畢業(yè)論文 數(shù)控機床自動裝卸工件機械手設(shè)計――PLC控制系統(tǒng)

1、畢業(yè)設(shè)計( 論文)題目：數(shù)控機床自動裝卸工件機械手設(shè)計plc控制系統(tǒng) 畢業(yè)設(shè)計（論文）誠信聲明書本人聲明：本人所提交的畢業(yè)論文數(shù)控機床自動裝卸工件機械手設(shè)計plc控制系統(tǒng)是本人在指導(dǎo)教師指導(dǎo)下獨立研究、寫作的成果，論文中所引用他人的無論以何種方式發(fā)布的文字、研究成果，均在論文中加以說明；有關(guān)教師、同學(xué)和其他人員對本文的寫作、修訂提出過并為我在論文中加以采納的意見、建議，均已在我的致謝辭中加以說明并深致謝意。本論文和資料若有不實之處，本人承擔一切相關(guān)責任。論文作者： （簽字） 時間： 年 月 日指導(dǎo)教師已閱： （簽字） 時間： 年 月 日鄭州旅游職業(yè)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計）任務(wù)書畢業(yè)設(shè)計題目：數(shù)控機

2、床自動裝卸工件機械手設(shè)計plc控制系統(tǒng)學(xué)生姓名：陳陽 專業(yè)班級： 08c2 學(xué)號： 主要任務(wù)：1、通過plc編程控制使機械手能夠模仿人手臂的某些動作和功能，用于抓取，搬運或操作工具等2、按照指定命令系統(tǒng)自動完成各步驟工作，并能循環(huán)指令動作需要提交的文檔：開題報告畢業(yè)論文發(fā)出任務(wù)書日期： 完成期限： 指 導(dǎo) 教 師： 李廣 系部主任： 摘 要當面臨人工無法實現(xiàn)的工作時，機械手成為了替代人工的替代品。在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危機生命。機械手就在這樣誕生了,機械手是工業(yè)機 器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人

3、的關(guān)鍵部件之一。機械手的使用能夠顯著的提高生產(chǎn)效率，減少人為因素造成的廢次品率。機械手可以完成很多工作，它在自動化車間中用來運送物料，從事多種工藝操作。它的特點是通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器人的部分優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的靈活協(xié)調(diào)和機器人的精確到位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對機械手的安全性，可靠性，準確性有了充分的認識，同時對其要求也越來越高?？删幊炭刂破鲬{其穩(wěn)定性，簡單性，強大性成為了目前應(yīng)用最廣的工業(yè)自動化支柱之一。關(guān)鍵詞：數(shù)控；自動裝卸；機械手；plc目 錄摘 要iabstract（英文摘要）ii第1章 緒論11.1課題背景11.2機械手的發(fā)展11.3 plc的發(fā)

4、展概況21.4 可編程控制器的產(chǎn)生21.5 plc的定義21.6 plc的特點31.7課題設(shè)計的目的和意義4第2章 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的確定52.1機械手的概述52.1.1機械手的組成52.1.2機械手的主要參數(shù)62.1.3應(yīng)用機械手的意義62.2機械手采用plc控制的優(yōu)點7第3章 控制系統(tǒng)83.1系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟83.2 控制系統(tǒng)的要求83.3 系統(tǒng)及原理103.4 plc的概述103.5 plc的選擇113.6 i/o接線圖113.7 plc梯形圖123.8 plc控制程序133.9 系統(tǒng)工作過程14參考文獻17致 謝18致 謝18第1章 緒論1.1課題背景機械手是在自動化生產(chǎn)過程中使用的一種

5、具有抓取和移動工件功能的自動化裝置，它是在機械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。近年來，隨著電子技術(shù)特別是電子計算機的廣泛應(yīng)用，機器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門 新興技術(shù)，它更加促進了機械手的發(fā)展，使得機械手能更好地實現(xiàn) 與機械化和自動化的有機結(jié)合。機械手能代替人類完成危險、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動強度，提高勞動生產(chǎn)力。機械手越來越廣泛的得到了應(yīng)用，在機械行業(yè)中它可用于零部件組裝 ，加工工件 的搬運、裝卸，特別是在自動化數(shù)控機床、組合機床上使用更普遍。目前，機械手已發(fā)展成為柔性制造系統(tǒng) fms 和柔性制造單元 fmc 中一個重要組成部分。把機床設(shè)備和機械手共

6、同構(gòu)成一個柔性加工系統(tǒng)或柔性制造單元，它適應(yīng)于中、小批量生產(chǎn)，可以節(jié)省龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)緊湊，而且適應(yīng)性很強。當工件變更時，柔性生產(chǎn)系統(tǒng)很容易改變，有利于企業(yè)不斷更新適銷對路的品種，提高產(chǎn)品質(zhì)量，更好地適應(yīng)市場競爭的需要。而目前我國的工業(yè)機器人技術(shù)及其工程應(yīng)用的水平和國外比還有一定的距離，應(yīng)用規(guī)模和產(chǎn)業(yè)化水平低，機械手的研究和開發(fā)直接影響到我國自動化生產(chǎn)水平的提高，從經(jīng)濟上、技術(shù)上考慮都是十分必要的。因此，進行機械手的研究設(shè)計是非常有意義的。1.2機械手的發(fā)展機械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機械手。它是不屬于其他主機的獨立裝置?？梢愿鶕?jù)任務(wù)需要編制獨立程序完成各項規(guī)定操作。它

7、的特點是具備不同裝置的性能之外還具備通用機械及記憶功能的三元型機械。二是需要人工操作的，起源于原子，軍事工業(yè)。先是通過操作完成特定工序，后來逐步發(fā)展到無線遙控操作。第三類是專用機械手，通常依附于自動生產(chǎn)線上，用于機床的上下料和裝卸工件。這種機械手國外叫做“mechanical hand”。它由主機驅(qū)動來服務(wù)，工作程序固定，一半是專用的。機械手首先是在美國開始研制。第一臺機械手是在1958年美國聯(lián)合控制公司研究制作出來的。結(jié)構(gòu)是：主機安裝一個回轉(zhuǎn)長臂，長臂頂端有電磁 抓放機構(gòu)。日本在工業(yè)上應(yīng)用機械手最多，發(fā)展最快的國家，自1969年從美國引進兩種機械手后開始大力研發(fā)機械手。前蘇聯(lián)自六十年代開始發(fā)

8、展和應(yīng)用，自1977年，前蘇聯(lián)使用的機械手一半來自國產(chǎn)一半來自進口?，F(xiàn)代工業(yè)中，自動化在生產(chǎn)過程中已日趨突出，機械手就是在機械工業(yè)中為實現(xiàn)加工、裝配、搬運等工序的自動化而產(chǎn)生的。隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，機械手的出現(xiàn)大大減輕了人類的勞動，提高了生產(chǎn)效率。采用機械手已為目前研究的熱重點。目前機械手在工業(yè)上主要用于機床加工、鑄造，熱處理等方面，但是還不能夠滿足現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展的需求。1.3 plc的發(fā)展概況可編程控制器是在計算機技術(shù)、通信技術(shù)和繼電器控制技術(shù)的發(fā)展基礎(chǔ)上開發(fā) 起來的，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制的各個領(lǐng)域。它以微處理器為核心，用編寫的程 序進行邏輯控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等，并通過數(shù)字量和模擬

9、量的輸入/輸出來 控制機械設(shè)備或生產(chǎn)過程。1.4 可編程控制器的產(chǎn)生plc 是在激烈的市場競爭中產(chǎn)生的，20 世紀60 年代末，美國汽車制造業(yè)競爭激 烈。為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國通用汽車公司（gm）對控制系統(tǒng)提出要 求為：（1）能替代各種繼電器、定時器、接觸器及其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系 用導(dǎo)線連接起來的控制系統(tǒng)，既傳統(tǒng)的繼電接觸器控制，它簡單易懂，價格低廉， 能夠滿足生產(chǎn)工藝改動頻繁的需要；（2）編程簡單；（3）模塊式結(jié)構(gòu)；輸入、輸出 電壓是交流115v（美國標準），輸出能直接驅(qū)動繼電器和電磁閥；（4）抗電磁干擾強；（5）具有數(shù)據(jù)通信功能。就是把繼電器控制的優(yōu)點與計算機的功能齊全

10、、靈 活性、通用性強的特點結(jié)合起來，用計算機的編程軟件邏輯易于修改來代替繼電 接觸器控制的硬接線邏輯不易修改。美國數(shù)字設(shè)備公司（dec）在 1969 年根據(jù)上述 要求，研制出世界上首臺可編程控制器，并在美國通用汽車公司的汽車裝配線上應(yīng) 用成功，實現(xiàn)裝配線的自動控制。1.5 plc的定義plc問世以來，盡管時間不長，但發(fā)展迅速。為了使其生產(chǎn)和發(fā)展標準化，美國 電氣制造商協(xié)會nema（national electrical manufactory association）經(jīng)過四年 的調(diào)查工作，于1984 年首先將其正式命名為pc（programmable controller），并給 pc 作了如

11、下定義： “pc 是一個數(shù)字式的電子裝置，它使用了可編程序的記憶體儲存指令。用來執(zhí) 行諸如邏輯，順序，計時，計數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入/輸出模塊， 以控制各種機械或工作程序。一部數(shù)字電子計算機若是從事執(zhí)行pc 之功能被視為pc，但不包括鼓式或類似的機械式順序控制器。” 以后國際電工委員會(iec)又先后頒布了 plc 標準的草案第一稿，第二稿,并在 1987 年2 月通過了對它的定義：“可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計 的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制， 定時，計數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模

12、擬式輸入/輸出控制各種 類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P(guān)外部設(shè)備，都按易于與工業(yè)控制系 5 統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設(shè)計?！?總之，可編程控制器是一臺計算機，它是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計制造的計算 機。它具有豐富的輸入/輸出接口，并且具有較強的驅(qū)動能力。但可編程控制器產(chǎn)品 并不針對某一具體工業(yè)應(yīng)用，在實際應(yīng)用時，其硬件需根據(jù)實際需要進行選用配置， 其軟件需根據(jù)控制要求進行設(shè)計編制。 1.6 plc的特點 高可靠性1）所有的i/o 接口電路均采用光電隔離，使工業(yè)現(xiàn)場的外電路與plc 內(nèi)部電路 之間電氣上隔離。 2）各輸入端均采用r-c 濾波器，其濾波時間常數(shù)一般為1020ms

13、。 3）各模塊均采用屏蔽措施，以防止輻射干擾。4）采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。5）對采用的器件進行嚴格的篩選。 6）良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況，cpu 立即采用 有效措施，以防止故障擴大。7）大型plc 還可以采用由雙cpu 構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三cpu 構(gòu)成表決系統(tǒng),使可 靠性更進一步提高。 豐富的i/o 接口模塊 plc 針對不同的工業(yè)現(xiàn)場信號，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流； 脈沖或電位； 強電或弱電等。有相應(yīng)的i/o 模塊與工業(yè)現(xiàn)場的器件或設(shè)備，如：按 鈕；行程開關(guān)；接近開關(guān)；傳感器及變送器；電磁線圈；控制閥等直接連接。 采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控

14、制需要，除了單元式的小型 plc 以外，絕大多數(shù) plc 均采 用模塊化結(jié)構(gòu)。plc 的各個部件，包括 cpu，電源，i/o 等均采用模塊化設(shè)計，由機 架及電纜將各模塊連接起來，系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。 編程簡單易學(xué) plc 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對使用者來說，不需 要具備計算機的專門知識，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。 安裝簡單，維修方便 plc 不需要專門的機房，可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運行。使用時只需將現(xiàn)場的 各種設(shè)備與 plc 相應(yīng)的 i/o 端相連接，即可投入運行。各種模塊上均有運行和故障 指示裝置，便于用戶了解運行情況和查找故

15、障。1.7課題設(shè)計的目的和意義自改革開放，我國經(jīng)濟高速發(fā)展，機械手早期應(yīng)用在汽車制造業(yè)。當面臨人工無法實現(xiàn)的工作時，機械手成為了替代人工的替代品。機械手的使用能夠顯著的提高生產(chǎn)效率，減少人為因素造成的廢次品率。機械手可以完成很多工作，它在自動化車間中用來運送物料，從事多種工藝操作。它的特點是通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器人的部分優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的靈活協(xié)調(diào)和機器人的精確到位。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們對機械手的安全性，可靠性，準確性有了充分的認識，同時對其要求也越來越高?？删幊炭刂破鲬{其穩(wěn)定性，簡單性，強大性成為了目前應(yīng)用最廣的工業(yè)自動化支柱之一。本課題在執(zhí)行機構(gòu)由電動

16、和液壓組成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將plc應(yīng)用于其自動控制系統(tǒng)，完成機械手系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計。第2章 系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)的確定2.1機械手的概述2.1.1機械手的組成機械手的形式是多樣的，但是其基本的組成都是相似的。一般機械手由執(zhí)行機構(gòu)、傳動機構(gòu)，控制系統(tǒng)和輔助裝置組成。（圖2.1.1 機械手的組成及相互關(guān)系）執(zhí)行機構(gòu)執(zhí)行機構(gòu)由手、關(guān)節(jié)、手臂和支柱組成，與人體手臂相似。手為抓取機構(gòu)，用于抓取工件。關(guān)節(jié)是連接手與手臂的關(guān)鍵性原件，具有多方位旋轉(zhuǎn)特性。支柱用來支撐手臂，可做活動支柱方便機械手多方位移動。傳動機構(gòu)傳動機構(gòu)用于實現(xiàn)執(zhí)行機構(gòu)的動作。常用的有機械傳動、液壓傳動、氣壓傳動，電力傳動等形式。控制系統(tǒng)機械手按照

17、制定的程序，步驟，參數(shù)進行動作完成該指定工作要依靠控制系統(tǒng)來實現(xiàn)。簡易機械手通常情況下不使用專用的控制系統(tǒng)，只有動作復(fù)雜的機械手采用可編程控制器，微型計算機控制進行動作。輔助裝置輔助裝置主要是連接機械手各部分元件的裝置。機械手按用途分類為：專用機械手、通用機械手。按照傳動方式分類為：液壓式機械手、氣動式機械手、機械式機械手和電動機械手。2.1.2機械手的主要參數(shù)傳動方式反應(yīng)速度尺寸和重量負荷能力控制方式操控范圍反應(yīng)速度定位自由度安全性實用性2.1.3應(yīng)用機械手的意義隨著科技的發(fā)展，機械手應(yīng)用的越來越多。在機械工業(yè)中，機械手應(yīng)用的意義概括如下：提高生產(chǎn)過程自動化程度，增強生產(chǎn)效率。機械手方便與材

18、料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換等自動化過程，從而提高勞動生產(chǎn)率和降低勞動投入，從而降低生產(chǎn)成本。改善勞動條件在車間的勞動環(huán)境下，高溫、高壓、噪音、灰塵等污染會嚴重影響人的身體健康，人在車間工作不可避免的會接觸到危險，而應(yīng)用機械手可以替代人安全的完成作業(yè)，從而改善勞動條件。在一些簡單，重復(fù)的工作中以機械手代替人進行工作可以避免因疲勞和疏忽造成的事故。減少人力資源，便于節(jié)奏生產(chǎn)。機械手的應(yīng)用增強了自動化生產(chǎn)，會減少人力的使用。機械手可以長時間重復(fù)性連續(xù)完成工作，這是人工無法實現(xiàn)并完成的。生產(chǎn)線增加使用機械手以減少人力和精準的生產(chǎn)節(jié)拍，有利于節(jié)奏性的工作生產(chǎn)。綜上所述，機械手的合理利用是機械行業(yè)發(fā)

19、展的必然趨勢。2.2機械手采用plc控制的優(yōu)點機械手不止有一種控制系統(tǒng)，一些控制系統(tǒng)或多或少會存在一些缺點，而這些缺點在自動化生產(chǎn)中會造成不可避免的損失。而plc控制的機械手在工業(yè)應(yīng)用上表現(xiàn)最為突出，我們從幾方面論述一下plc控制機械手的優(yōu)點。控制方式：電氣控制屬于硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能非常困難；而plc控制是軟接線，改變控制程序即可實現(xiàn)邏輯的改變或增加功能。工作方式：電氣控制是并行工作，而plc是串行工作，不受制約?？刂扑俣龋弘姎饪刂扑俣嚷?，觸電易動；plc通過半導(dǎo)體控制，速度快，無觸點，無抖動?？煽啃阅埽弘姎饪刂朴|點多，會產(chǎn)生磨損和電弧燒傷，接線多，可靠性差；plc無觸

20、點，壽命長，具有自診功能，執(zhí)行程序監(jiān)控，調(diào)試和維護方便。第3章 控制系統(tǒng)3.1系統(tǒng)設(shè)計的基本步驟機械手系統(tǒng)設(shè)計和調(diào)試的主要步驟，如下圖2.3.1所示：（圖3.1 系統(tǒng)設(shè)計步驟圖）3.2 控制系統(tǒng)的要求機械手動作過程：自原點起，按下啟動按鈕，下降電磁閥通電，機械手開始下降。當機械手下降碰到限位開關(guān)時，下降電磁閥斷電，機械手停止下降；同時接通夾緊電磁閥，機械手夾緊，上升電磁閥通電，機械手開始上升，直至碰到上限開關(guān)，上升電磁閥斷電停止上升。使用伺服電機控制機械手開始旋轉(zhuǎn)，180后機械手停止旋轉(zhuǎn)。接通右移電磁閥使機械手向右移動直至碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，機械手停止右移。左工作臺無物料時光電開關(guān)

21、接通，下降電磁閥通電，機械手下降。直至碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，機械手停止下降，同時夾緊電磁閥斷電機械手放松，完成物料搬送。機械手放松后上升電磁閥通電使機械手開始上升，碰到上限位開關(guān)上升電磁閥斷電，上升停止；接通左移電磁閥，機械手左移，碰到左限位開關(guān)，機械手停止左移，機械手底座旋轉(zhuǎn)180回到原點，完成一周期動作。(圖3.2.1 機械手動作簡圖)（圖3.2.2 機械手抓放運送功能）3.3 系統(tǒng)及原理（圖3.3 控制系統(tǒng)原理圖）3.4 plc的概述plc 是可編程控制器的簡稱。plc 源于繼電器控制技術(shù)，通過運行存儲在其 內(nèi)存中的程序，把經(jīng)輸入電路的物理過程得到的輸入信息，變換為所需要的輸出

22、信息，進而再通過輸出電路的物理過程去實現(xiàn)對負載的控制。plc基于電子計算機，但并不等同于普通計算機。普通計算機進行輸入輸出信息變換時，大多只考慮信息本身，信息輸入輸出的物理過程一般不考慮的。而 plc 則要考慮信息輸入 輸出的可靠性、實時性，以及信息的實際使用，特別要考慮怎么適應(yīng)于工作環(huán)境，比如，便于安裝，便于維護及抗干擾等問題，輸入輸出信息變換及可靠的物理實 現(xiàn)，可以說是plc實現(xiàn)控制的兩個基本要點。plc可以通過它的外設(shè)或通信接口與外界交換信息。它的功能要比繼電器控制裝置多得多，也強得多。根據(jù)plc豐富的指令系統(tǒng)，各種各樣的i/o 接口、通信接口，大容量的內(nèi)存，可靠的自身監(jiān)控系統(tǒng)，可以知道

23、plc 的基本功能：邏輯處理功能；數(shù)據(jù)運算功能；準確定時功能；高速計數(shù)功能；中斷處理功能；程序與數(shù)據(jù)存儲功能；聯(lián)網(wǎng)通信 功能；自檢測、自診斷功能。plc 把這些功能集于一身，是別的電控器所沒有的，也是傳統(tǒng)的繼電器控制電路所無法比擬的。plc 豐富的功能為它的廣泛運用提供 了可能。3.5 plc的選擇在對本設(shè)計所需要的 plc 進行選擇時要考慮很多方面，主要依據(jù)機械手控制系統(tǒng)工作過程的特點和應(yīng)用要求，詳細分析工作過程的特點、控制要求，明確控制任務(wù)和范圍，確定所需要的操作和動作，然后根據(jù)控制要求估算輸入輸出點數(shù)，確定所需要存儲器的容量、plc 的功能、外部設(shè)備特性等，最后選擇有較高性能價格比的pl

24、c 和設(shè)計相應(yīng)的控制系統(tǒng)。 （一）輸入輸出點數(shù)估算輸入輸出點數(shù)的估算很重要，在估算時要考慮到適當?shù)挠嗔?，通常在統(tǒng)計的 輸入輸出點數(shù)基礎(chǔ)上增加10%-20%的余量，這就有利于plc 有效控制。 （二）存儲器容量估算可變程序控制器本身提供的硬件存儲單元大小就是存儲器容量，它是存儲器控制系統(tǒng)硬件的選擇中用戶應(yīng)用項目使用的存儲單元的大小，由此可以看出存儲器的容量大于程序容量。由于程序容量在設(shè)計階段是未知的，需要程序調(diào)試后才知道，所以要對存儲器的容量進行估算。在估算時沒有固定的公式，本課題設(shè)計的存儲容量選擇能存儲2500條梯形圖，這才有足夠的空間供設(shè)計需要。 （三）plc 控制功能的選擇 plc 的控制

25、功能有很多，包括運算功能、控制功能、通信功能、編程功能、診斷功能和處理速度等。本課題設(shè)計的機械手在控制功能的選擇上并沒有包含完 plc 的所有功能，但是有幾項主要的功能是這次設(shè)計必須的。 第一個就是控制功能，可編程控制器主要用于順序邏輯控制，所以很多場合 采用單回路或多回路控制器解決模擬量的控制。其次是編程功能，這是每個 plc 都必不可少的部分，編程功能又可以分為離線編程方式和在線編程方式兩種。在 離線編程時可以降低系統(tǒng)成本，但是使用和調(diào)試不方便。而在線編程成本高，但 系統(tǒng)調(diào)試和操作方便。再一個功能就是診斷功能，plc 的診斷功能包括硬件和軟 件診斷。硬件診斷通過硬件的邏輯判斷確定硬件的故障

26、位置，軟件診斷又分為內(nèi) 診斷和外診斷。plc 的診斷功能的強弱，直接影響對操作和維護人員技術(shù)能力的 要求。 （四）可編程控制器機型的選擇 可編程控制器的種類繁多，型號各異，要選出適合本設(shè)計的 plc 產(chǎn)品就要通 過對輸入和輸出點數(shù)的選擇、對存儲容量的選擇、對響應(yīng)時間的選擇以及負載情況等進行分析。最后我決定使用三菱公司生產(chǎn)的fx 系列的fx2n-48mr 型號的可編程控制器作為機械手的控制器。3.6 i/o接線圖系統(tǒng)的控制電路設(shè)計主要是 plc 的輸入、輸出接線圖設(shè)計，根據(jù)機械手的動 作過程和控制要求，確定 plc 的型號和傳感器，合理分配輸入、輸出點，得到系 統(tǒng)的plc 輸入、輸出接線圖，如圖

27、3.6 所示。（圖3.6 系統(tǒng)i/o接線圖）3.7 plc梯形圖plc 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為plc 的第一編程語言。梯形圖的最大優(yōu)點就是直觀易懂，很容易被電氣工人掌握，非常適合開關(guān)量邏輯控 制。plc 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等，它們不是真實的物理繼電器，而是一些存儲單元，每一次繼電器與plc 存儲器中映像寄存器的一個存儲單元相對應(yīng)。梯形圖兩側(cè)的垂直公共線稱為母線，在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有一個左正右負的直流電 源電壓，母線之間有能流從左向右流動，右母線可以不畫出。根據(jù)梯形

28、圖中各觸 點的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各線圈對應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進行的。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時外部輸入觸點的狀態(tài)來進行的。3.8 plc控制程序本設(shè)計的工作方式可以分為自動和手動兩種，其控制程序可分為自動控制程 序和手動控制程序兩種模塊。每個模塊都是分開編寫，結(jié)構(gòu)清晰，便于調(diào)試和修 改。本設(shè)計的自動工作方式中，機械手的各種運動是以開關(guān)量作為轉(zhuǎn)移信號，按照所設(shè)計的工藝流程一步一步的進行，控制過程為順序循環(huán)控制，可選擇 stl 步 進順序控制方式，即采用步進順序控制指令對其編程，這樣可使程序簡化，提高 編程效率，為程序的調(diào)試、試運行帶來很多方便。 機械手完成一個物件的搬運、回到原位、夾板處于放松狀態(tài)時，就為下一個 物件的搬運做好準備。當搬運到位時，sq1 就發(fā)出啟動指令，進入新的一輪循環(huán)。 ya1 是單電兩位四通電磁閥的電磁線圈，為了安全，設(shè)計要求它在失電時機械手仍處于夾緊狀態(tài)，得電時才張開夾板。所以，開機時用set 指令，將y004 置1， ya1 便帶電，機械手張開。本設(shè)計的自動控制系統(tǒng)控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖3.8.1 所示。 （圖3.8.1 系統(tǒng)自動控制狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖）自動控制程序就是編好程序后，按啟動按鈕就行。而手動控制程序則用于實現(xiàn)機械