《PLC技術與工程應用》課程設計機械手電氣控制系統(tǒng)設計

1、河南機電高等專科學校課程設計報告書課程名稱： plc技術與工程應用 課題名稱： 機械手電氣控制系統(tǒng)設計 系部名稱： 自動控制系 專業(yè)班級： 計控102 姓 名： 學 號： 2012年 06月20日目 錄目 錄i1、plc和機械手簡介11.1 plc發(fā)展11.2 基本結構plc11.3 plc的工作原理51.4 plc的特點61.5 機械手的發(fā)展71.6 機械手的概述81.7 輸入輸出接口電路介紹92 、硬件電路設計122.1 有關機械臂的電氣原理圖122.2 有關機械手的i/o分配表及其他必要分配123、 軟件設計143.1 總流程圖144、 程序調試154.1 調試設備154.2 遇到的問題

2、與解決方法155、心得體會16附錄1 參考文獻17附錄2 程序清單18plc技術與工程應用課程設計1、plc和機械手簡介1.1 plc發(fā)展可編程控制器（簡稱plc）：是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機械或生產(chǎn)過程。20世紀60年代末期，美國汽車制造工業(yè)競爭激烈，為了適應生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，在1968年美國通用汽車公司（gm）首先公開招標，對控制系統(tǒng)提出的具體要求基本為：a。 它的繼電控制系統(tǒng)設計周期短，更改容易，接線

3、簡單成本低。b。它能把計算機的功能和繼電器控制系統(tǒng)結合起來。但編程要比計算機簡單易學、操作方便。c。系統(tǒng)通用性強。1969年美國數(shù)字設備公司（dec）根據(jù)上述要求，研制出世界上第一臺plc，并在gm公司汽車生產(chǎn)線上首次試用成功，實現(xiàn)了生產(chǎn)的自動化。其后日本、德國等相繼引入，可編程序控制器迅速發(fā)展起來，但是主要應用于順序控制，只能進行邏輯運算，故稱為可編程邏輯控制器，簡稱plc。其定義：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)境應用而設計的。它采用一類可編程的存儲器，用于其內部存儲程序，執(zhí)行邏輯運算,順序控制，定時，計數(shù)與算術操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各

4、種類型的機械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌溆嘘P外部設備，都按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。1.2 基本結構plc可編程序控制器實施控制，其實質就是按一定算法進行輸入輸出變換，并將這個變換與以物理實現(xiàn)。輸入輸出變換、物理實現(xiàn)可以說是plc實施控制的兩個基本點，同時物理實現(xiàn)也是plc與普通微機相區(qū)別之處，其需要考慮實際控制的需要，應能排除干擾信號適應于工業(yè)現(xiàn)場，輸出應放大到工業(yè)控制的水平，能為實際控制系統(tǒng)方便使用，所以plc采用了典型的計算機結構，主要是由微處理器（cpu）、存儲器（ram/rom）、輸入輸出接口（i/o）電路、通信接口及電源組成。plc的基本結構如下圖所

5、示：1.2.1 中央處理單元(cpu) 中央處理單元 (cpu)是plc的控制核心。它按照plc系統(tǒng)程序賦予的功能：a. 接收并存儲從用戶程序和數(shù)據(jù)；b.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。當plc投入運行時，首先它以掃描的方式采集現(xiàn)場各輸入裝置的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并分別存入i/o映象寄存區(qū)，然后從用戶程序存儲器中逐條讀取用戶程序，經(jīng)過命令解釋后按指令的規(guī)定執(zhí)行邏輯或算數(shù)運算并將結果送入i/o映象寄存區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器內。等所有的用戶程序執(zhí)行完畢之后，最后將i/o映象寄存區(qū)的各輸出狀態(tài)或輸出寄存器內的數(shù)據(jù)傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)直到停止運行。 為了進一步提高

6、plc的可靠性，近年來對大型plc還采用雙cpu構成冗余系統(tǒng)，或采用三cpu的表決式系統(tǒng)。這樣，即使某個cpu出現(xiàn)故障，整個系統(tǒng)仍能正常運行。 1.2.2 存儲器 可編程序控制器的存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器和用戶程序存儲器。存放系統(tǒng)軟件（包括監(jiān)控程序、模塊化應用功能子程序、命令解釋程序、故障診斷程序及其各種管理程序）的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器；存放用戶程序（用戶程序存和數(shù)據(jù)）的存儲器稱為用戶程序存儲器，所以又分為用戶存儲器和數(shù)據(jù)存儲器兩部分。 plc常用的存儲器類型 ：（1）ram （random assess memory） 這是一種讀/寫存儲器(隨機存儲器)，其存取速度最快，由鋰電池支持。（

7、2）eprom（erasable programmable read only memory）這是一種可擦除的只讀存儲器。在斷電情況下，存儲器內的所有內容保持不變。(在紫外線連續(xù)照射下可擦除存儲器內容)。（3）eeprom(electrical erasable programmable read only memory)這是一種電可擦除的只讀存儲器。使用編程器就能很容易地對其所存儲的內容進行修改。 plc存儲空間的分配 ：雖然各種 plc的cpu的最大尋址空間各不相同，但是根據(jù)plc的工作原理，其存儲空間一般包括以下三個區(qū)域： （1）系統(tǒng)程序存儲區(qū)（2）系統(tǒng)ram存儲區(qū)（包括i/o映象寄存區(qū)

8、和系統(tǒng)軟設備等）。（3）用戶程序存儲區(qū) 系統(tǒng)程序存儲區(qū)：在系統(tǒng)程序存儲區(qū)中存放著相當于計算機操作系統(tǒng)的系統(tǒng)程序。包括監(jiān)控程序、管理程序、命令解釋程序、功能子程序、系統(tǒng)診斷子程序等。由制造廠商將其固化在 eprom中，用戶不能直接存取。它和硬件一起決定了該plc的性能。 系統(tǒng)ram存儲區(qū)：系統(tǒng)ram存儲區(qū)包括i/o映象寄存區(qū)以及各類軟元件，如：邏輯線圈、數(shù)據(jù)寄存器、計時器、計數(shù)器、變址寄存器、累加器等存儲器。 （1）i/o映象寄存區(qū)：由于plc投入運行后，只是在輸入采樣階段才依次讀入各輸入狀態(tài)和數(shù)據(jù)，在輸出刷新階段才將輸出的狀態(tài)和數(shù)據(jù)送至相應的外設。因此，它需要一定數(shù)量的存儲單元(ram)以存放

9、i/o的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，這些單元稱作i/o映象寄存區(qū)。一個開關量i/o占用存儲單元中的一個位，一個模擬量i/o占用存儲單元中的一個字。因此整個i/o映象寄存區(qū)可看作兩個部分組成：開關量i/o映象寄存區(qū)；模擬量i/o映象寄存區(qū)。 （2）系統(tǒng)軟元件存儲區(qū) ：除了i/o映象寄存區(qū)區(qū)以外，系統(tǒng)ram存儲區(qū)還包括plc內部各類軟元件（邏輯線圈、計時器、計數(shù)器、數(shù)據(jù)寄存器和累加器等）的存儲區(qū)。該存儲區(qū)又分為具有失電保持的存儲區(qū)域和失電不保持的存儲區(qū)域，前者在plc斷電時，由內部的鋰電池供電，數(shù)據(jù)不會丟失；后者當plc斷電時，數(shù)據(jù)被清零。 （3）用戶程序存儲區(qū) ： 用戶程序存儲區(qū)存放用戶編制的用戶程序。不同類型

10、的 plc，其存儲容量各不相同。 1.2.3 輸入接口電路 輸入輸出信號有開關量、模擬量、數(shù)字量三種，在我們實習室涉及到的信號當中，開關量最普遍，也是實驗條件所限，在次我們主要介紹開關量接口電路?？删幊绦蚩刂破鲀?yōu)點之一是抗干擾能力強。這也是其i/o設計的優(yōu)點之處，經(jīng)過了電氣隔離后，信號才送入cpu執(zhí)行的,防止現(xiàn)場的強電干擾進入。如下圖就是采用光電耦合器(一般采用反光二極管和光電三極管組成)的開關量輸入接口電路：1.2.4 i/o模塊 i/o系統(tǒng)構成了現(xiàn)場設備與控制器連接的接口，作用就是從使現(xiàn)場接收到的信號或送到現(xiàn)場的信號達到處理器的要求。輸入(1nput)模塊和輸出(output)模塊簡稱為i

11、o模塊，它們是系統(tǒng)的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設備和cpu模塊的橋梁。輸入模塊用來接收和采集輸入信號。開關量輸入模塊用來接收從按鈕、選擇開關、數(shù)字撥碼開關、限位開關、接近開關、光電開關、壓力繼電器等過來的開關量輸入信號；模擬量輸入模塊用來接收電位器、測速發(fā)電機和各種變送器提供的連續(xù)變化的模擬量電流、電壓信號。開關量輸出模塊用來控制接觸器、電磁閥、電磁鐵、指示燈、數(shù)字顯示裝置和報警裝置等輸出設備，模擬量輸出模塊用來控制調節(jié)閥、變頻器等執(zhí)行裝置。cpu模塊的工作電壓一般是5v，而plc的輸入輸出信號電壓一般較高，如直流24v和交流220v。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞cpu模塊中的元

12、器件，或使plc不能正常工作。在io模塊中，用光耦合器、光電晶閘管、小型繼電器等器件來隔離plc的內部電路和外部的io電路，io模塊除了傳遞信號外，還有電平轉換與隔離的作用。1.2.5 編程器設備 （或稱編程終端） 編程設備用來向存儲器中寫入程序，并用它進行編輯、檢查、修改和監(jiān)視用戶程序的執(zhí)行情況。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編輯指令表程序，因此又叫做指令編程器。它的體積小，價格便宜，一般用來給小型plc編程，或者用于現(xiàn)場調試和維護。個人計算機（pc）是最常用的編程設備。使用編程軟件可以在計算機的屏幕上直接生成和編輯梯形圖、指令表、功能塊圖和順序功能圖程序，并可以實現(xiàn)不同編

13、程語言的相互轉換。程序被編譯后下載到plc，也可以將plc中的程序上傳到計算機。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡，還可以實現(xiàn)遠程編程和傳送。1.2.6 電源 plc一般使用220v交流電源或24v直流電源。內部的開關電源為各模塊提供dc 5v，12v，24v等直流電源。小型plc一般都可以為輸入電路和外部的電子傳感器(如接近開關)提供24v直流電源，驅動plc負載的直流電源一般由用戶提供。1.3 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

14、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

15、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)ram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。1.4 plc的特點從討論plc的工作原理知，plc的輸入與輸出在物理上是彼此隔開的，其間的聯(lián)系主要不是靠物理過程，不是用線路，而主要靠變換信息的程序實現(xiàn)。輸入輸出主要為軟聯(lián)系，而不是硬聯(lián)系。它的工作基礎是信息流，

16、而不是物流、能量流。信息不同于物質與能量，有自身的規(guī)律。信息便于處理，便于傳遞，便于存儲；信息可反復重用，重用后自身還不消失，等等。正是由于信息的這些特點，決定了plc的基本特點。歸納起來，除了功能豐富，plc還有以下特點：工作可靠:用plc實現(xiàn)對系統(tǒng)的控制是非?？煽康?。這是因為plc在硬件與軟件兩個方面都采取了很多非常有效的根本性措施：在硬件方面：對輸入信號多作了濾波。而且，輸入輸出電路與內部cpu是電隔離。其信息靠光耦器件或電磁器件傳遞。同時，cpu板還有抗電磁干擾的屏蔽措施，可確保plc程序的運行不受外界的電與磁干擾。有很多這樣的實例，原來是用計算機的采集卡采集數(shù)據(jù)，因干擾大而無法正常工

17、作，而改換用plc后，則頓即可正常工作。plc使用的元器件多為無觸點的，而且為高度集成的，數(shù)量并不太多，也為其可靠工作提供了物質基礎。而且，所用的元、器件都經(jīng)嚴格監(jiān)測、老化與篩選，質量是有可靠保證的。其輸出用的繼電器雖為接點的，但它的接點是在密封的真空條件下，故其壽命也可達幾十萬次。在機械結構設計與制造工藝上，為使plc能安全可靠地工作，也采取了很多措施，可確保plc耐振動、耐沖擊。使用環(huán)境溫度可高達攝氏50多度，有的plc可高達100。有的在低溫，低到零下40、50度，還可正常工作。有的plc的模塊可熱備，一個模塊工作，另一個模塊也運轉，但不參與控制，僅作備份。一旦工作模塊出現(xiàn)故障，熱備份的

18、可自動接替其工作。還有更進一步冗余的，采用三取一的設計，cpu、i/o模塊、電源模塊都冗余或其中的部分冗余。三套同時工作，最終輸出取決于三者中的多數(shù)決定的結果。這可使系統(tǒng)出故障的機率幾乎為零，做到萬無一失。當然，這樣的系統(tǒng)成本是很高的，只用于特別重要的場合，如鐵路車站的道叉控制系統(tǒng)。在軟件方面：plc的工作方式一般為掃描加中斷，這既可保證它能有序地工作，其控制總是確定的；而且又能應急處理急于處理的控制，保證了plc對應急情況的及時響應，使plc能可靠地工作。為監(jiān)控plc運行程序是否正常，plc系統(tǒng)都設置了“看門狗”（watching dog）監(jiān)控程序。運行用戶程序開始時，先清“看門狗”定時器，

19、并開始計時。當用戶程序一個循環(huán)運行完了，則查看定時器的計時值。若超時（可設定，一般不超過100ms），則報警。嚴重超時，還可使plc停止工作。用戶可依報警信號采取相應的應急措施。若定時器的計時值不超時，則重復起始的過程，plc將正常工作。顯然，有了這個“看門狗”監(jiān)控程序，可保證plc用戶程序的正常運行，避免出現(xiàn)“死循環(huán)”而影響其工作的可靠性。plc還有很多防止及檢測故障的指令，以產(chǎn)生各重要模塊工作正常與否的提示信號。可通過編制相應的用戶程序，對plc的工作狀況，以及plc所控制的系統(tǒng)進行監(jiān)控，以確保其可靠工作。plc每次上電后，還都要運行自檢程序及對系統(tǒng)進行初始化。這是系統(tǒng)程序（操作系統(tǒng)）配置

20、了的，用戶可不干預。出現(xiàn)故障時有相應的出錯信號提示。正是plc在軟、硬件諸方面有強有力的可靠性措施，才確保了plc具有可靠工作的特點。它的平均無故障時間可達幾萬小時以上；出了故障平均修復時間也很短，幾小時以至于幾分鐘即可。曾有人做過為什么要使用plc的問卷調查。在回答中，多數(shù)用戶把plc工作可靠作為選用它的主要原因，即把plc能可靠工作，作為它的首選指標。多年使用plc的經(jīng)驗也說明，plc工作是非?？煽康?。正使用的plc往往不是由于用壞而被淘汰，而往往是由于plc技術發(fā)展太快，由于技術落后而被淘汰。1.5 機械手的發(fā)展工業(yè)機械手是近代自動控制領域中出現(xiàn)的一項新的技術，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自

21、動化實踐相結合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。工業(yè)機械手是提高生產(chǎn)過程自動化、改善勞動條件、提高產(chǎn)品質量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應用得更為廣泛。在我國，近幾年來也有較快的發(fā)展，并取得一定的效果，受到機械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。當今的plc吸收了微電子技術和計算機技術的最新成果,其應用已從單機自動化推廣到整條生產(chǎn)線的自動化乃至整個工廠的生產(chǎn)自動化。目前,機械手主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面,無論數(shù)量、品種和性能方面還不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。在國內主要是逐步擴大應用范圍,重點發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機械手

22、,plc可以按照所需要求完成機械手的設計,使機械手的設計簡單化,大大節(jié)省了時間,提高了工作效率，減輕了勞動強度,改善作業(yè)條件。機械手一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據(jù)任務的需要編制程序，以完成各項規(guī)定工作。它的特點是除具備普通機械的物理性能外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。第三類是專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用于解決機床上下料和工件傳送。這種機械手在國外稱為“mec

23、hanical hand”，它是為主機服務的，由主機驅動，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。本項目要求設計的機械手模型可歸為第一類，即通用機械手。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動化程度較高，大量應用機械手。通過本次設計，可以增強對工業(yè)機械手的認識，同時并熟悉掌握plc技術、位置控制技術、氣動技術等工業(yè)控制常用的技術。本課題擬開發(fā)物料搬運機械手，采用西門子系列s7-200plc，對機械手的上下、左右以及抓取運動進行控制。該裝置機械部分有滾珠絲杠、滑軌、機械抓手等；電氣方面由交流電機、變頻器、操作臺等部件組成。我們利用可編程技術，結合相應的硬件裝置，控制機械手完成各種動作。1.6 機械手的概述工

24、業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預期的作業(yè)任務，在構造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應性。機械手作業(yè)的準確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟各領域有著廣闊的發(fā)展前景。機械手是工業(yè)生產(chǎn)過程中常見的自動化設備，它具有工件的自動取拿、移動和輸送功能。機械手機構控制涉及了plc、傳感器、電機驅動等技術。機械手技術涉及到力學、機械學、電氣液壓技術、自動控制技術、傳感器技術和計算機技術等科學領域，是一門跨學科綜合技術機械手實驗設備如圖1所示。該設備可以實現(xiàn)手臂的左右擺動、伸出與退回、上下

25、移動、機械手指的夾緊與張開等四自由度動作。圖1. 機械手實驗設備1.6.1 輸出驅動單元該設備四自由度動作由四臺直流電動機驅動，每臺電動機可進行正反轉運行。左右擺動由齒輪組嚙合實現(xiàn)減速傳動；伸出與退回、上下移動由直流減速電機驅動絲杠-螺母結構完成；機械手指的夾緊與張開由直流減速電機驅動連桿結構實現(xiàn)。該設備共有8個動作，由控制器輸出信號驅動。1.6.2 輸入檢測單元每個自由度運行極限位置設置了兩個行程開關，用于判斷當前動作是否到位。該設備共有8個行程開關作為控制器的輸入信號。1.7 輸入輸出接口電路介紹機械手實驗設備既是所謂控制對象，對于一般工業(yè)控制，其控制核心使用可編程控制器(plc)。設計輸

26、入輸出接口電路 (如圖2所示) 的目的是為解決機械手設備輸出驅動單元、輸入檢測單元與plc之間的信號接口問題。圖中上層電路板是驅動電路板，下層電路板左側是輸入接口電路板，右側是輸出接口電路板。圖2. 輸入輸出接口電路板1.7.1 輸入接口電路板輸入接口電路板原理圖如圖3所示，其功能是將設備上行程開關的開關狀態(tài)轉換為統(tǒng)一的電平信號(邏輯1：24v dc ；邏輯0：0v dc)。板上設有光電隔離電路，將內外電源隔離，以保護設備安全。 圖3. 輸入接口電路板電氣原理圖本設備8個輸入信號，對應輸入接口電路板的8根輸入信號線。1.7.2 驅動電路板和輸出接口電路板輸出接口(如圖4所示)由兩塊電路板構成：

27、驅動電路板和輸出接口電路板。它們的功能是將plc輸出的控制信號用于驅動繼電器動作，從而控制電動機正向或反向運行。輸出接口電路板上也設有光電隔離電路，可將內外電源隔離。左圖為驅動電路板電氣原理圖，繼電器a吸合、b釋放，對應的電機正轉；繼電器a釋放、b吸合，對應的電機反轉；繼電器a、b同時釋放，電機停止運行；不允許二者都吸合。右圖為輸出接口電路板電氣原理圖，當plc輸出的某路控制信號有效時，對應的輸出信號有效，從而可以使得對應的繼電器吸合。 圖4. 輸出接口電路電氣原理圖(左圖為驅動電路板，右圖為輸出接口電路板)本設備有8個輸出控制信號，對應輸出接口電路板的8根輸出信號線。各輸出信號線對應的電動機

28、動作關系如表2所示。表2. 輸出信號線與電動機動作對應關系表輸出信號線序號（自左到右）對應電動機備注1擺動電機左轉2擺動電機右轉3水平電機伸出4水平電機退回5垂直電機上移6垂直電機下移7手指電機張開8手指電機夾緊- 17 -2 、硬件電路設計2.1 有關機械臂的電氣原理圖 2.2 有關機械手的i/o分配表及其他必要分配名稱輸入點編號說明左限位i0.0左轉到位開關右限位i0.1右轉到位開關退回i0.2退回到位開關伸出i0.3伸出到位開關上行i0.4上行到位開關下行i0.5下行到位開關張開i0.6張開到位開關抓緊i0.7手指抓緊到位電機左轉q0.0電機左轉電機右轉q0.1電機右轉電機伸出q0.2電

29、機伸出電機退回q0.3電機退回電機上移q0.4電機上移電機下移q0.5電機下移手指電機張開q0.6手指電機張開手指電機抓緊q0.7手指電機抓緊邏輯右轉m0.1邏輯右轉邏輯上行點2m0.2邏輯上行點2邏輯退回3m0.3邏輯退回3邏輯手指張開4m0.4邏輯手指張開4邏輯手指伸出5m0.5邏輯手指伸出5邏輯下移6m0.6邏輯下移6邏輯手指抓緊7m0.7邏輯手指抓緊7邏輯上行10m1.0邏輯上行10邏輯左轉11m1.1邏輯左轉11邏輯下移12m1.2邏輯下移12邏輯手指張開13m1.3邏輯手指張開13邏輯上行14m1.4邏輯上行14邏輯退回15m1.5邏輯退回15邏輯左轉16m1.6邏輯左轉16單步開

30、關i1.0單步開關連續(xù)開關i1.1連續(xù)開關復位按鈕i1.2復位停止按鈕i1.3停止單步按鈕i1.5單步按鈕常開sm0.0常開連續(xù)輔助點m2.0連續(xù)輔助點故障停止按鈕m1.7故障停止按鈕定時器33t33定時60秒定時器35t35定時60秒定時器37t37定時60秒定時器38t38定時60秒故障燈q1.0故障燈計數(shù)器c0計數(shù)3、 軟件設計3.1 總流程圖4、 程序調試4.1 調試設備 首先在電腦的step-7-micro/win編程軟件中將編輯的梯形圖寫入軟件中，然后點擊運行并對其指出的錯誤進行修改，修改完最終運行無誤后將其下載到可編程控制儀器中；其次按照設計的要求接好線，確定無誤后按下啟動按鈕。

31、啟動后發(fā)現(xiàn)程序并不能按照實驗要求的步驟進行運行，甚至沒有可運行的跡象，這樣起初設計的單步程序和連續(xù)運行程序就失敗了，也就不符合設計中的要求動作依次有序進行操作的要求，所以務必要對其進行修正。這種情況下我采取了以下方案：方案一：在沒有確定設備是否存在問題的情況下，首先我們對設備進行了檢測，發(fā)現(xiàn)不存在任何問題，在這種情況下我選擇了再一次用先前的步驟來完成整個過程以確定初次的接線過程是否有誤，結果發(fā)現(xiàn)和以前的運行結果一樣。這樣方案一就以失敗而告終。方案二：經(jīng)過老師的指點我才明白是最初的程序均是單獨的互不連接的，未經(jīng)子程序進行調用，因此就更不用提程序能連續(xù)運行了。于是我這次選擇了利用順序功能圖進行編程

32、，摒棄了之前的程序，經(jīng)過對程序的一改再改之后，又一次對程序進行了調試并下載到可編程控制器中進行模擬檢測，結果仍然取得了不盡如人意的結果。于是就再去請教指導老師，經(jīng)過一番指導終于小有成果，可以使機械手進行預定步驟的動作的演示，所以此方案成功了。4.2 遇到的問題與解決方法1、問題：“怎樣使機械手的工作狀態(tài)清晰而簡單呈現(xiàn)出來？”法案：“采用功能圖進行程序的編寫與調試?！?、問題：“如何解決機械手的動作單步運行？”法案：“采用上升沿脈沖觸發(fā)并使用計數(shù)器、比較指令，以撥動開關產(chǎn)生上升沿脈沖觸發(fā)數(shù)目來判定機械手那步動作的執(zhí)行?！?、問題：“如何解決對工件數(shù)目的計數(shù)？法案：“進行標志位設置，使用傳送指令、加數(shù)指令、上沿觸發(fā)指令，以循環(huán)動作的最后一步限位開關閉合作為觸發(fā)進行加數(shù)，把所得加數(shù)和送給vb0.”5、心得體會