生產實習plc機械手

1、天津天獅學院信息與自動化學院生產實習報告專 業(yè) 學生姓名 實習時間 帶隊教師 目 錄一、  設計目的和要求1（一） 目的1（二） 要求1二、實習單位及崗位介紹2三、實習內容及過程3（一）PLC簡介3（二）實習內容41、主要任務和技術要求4（1）主要任務：4（2）技術要求：42、硬件設計4（1）方案設計思路分析4（2） 單元電路設計5（3）輸入輸出口信息53、軟件設計7（1）程序流程圖7（2）內存變量分配表7（3）程序設計8（4）系統(tǒng)調試11四、課程設計總結12一、  設計目的和要求 （一） 目的 機械手是

2、工業(yè)自動化領域中經常遇到的一種控制對象。近年來隨著工業(yè)自動化的發(fā)展機械手逐漸成為一門新興學科，并得到了較快的發(fā)展。機械手廣泛地應用與鍛壓、沖壓、鍛造、焊接、裝配、機加、噴漆、熱處理等各個行業(yè)。特別是在笨重、高溫、有毒、危險、放射性、多粉塵等惡劣的勞動環(huán)境中，機械手由于其顯著的優(yōu)點而受到特別重視。總之，機械手是提高勞動生產率，改善勞動條件，減輕工人勞動強度和實現(xiàn)工業(yè)生產自動化的一個重要手段。國內外都十分重視它的應用和發(fā)展。可編程序控制器(PLC)是專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的實時工業(yè)控制裝置。隨著微電子技術、自動控制技術和計算機通信技術的飛速發(fā)展，PLC在硬件配置、軟件編程、通訊聯(lián)網功能以及模擬

3、量控制等方面均取得了長足的進步，已經成為工廠自動化的標準配置之一 。由于自動化可以節(jié)省大量的人力、物力等，而PLC 也具有其他控制方式所不具有的特殊優(yōu)越性，如通用性好、實用性強、硬件配套齊全、編程方法簡單易學，因此工業(yè)領域中廣泛應用PLC。機械手在美國、加拿大等國家應用較多，如用果實采摘機械手來摘果實、裝配生產線上應用智能機器人等。我國自動化水平本身比較低，因此用PLC來控制的機械手還比較少。本次課題設計的機械手就是通過PLC來實現(xiàn)自動化控制的。通過此次設計可以更進一步學習PLC的相關知識，了解世界先進水平，盡可能多的應用于實踐。（二） 要求 一個將工件由A處傳送到 B處的

4、機械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動氣缸完成。當某個電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機械動作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動作，線圈斷電時執(zhí)行放松動作。設備裝有上、下限位和左、右限位開關，它的工作過程如圖所示，有八個動作，即為：啟動、停止用按鈕實現(xiàn)，限位開關用鈕子開關來模擬，電磁閥和原位指示燈用發(fā)光二極管來模擬。二、實習單位及崗位介紹中國（天津）職業(yè)技能公共實訓中心（以下簡稱“中天實訓中心”）是天津市人民政府批準設立、隸屬于天

5、津市人力資源和社會保障局的高技能人才培養(yǎng)公共服務機構，位于天津中心城區(qū)和濱海新區(qū)連接的海河教育園區(qū)內。中天實訓中心按照“需求導向、高端定位、訓為企用、校企共享、公共服務、促進就業(yè)”的思路，突出職業(yè)技能培訓和職業(yè)技能鑒定等核心功能，面向院校學生和企業(yè)職工以及社會各界，開展高技能人才培訓和評價服務，以批量性、規(guī)模化高技能人才培養(yǎng)為目標，與職業(yè)院校及培訓機構，實行錯位發(fā)展、功能互補、資源共享。中天實訓中心占地120畝，設備投資2.8億元，建有現(xiàn)代制造、現(xiàn)代控制、現(xiàn)代物流、現(xiàn)代電子、信息五個技術實訓中心，配備1750臺（套）設備，能同時容納1700人進行實訓，年培訓和職業(yè)資格鑒定12萬人。截至目前，中

6、心已為我市及全國培養(yǎng)實習指導教師300余名，培訓鑒定近3萬人，其中高技能人才8千人。接待國內外來賓視察觀摩600余批、2萬多人，取得了良好社會效應，贏得了國內外同行的廣泛贊譽。特別是國務院總理溫家寶、中央紀委書記 、國務委員 分別蒞臨中心視察，對中心目標定位、發(fā)展成效均給予高度評價和充分肯定。三、實習內容及過程（一）PLC簡介可編程序控制器（Programmable Logic Controller），簡稱PLC，是在繼電順序控制基礎上發(fā)展起來的以微處理器為核心的通用的工業(yè)自動化控制裝置。隨著電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，PLC的功能也越來越強大，更多地具有計算機的功能，所以又簡稱PC（PR

7、OGRAMMABLE CONTROLLER），但是為了不和PERSONAL COMPUTER混淆，仍習慣稱為PLC。目前PLC已經在智能化、網絡化方面取得了很好的發(fā)展，并且現(xiàn)今已出現(xiàn)SOFTPLC，更是PLC領域無限的發(fā)展前景。氣動機械手具有成本低廉、結構簡單、抗干擾性強、適合各種生產環(huán)境等特點。目前,氣動機械手在某些專用機床的自動上下料裝置中已經得到了初步應用。PLC在工業(yè)控制方面有相當成熟的應用,功能強大,程序設計和外部接線比其他自控方式更簡單。應用三菱系列PLC設計開發(fā)一套實現(xiàn)氣動機械手上下左右運動的程序和外部接線電路及操作面板。氣動系統(tǒng)具有許多顯著的優(yōu)點,在工業(yè)自動化中得到愈來愈廣泛的

8、應用,機械手的驅動和控制方式基本上都是采用高精度伺服電機,成本高、結構復雜、速度慢、工作效率較低,這些問題阻礙了自動裝卸機械手在生產實際上的廣泛應用。機械手采用plc控制，具有可靠性高，改變程序靈活等優(yōu)點。無論進行時間控制還是過程控制或混合控制，都可以通過設置plc的程序實現(xiàn)?？梢愿鶕C械手的動作順序改變程序，是機械手通用性更好 。采用氣壓傳動，動作迅速，反應靈敏，能實現(xiàn)過載保護，便于自動控制。工作環(huán)境適應性好。阻力損失和泄露減少。不會污染環(huán)境，造價低。（二）實習內容1、主要任務和技術要求（1）主要任務：當工件被送到機械手下方后，機械手將向下運動，然后鎖緊夾爪，當工件被夾住后，機械手上升，到達

9、上端后，手臂向右旋轉180°。當?shù)竭_右側后夾爪向下并釋放工件，然后上升，最后機械手臂向左擺動、復位，并發(fā)出信號，將控制權交給下一單元。（2）技術要求： 機械夾爪上下運動 機械夾爪鎖緊后將有信號產生 機械手臂左右擺動（180°） 只有當機械手臂下降到低端時才能作開合動作 完成動作后，發(fā)出信號給下一單元2、硬件設計（1）方案設計思路分析從工藝要求中可以看出控制方式為兩種，分別完成自動方式（I0.3=0）和手動方式（I0.3=1）的運動，啟動/停止按鈕I0.0完成啟動（I0.0=1）和停止（I0.0=0）功能，復位信號I0.1完成系統(tǒng)的復位，單步按鈕I0.2用于控制手動方式的單步

10、控制。機械手運動的位置狀態(tài)開關共有4個，機械手在左位置開關I0.6，在右位置開關I0.7，在上位置開關I1.0，在下位置開關I1.1。機械手鎖緊狀態(tài)信號I1.2。共有9個輸入信號。輸出信號有機械手右轉驅動信號Q0.0，左轉驅動信號Q0.1，下降驅動信號Q0.2，下降機械手夾緊驅動信號Q0.3（夾緊Q0.3=1，放松Q0.3=0）。共有4個輸出信號。該系統(tǒng)需要輸入9點，輸出4點?？蛇x擇S7-200系列的CPU224即可滿足要求，CPU224作為本控制系統(tǒng)的控制器。（2） 單元電路設計（3）輸入輸出口信息模塊號輸入端子號輸出端子號地址號信號名稱PLCs7-2001I0.0啟動/停止，啟動“1”有效

11、，停止“0”有效2I0.1復位，“1”有效3I0.2單步，“1”有效4I0.3自動/手動，自動“0”有效，手動“1”有效5I0.6左位，“1”有效6I0.7右位，“1”有效7I1.0高位，“1”有效8I1.1低位，“1”有效9I1.2鎖緊狀態(tài)，“1”有效1Q0.0右轉，“1”有效2Q0.1左轉，“1”有效3Q0.2下降，“1”有效4Q0.3夾緊，“1”有效3、軟件設計（1）程序流程圖程序啟動選擇自動或是手動控制 復位 左移至左上位置下降至左下位置抓取工件上升至左上位置 上升至右上位置釋放工件下降至右下位置右移至右上位置（2）內存變量分配表序號名稱地址注釋1啟動/停止I0.0開關2復位I0.1按

12、鈕3單步I0.2按鈕4自動/手動I0.3開關5在左I0.6限位開關6在右I0.7限位開關7在上I1.0限位開關8在下I1.1限位開關9鎖緊狀態(tài)I1.2傳感器10右移Q0.0電磁閥11左移Q0.1電磁閥12下降Q0.2電磁閥13鎖緊Q0.3電磁閥14下放到位定時器T37時基為100msTON定時器15鎖緊定時器T38時基為100msTON定時器16釋放定時器T39時基為100msTON定時器17電源開關狀態(tài)M0.1Bool18自動手動開關狀態(tài)M0.2Bool19復位開關狀態(tài)M0.3Bool（3）程序設計（4）系統(tǒng)調試將機械手搬運單元控制的PLC程序按設計思路編輯好，并且編譯無出錯；將設計好的PL

13、C程序正確的下載到PLC中；啟動電源，將自動手動開關撥到自動位置，將程序運行一遍，觀察機械手的運行是否與設計思路有誤，再將自動手動開關撥到手動位置，按下單步開關，將程序一步一步的運行下去，觀察機械手的運行是否出錯； 如若沒有出現(xiàn)任何錯誤，則代表著程序是正確的。四、課程設計總結隨著現(xiàn)在科學技術發(fā)展的日新月異，PLC已經成為當今計算機應用中空前活躍的領域，在生活中可以說得是無處不在。目前，PLC在國內廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車和社會娛樂等各個行業(yè)?；旧弦呀浫〈藗鹘y(tǒng)的繼電器電路，進行各種工業(yè)過程控制、運動控制及數(shù)據處理。PLC既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及

14、自動化流水線的控制。而且PLC的應用領域仍在擴展，PLC的應用范圍已從傳統(tǒng)的產業(yè)設備和機械的自動控制，擴展到中小型過程控制系統(tǒng)、遠程維護服務系統(tǒng)、節(jié)能監(jiān)視控制系統(tǒng)，以及與生活關連的機器、與環(huán)境關連的機器，而且均有急速的上升趨勢。PLC從傳統(tǒng)的應用于離散的制造業(yè)向應用到連續(xù)的流程工業(yè)擴展。因此作為21世紀的大學生來說掌握監(jiān)控組態(tài)是十分重要的。在此次PLC課程設計中我們組做的是機械手搬運單元控制，通過此次PLC課程設計的學習與實踐，令我們感慨很多。短短的時間里，付出了不少時間和精力，努力地查找資料。同時，不僅鞏固了以前所學過的知識，而且學到了很多書本上所沒有學到的知識。通過這次課程設計，使我們懂得了理論與實踐相結合的重要性，只有理論知識是遠遠不夠的，只有把所學的理論知識與實踐相結合起來，才能提高自己的思維能力和實際運用能力。在設計的過程中常遇到各種各樣的問題，可以說困難重重，第一次做此