)作準(zhǔn)確，安裝了限位開(kāi)關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4、SQ5。分別對(duì)機(jī)械手進(jìn)行抓緊、左旋、右旋、上升、下降等行程的檢測(cè)，并給出動(dòng)作到位的檢測(cè)信號(hào)。另外還安裝了光電開(kāi)關(guān)SP。負(fù)責(zé)檢

21、測(cè)傳送帶A上的物品是否到位。此外，還設(shè)置了起動(dòng)按鈕SB1和停止按鈕SB2，分別用以啟動(dòng)和停止機(jī)械手的動(dòng)作。  圖1 搬運(yùn)機(jī)械手工作示意圖 傳送帶A、B由電動(dòng)機(jī)M1、M2拖動(dòng)，M1、M2分別由接觸器KM1、KM2控制，機(jī)械手的上、下、左、右、抓、放等動(dòng)作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，并分別由6個(gè)電磁閥YV1—YV6來(lái)控制。 傳送帶A運(yùn)行 下降 左旋 上升 原位 下降 松開(kāi) 右旋 上升 抓緊 機(jī)械手動(dòng)作過(guò)程 2.2 PLC的選取 FX2N是三菱公司推出的高性能小型可編程控制器,FX系列PLC中應(yīng)用最廣泛的產(chǎn)品,該系列PLC是1991年推出

22、,因其具有較高的性能價(jià)格比,受到廣大用戶的青睞.FX2N系列PLC是采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。 特點(diǎn): 1)可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) PLC能在惡劣的環(huán)境如電磁干擾、電源電壓波動(dòng)、機(jī)械振動(dòng)、溫度變化等中可靠地工作，PLC的平均無(wú)故障間隔時(shí)間高，日本三菱公司的F1系列PLC平均無(wú)故障時(shí)間間隔長(zhǎng)達(dá)30萬(wàn)h，這是一般微機(jī)所不能比擬的。 2）. 控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng) 由于PLC是采用軟件編程來(lái)實(shí)現(xiàn)控制功能，對(duì)同一控制對(duì)象，當(dāng)控制要求改變需改變控制系統(tǒng)的功能時(shí)，不必改變PLC的硬件設(shè)備，只需相應(yīng)改變軟件程序。 3）. 編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便 4）. 組合方便、功能強(qiáng)

23、、應(yīng)用范圍廣 PLC既可用于開(kāi)關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機(jī)控制，又可用于組成多級(jí)控制系統(tǒng)；既可控制簡(jiǎn)單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。因此，PLC應(yīng)用范圍很廣。 5）. 體積小、重量輕、功耗低 PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，外形尺寸很小，重量輕，同時(shí)功耗也很低，空載功耗約1.2KW。 FX2N-48MR-D 基本單元 帶 24點(diǎn)輸入/24點(diǎn)繼電器輸出 1、 型號(hào)；2、狀態(tài)指示燈；3、模式轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)與通訊接口；4、PLC的電源端子與輸入端子；5、輸入指示燈；6、輸出指示燈；7、輸出端子 PLC的i/o接口 輸入由X00到X37

24、 輸出由Y00到Y(jié)27 第三章 控制系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 3.1傳送帶A,B的主電路圖及傳送帶B的控制電路圖 根據(jù)傳送帶A，B的運(yùn)行要求設(shè)計(jì)其主電路圖如下： 傳送帶A,B的主電路圖 根據(jù)傳送帶B的運(yùn)行要求設(shè)計(jì)其控制電路入下圖： 傳送帶B的控制電路圖 3.2 PLC接口電路 機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點(diǎn)之外，還要求有自動(dòng)控制和手動(dòng)控制等操作方式。工作方式的選擇可以由撥向開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)來(lái)選擇表示。 工作模式 輸入繼電器 輸出繼電器 自動(dòng)模式 地址 功能 開(kāi)關(guān)類型 地址 功能

25、X0 X1 啟動(dòng)開(kāi)關(guān) 停止開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) Y0 手臂上升 X1 上限位開(kāi)關(guān) 撥向開(kāi)關(guān) Y2 手臂左旋 X2 左限位開(kāi)關(guān) 撥向開(kāi)關(guān) Y1 手臂下降 X3 下限位開(kāi)關(guān) 撥向開(kāi)關(guān) Y6 傳送帶A X4 光電開(kāi)關(guān) 撥向開(kāi)關(guān) Y4 抓 X5 抓限位開(kāi)關(guān) 撥向開(kāi)關(guān) Y3 手臂右旋 X6 右限位開(kāi)關(guān) 撥向開(kāi)關(guān) Y5 放 X10 功能選擇開(kāi)關(guān)，自動(dòng) 撥向開(kāi)關(guān) — — 手動(dòng)模式 X11 功能選擇開(kāi)關(guān)，手動(dòng) 撥向開(kāi)關(guān) — — X14 上升開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — X15 下降開(kāi)

26、關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — X16 左旋開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — X17 右旋開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — X20 抓開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — X21 放開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — X22 傳送帶開(kāi)關(guān) 點(diǎn)動(dòng)開(kāi)關(guān) — — I/O接口表 第4章 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 4.1 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)原理 本控制系統(tǒng)是通過(guò)主程序控制，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的上、下、左、右、抓、放等動(dòng)作由液壓系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)，而且啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械手按照步序圖的工步順序動(dòng)作；停止時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上

27、。重新啟動(dòng)時(shí)機(jī)械手從停止前一瞬間的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行；PC斷電時(shí)的要求與停止時(shí)的要求一致。 搬運(yùn)機(jī)械手動(dòng)作步序圖 傳送帶B處于連續(xù)運(yùn)行狀態(tài)，不用PC控制。  機(jī)械手和傳送帶A要求按照一定的順序動(dòng)作，其步序圖如所示。 啟動(dòng)時(shí)，機(jī)械手按照步序圖的工步順序動(dòng)作；停止時(shí)，機(jī)械手停止在現(xiàn)行工步上。重新啟動(dòng)時(shí)機(jī)械手從停止前一瞬間的動(dòng)作繼續(xù)進(jìn)行；PC斷電時(shí)的要求與停止時(shí)的要求一致。 M1 M520 M521 M522 M526 M524 M525 M523 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 Y6 M8002 X20 X21 X2

28、2 X23 X24 X25 X26 手臂上升 手臂下旋 手臂左旋 手臂右旋 抓 放 傳送 手動(dòng)模式功能圖 M8002 M503 M504 M505 M506 X3?X4?X6 X4?X7 X2?X7 M507 X5?X7 M508 X3?X5 M509 T0 X3?X4 X4 X2 M502 M501 X0 Y0 Y6 Y0 T0 Y5 Y2 Y1 Y4 Y3 Y1 K50 手臂上升 手臂左旋 手臂下降 傳送帶A 抓 手臂上升 手臂右旋 手臂下

29、降 放 M500 自動(dòng)模式功能圖 4.2梯形圖和指令表 梯形圖： 為主控部分M0為自動(dòng)操作機(jī)械手，M1為手動(dòng)操作機(jī)械手。 自動(dòng)操作機(jī)械手梯形圖 X0為啟動(dòng)按鈕，X1為停止按鈕，X2到X7分別為限位開(kāi)關(guān)，M1為互鎖。 手動(dòng)操作機(jī)械手梯形圖 按鈕X14到X22分別控制機(jī)械手上，下，左，右，抓緊，放開(kāi)和傳送帶A 輸出部分梯形圖 Y0代表機(jī)械手向上運(yùn)動(dòng)，Y1代表機(jī)械手向下運(yùn)動(dòng)， Y2代表機(jī)械手向左運(yùn)動(dòng)，Y3代表機(jī)械手向右運(yùn)動(dòng)，Y4代表機(jī)械手抓緊物體運(yùn)動(dòng)，Y5代表機(jī)械手放開(kāi)

30、物體運(yùn)動(dòng)，Y6代表傳送帶開(kāi)始運(yùn)作。 指令表： 第5章 控制系統(tǒng)的調(diào)試 5.1控制系統(tǒng)的調(diào)試過(guò)程 首先用電腦在Gx Developer編程軟件中將編輯的梯形圖寫(xiě)入軟件中，檢查和修改完程序,無(wú)誤后將其下載到三菱FX2N-48MR-D中；接著按照設(shè)計(jì)的要求接好線，確定無(wú)誤后按下啟動(dòng)按鈕。啟動(dòng)后發(fā)現(xiàn)M0和M1無(wú)法得電，使得自動(dòng)和手動(dòng)程序無(wú)法繼續(xù)下去。經(jīng)過(guò)監(jiān)視模式的排查

31、和思索。發(fā)現(xiàn)因?yàn)镸8002為初始脈沖很快。 原先梯形圖這樣不能使MO和M1持續(xù)得電，導(dǎo)致M0和M1不能正常運(yùn)行。 經(jīng)過(guò)修改，在M8002加入一個(gè)輔助繼電器，使繼電器持續(xù)得電，從而使M0和M1能持續(xù)得到電。排除問(wèn)題后，進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試成功，輸出信號(hào)燈能按照設(shè)計(jì)中八個(gè)動(dòng)作依次有序進(jìn)行操作。 總結(jié) 這次的課程設(shè)計(jì)我大致完成了老師給定的設(shè)計(jì)要求。 我們所設(shè)計(jì)的搬運(yùn)機(jī)械手程序在硬件調(diào)試時(shí)能夠較完整地完成整個(gè)工作流程。當(dāng)相應(yīng)的開(kāi)關(guān)按下時(shí)，相應(yīng)的控制燈能夠及時(shí)點(diǎn)亮。 在保護(hù)方面，在程序設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)于上下運(yùn)作，左右運(yùn)作，和抓緊放開(kāi)，進(jìn)行的互鎖。也對(duì)手動(dòng)

32、操作進(jìn)行全部互鎖，當(dāng)按下多個(gè)鈕按時(shí)只有一個(gè)按鈕能真正操作。 大致的設(shè)計(jì)流程在有了時(shí)序步驟的圖之后還是清楚的，但是細(xì)節(jié)問(wèn)題上就沒(méi)有處理的很好了。 搬運(yùn)機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)不言而喻。能夠在機(jī)械幫助而不需要手動(dòng)的情況下搬運(yùn)一些工件，且在電機(jī)拖動(dòng)下，能夠時(shí)間定時(shí)、定量的搬運(yùn)，不僅提高了工作的效率，也節(jié)省了不少時(shí)間，在這樣模塊化的工作下，其他相關(guān)的工序也能井然有序的完成。 但是，在設(shè)計(jì)過(guò)程中，總是遇到許許多多的問(wèn)題。有時(shí)發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題的時(shí)候，需要做大量的工作，花大量的時(shí)間才能解決。有時(shí)解決的一個(gè)問(wèn)題又會(huì)衍生出新的問(wèn)題。但是在解決問(wèn)題的過(guò)程，我學(xué)到了更多的知識(shí)。也對(duì)PLC有了更深入的了解。 這次課程設(shè)

33、計(jì)，讓我從中學(xué)到很多，這將會(huì)給我今后的學(xué)習(xí)工作提供了經(jīng)驗(yàn)，也將是我人生中的一大財(cái)富。 1 課程設(shè)計(jì)評(píng)分表 項(xiàng) 目 評(píng) 價(jià) 設(shè)計(jì)方案的合理性與創(chuàng)造性 硬件制作或軟件編程完成情況 硬件制作測(cè)試或軟件調(diào)試結(jié)果 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)質(zhì)量 設(shè)計(jì)圖紙質(zhì)量 答辯匯報(bào)的條理性和獨(dú)特見(jiàn)解 答辯中對(duì)所提問(wèn)題的回答情況 完成任務(wù)情況 獨(dú)立工作能力 組織紀(jì)律性（出勤率） 綜合評(píng)分 指導(dǎo)教師簽名：________________ 日 期：________________