plc機械手畢業(yè)設計

可編程控制器（Programmablelogiccon個領域，并已成為現(xiàn)實工業(yè)生產自動化的支柱產品。近年來，國內在PLC技術與產品開發(fā)應用方面發(fā)展很快，除有許多從國外引進的設備，自動化生產線外，國內的機床設備已越來越多采用PLC控制行機構；能向中央數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)直接傳播數(shù)據(jù)等。本課題在對一種執(zhí)行機構由電動機和液壓缸組成的工業(yè)機械手的結構進行分析的基礎上，將PLC應用于其控制系統(tǒng)，完成了系統(tǒng)地對現(xiàn)場參數(shù)進行修改、調整，使系統(tǒng)工作于最佳狀態(tài)。占用空間也不容易更變生產線結構，加上需要人力監(jiān)督操作，更增加生產成本，設計就PLC在機械手控制上的應用作了詳細闡述.3.3機械手的分類第四章基于PLC的機械手控制系統(tǒng)的設計內容及應用算機的PC相區(qū)別，用PLC表示。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎上引入了微電子技術、計算機技術、自（IEC）頒布了對PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)，行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并通過數(shù)字的、設備，都應按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴充其功能的原則設計。PLC具有通用性強、使用方便、適應面廣、可靠性高、抗干擾能力強、編PLC程序既有生產廠家的系統(tǒng)程序，又有用戶自己開發(fā)的應用程序，系統(tǒng)程序提供運行平臺，同時，還為PLC程序可靠運行及信息與信息轉換進行必要的公共處理。用戶程序由用戶按控制要求設計。改編機械手的控制回路。義:“可序控制器編程序控制器是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),專為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計.它采用可編程序的存儲器,用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術運算等操作的指令,并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種類型的機械或生產過程.可編程序控制器及其有關設備,都應按易于使工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體,易于擴充其功能的原則設計.”2.1.2PLC研究目的及實中.所以了解PLC的工作原理、具備設計、調試和維護PLC化娛樂等各行各業(yè)，隨著PLC性能價格比的不斷提高，其應用領域不斷擴大。果,PLC在我國的應用越來越廣泛.作為目前國內控制市場上的總需求中，國產PLC不到整個市場份一般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對箱體下：CPU，它按PLC的系統(tǒng)程序賦予的功能接收并存貯用戶程序和數(shù)據(jù)，用掃描的斷電源和PLC內部電路的工作狀態(tài)和編程過程中的語法錯誤等。進入運行后，制信號，去指揮有關的控制電路，不可缺少的組成單元。中的功能與性能，能正確地使用它就夠了。2.2.2I/O模塊：其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。有些PLC中的電源，是與CPU模塊合二為一的，有些是分開的，其主要用2.2.4底板或機架：大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構成一個整體。運行、檢查維護不可缺少的器件，但它不直接參與現(xiàn)場控制運行。的電位器，打印機等。PLC是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應用而設計的數(shù)字運算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲器，用來在其內部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序運算、計時、計數(shù)和算術運算等操作的指令，并能通過數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機械或生產過程。PLC及其有關的外圍設備都應該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個整體，易于擴展其功能的原則而設計。2.5PLC的特點（1）可靠性高，抗干擾能力強高可靠性是電氣控制設備的關鍵性能。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術，采用嚴格的生產工藝制造，內部電路采取了先進的抗干擾技術，具有很高的可靠性。例如三菱公司生產的F系列PLC平均無故障時間高達30萬小時。一些使用冗余CPU的PLC的平均無故障工作時間則更長。從PLC的機外電路來說，使用PLC構成控制系統(tǒng)，和同等規(guī)模的繼電接觸器系統(tǒng)相比，電氣接線及開關接點已減少到數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降低。此外，PLC帶有硬件故障自我檢測功能，出現(xiàn)故障時可及時發(fā)出警報信息。在應用軟件中，應用者還可以編入外圍器件的故障自診斷程序，使系統(tǒng)中除PLC以外的電路及設備也獲得故障自診斷保護。這樣，整個系統(tǒng)具有極高的可靠性也就不奇怪了。（2）配套齊全，功能完善，適用性強PLC發(fā)展到今天，已經形成了大、中、小各種規(guī)模的系列化產品?？梢杂糜诟鞣N規(guī)模的工業(yè)控制場合。除了邏輯處理功能以外，現(xiàn)代PLC大多具有完善的數(shù)據(jù)運算能力，可用于各種數(shù)字控制領域。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。加上PLC通信能力的增強及人機界面技術的發(fā)展，使用PLC組成各種控制系統(tǒng)變得非常容易。（3）易學易用，深受工程技術人員歡迎PLC作為通用工業(yè)控制計算機，是面向工礦企業(yè)的工控設備。它接口容易，編程語言易于為工程技術人員接受。梯形圖語言的圖形符號與表達方式和繼電器電路圖相當接近，只用PLC的少量開關量邏輯控制指令就可以方便地實現(xiàn)繼電器電路的功能。為不熟悉電子電路、不懂計算機原理和匯編語言的人使用計算機從事工業(yè)控制打開了方便之門。（4）系統(tǒng)的設計、建造工作量小，維護方便，容易改造PLC用存儲邏輯代替接線邏輯，大大減少了控制設備外部的接線，使控制系統(tǒng)設計及建造的周期大為縮短，同時維護也變得容易起來。更重要的是使同一設備經過改變程序改變生產過程成為可能。這很適合多品種、小批量的生產場合。（5）體積小，重量輕，能耗低以超小型PLC為例，新近出產的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。由于體積小很容易裝入機械內部，是實現(xiàn)機電一體化的理想控制設備。2.6PLC的應用領域目前，PLC在國內外已廣泛應用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。（1）開關量的邏輯控制這是PLC最基本、最廣泛的應用領域，它取代傳統(tǒng)的繼電器電路，實現(xiàn)邏輯控制、順序控制，既可用于單臺設備的控制，也可用于多機群控及自動化流水線。如注塑機、印刷機、訂書機械、組合機床、磨床、包裝生產線、電鍍流水線等。（2）模擬量控制在工業(yè)生產過程當中，有許多連續(xù)變化的量，如溫度、壓力、流量、液位和速度等都是模擬量。為了使可編程控制器處理模擬量，必須實現(xiàn)模擬量（Analog）和數(shù)字量（Digital）之間的A/D轉換及D/A轉換。PLC廠家都生產配套的A/D和D/A轉換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。（3）運動控制PLC可以用于圓周運動或直線運動的控制。從控制機構配置來說，早期直接用于開關量I/O模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機構，現(xiàn)在一般使用專用的運動控制模塊。如可驅動步進電機或伺服電機的單軸或多軸位置控制模塊。世界上各主要PLC廠家的產品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機械、機床、機器人、電梯等場合。（4）過程控制過程控制是指對溫度、壓力、流量等模擬量的閉環(huán)控制。作為工業(yè)控制計算機，PLC能編制各種各樣的控制算法程序，完成閉環(huán)控制。PID調節(jié)是一般閉環(huán)控制系統(tǒng)中用得較多的調節(jié)方法。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。PID處理一般是運行專用的PID子程序。過程控制在冶金、化工、熱處理、鍋爐控制等場合有非常廣泛的應用。（5）數(shù)據(jù)處理現(xiàn)代PLC具有數(shù)學運算（含矩陣運算、函數(shù)運算、邏輯運算）、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或將它們打印制表。數(shù)據(jù)處理一般用于大型控制系統(tǒng)，如無人控制的柔性制造系統(tǒng)；也可用于過程控制系統(tǒng)，如造紙、冶金、食品工業(yè)中的一些大型控制系統(tǒng)。（6）通信及聯(lián)網(wǎng)PLC通信含PLC間的通信及PLC與其它智能設備間的通信。隨著計算機控制的發(fā)展，工廠自動化網(wǎng)絡發(fā)展得很快，各PLC廠商都十分重視PLC的通信功能，紛紛推出各自的網(wǎng)絡系統(tǒng)。新近生產的PLC都具有通信接口，通信非常方便。根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲器中的程序，按指令步序號(或地址號)作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶掃描過程中，還要完成對輸入信號的采樣和對輸出狀態(tài)的刷新等工作。PLC的一個掃描周期有輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。PLC在輸入采樣階段：首先以掃描的方式按順序將所有暫存在輸入鎖存器中，即刷新輸入。隨即關閉輸入端口，進入程序執(zhí)行階段。PLC在程序執(zhí)行階段：按用戶程序指令存放的先后順序掃描執(zhí)行每條指令，有的內容隨著程序的執(zhí)行而改變。驅動相應輸出設備工作。件就可以了，并且可以用一臺可編程控制器控制幾臺操作方式完全不同的設備。就可以了。“線圈”可提供用戶所需用的連鎖節(jié)點，即節(jié)點在程序中可不受限制的使用。量比采用繼電器、計數(shù)器、計時器、順控器等實際元器件的調試，而古典電器線路是無法在實驗室進行調試的，只能花費現(xiàn)場大量時間。到所控每一個節(jié)點的運行情況，隨時監(jiān)測事故發(fā)生點。里的節(jié)點反應很快，內部是微秒級的。電器繼電器。序控制器，就相當于購買了系統(tǒng)所需要的所有繼電器、計數(shù)器、計時器等器件。更新的，采用可編程序控制器很容易做到隨時打印出更新后的電路圖。流程頻繁變化的要求。mechanicalhand，也被稱為自動手，autohand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。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2～3個自由度。3.3機械手的分類機械手的種類，按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。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)展鍛造設備的生產能力，改善熱、累等勞動條件。機械手首先是從美國開始研制的。1958年美國聯(lián)合控制公司研制出第一臺機械手。在工業(yè)生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、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)的任務執(zhí)行機構，是機器人的關鍵部件之實驗機械手的PLC的自動控制一.實驗目的2.進一步加強對順控指令的理解和應用1.FX2N-48MR型的PLC主機1臺步。步。步。二、設計思路：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,即使線圈在斷電,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。另外由單線圈二位電磁閥推動汽缸完成,線圈通電執(zhí)行加緊動作,線圈斷動作。設備裝有上下左右限位開關。(2)工作過程其動作過程如下：原位，下降,夾緊,上升升,移動，原位。(3)實踐任務與要求：A根據(jù)設備工藝要求，制定合理的改造方案；CPLCIO點分配，并繪制IO接線圖以及其他D制系統(tǒng)功能表E設計梯形圖并模擬調試；F確計算選擇電器元件，列出電器元件一覽表。機械手動作示意圖如圖1所示。其全部動作下降電磁閥通電時，機械手下降；下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有上升電磁閥通電時，機械手才上升；上升電磁閥斷電時，機械手上升停止。同樣，左移／右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械手的放松／夾緊由一個單線圈(稱為夾緊電磁閥)控制。該線圈通電，機械手夾緊；該線圈斷電，機械手放松。才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺上的工件尚未搬走時，機械手自動停止下降。機械手的動作過程如圖2所示。從原點開始按下啟動按鈕時，下降電磁閥過八步動作完成一個循環(huán)。機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。自動操作方式又分為單步、單周期和連續(xù)操作方式。當選擇上／下運動時，按下啟動按鈕，機械上升；按下停止按鈕，機械手下降。放松。單周期操作。地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，則機械手停止工作。重新啟動時，到原點自動停止。三、實驗任務實驗機械手的PLC的自