歐姆龍plc課程設(shè)計(jì)搬運(yùn)物品機(jī)械手

1、中南民族大學(xué)PLCW設(shè)計(jì)報(bào)告年級(jí)：2008 級(jí)院系：計(jì)算機(jī)科學(xué)學(xué)院自動(dòng)化專業(yè)姓名：000學(xué)號(hào)：08064009指導(dǎo)老師：樊金榮2011年5月2日目錄一. 課程設(shè)計(jì)目的 31. 機(jī)械手的工作原理 31.1.1 機(jī)械手的概述 31.1.2 機(jī)械手的工作方式 3二. 課程設(shè)計(jì)題目和要求 4三. 設(shè)計(jì)內(nèi)容 51. 設(shè)計(jì)思路 52. 輸入和輸出點(diǎn)分配表及原理接線圖 63. 順序功能圖 74. 機(jī)械手流程圖 8四. 仿真測(cè)試 錯(cuò)誤！未定義書簽。1 連續(xù)測(cè)試 錯(cuò)誤！未定義書簽。2 單步測(cè)試 錯(cuò)誤！未定義書簽。五. 設(shè)計(jì)總結(jié) 13參考文獻(xiàn) 14附錄 1426一 . 課程設(shè)計(jì)目的1. 機(jī)械手的工作原理1.1.1

2、 機(jī)械手的概述機(jī)械手是在機(jī)械化、自動(dòng)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(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用， 機(jī)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(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展， 使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的 有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不 怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門的重視，并越來越 廣泛地得到了應(yīng)用。機(jī)械手通常應(yīng)用于動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合來代替人的反復(fù)的操作， 從而節(jié)省人的勞動(dòng)， 普通繼 電器由于其體積和接口等各方面限制，經(jīng)常被應(yīng)用于動(dòng)作簡(jiǎn)單的電氣及流水線

3、控制，而 PLC 以其可靠性高、抗干擾能力強(qiáng) ; 控制系統(tǒng)構(gòu)成簡(jiǎn)單、通用性強(qiáng) ; 編程簡(jiǎn)單、使用、維護(hù)方便 ; 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣 ; 體積小、重量輕、功耗低等有點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于類似機(jī)械手 的控制動(dòng)作復(fù)雜的場(chǎng)合，本設(shè)計(jì)正是以 PLC控制為基礎(chǔ)從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種動(dòng)。例如：(1) 機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(2) 在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可 以用來組裝零部件。(3) 可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。(4) 可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。(5

4、) 宇宙及海洋的開發(fā)。(6) 軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)。1.1.2 機(jī)械手的工作方式機(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很方便地在操作面板上表示出來。當(dāng)旋鈕打向回原點(diǎn)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng) 地回到左上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向自動(dòng)時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)完成各工步操作，且循環(huán)動(dòng)作。當(dāng)旋 鈕打向手動(dòng)時(shí)， 每一工步都要按下該工步按鈕才能實(shí)現(xiàn)。 本設(shè)計(jì)按要求只設(shè)計(jì)出單步和連續(xù) 控制。機(jī)械手傳送工件系統(tǒng)示意圖，如圖所示匪圍孵機(jī)精手示就圖.課程設(shè)計(jì)題目和要求搬運(yùn)物品機(jī)械手控制設(shè)計(jì)某氣動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)物品工作示意圖如圖 35所示。傳送帶A、B分別由電動(dòng)機(jī) M

5、1、M2 驅(qū)動(dòng)，轉(zhuǎn)送帶A為 步進(jìn)式傳送；機(jī)械手的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)、上下運(yùn)動(dòng)、夾緊與放松分別由氣動(dòng)閥 Y1Y2、Y3Y4、Y5控制。試按以下 要求運(yùn)用步進(jìn)順控指令編程。1、動(dòng)作要求：（1）機(jī)械手在原始位置時(shí)（右旋到位）SQ1動(dòng)作，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手松開，轉(zhuǎn)送 帶B開始運(yùn)動(dòng)，機(jī)械手手臂開始上升。（2）上升到上限時(shí)SQ3動(dòng)作，上升結(jié)束，開始左旋；左旋到左限時(shí) SQ2動(dòng)作，左旋 結(jié)束，開始下降；下降到下限時(shí)SQ4動(dòng)作，下降結(jié)束，傳送帶 A啟動(dòng)。（3） 傳送帶A向機(jī)械手方向前進(jìn)一個(gè)物品的距離后停止，機(jī)械手開始抓物，延時(shí)1s 后機(jī)械手開始上升。到上限SQ3動(dòng)作一右旋一到右限 SQ1動(dòng)作一下降一到下限 SQ4動(dòng)作

6、一松開、放物， 延時(shí)1s后一個(gè)工作循環(huán)結(jié)束。（4）機(jī)械手的工作方式為：?jiǎn)尾?循環(huán)。2、課題任務(wù)與要求：1）確定輸入/輸出設(shè)備；2）PLC I/O點(diǎn)分配，并繪制I/O接線圖以及其它外部硬件圖；3）繪制系統(tǒng)功能表圖；設(shè)計(jì)梯形圖和人機(jī)界面并調(diào)試運(yùn)行并模擬調(diào)試；4）整理技術(shù)資料，編寫使用說明書。三.設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)思路機(jī)械手共有6個(gè)動(dòng)作，分別是上升、下降、左旋、右旋、松開和抓緊，其 中抓緊需要保持，所以要用 SET保持，而松開就用RSET即可。B帶運(yùn)動(dòng)也是長(zhǎng) 時(shí)間運(yùn)動(dòng)，也要用SET保持，在運(yùn)行完整個(gè)周期后按停止按鈕才將B帶RSET停止。A帶在一個(gè)周期內(nèi)只負(fù)責(zé)傳送一個(gè)工件，不需要長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)作，所以用一 個(gè)

7、計(jì)時(shí)器讓它運(yùn)動(dòng)5S即可。單步和連續(xù)轉(zhuǎn)換問題，單步設(shè)計(jì)需要加一個(gè)中間繼電器 W20.11,當(dāng)選擇連 續(xù)方式時(shí)，W20.11長(zhǎng)通。當(dāng)選擇單步時(shí)，按下一下啟動(dòng)按鈕才接通一次，并在 每一步上都要加上常開的 W20.11。連續(xù)設(shè)計(jì)也加一中間繼電器 W20.10,當(dāng)按下 啟動(dòng)按鈕時(shí)W20.10接通，并長(zhǎng)通，按停止按鈕時(shí)斷開。具體設(shè)計(jì)圖如下0.002.01 it0 000 0520. WT 2.01o.ooo.oi00m2. 02-Pb2.02池01W2.010.03T t120.112輸入和輸出點(diǎn)分配表及原理接線圖KM11KM2LKM3KM0LKM4KM5Y6Y7L0220V AC表1機(jī)械手傳送系統(tǒng)輸入和

8、輸出點(diǎn)分配表輸入輸出名稱符號(hào)地址名稱符號(hào)地址啟動(dòng)按鈕SB10.00電磁閥上升KM01.00上限行程開關(guān)SQ30.03電磁閥下降KM11.01下限行程開關(guān)SQ40.04電磁閥左旋KM21.02左限行程開關(guān)SQ20.02電磁閥右旋KM31.03右限行程開關(guān)SQ10.01電磁閥松開KM41.04停止按鈕SB20.05電磁閥抓緊KM51.05單步開關(guān)SB32.01A帶運(yùn)動(dòng)Y61.06連續(xù)開關(guān)SB42.02B帶運(yùn)動(dòng)Y71.07原點(diǎn)指示燈L01.083順序功能圖A200.11W2.001.08SQ1原點(diǎn)指示燈W2.01W2.02W2.03SQ4W2.040.00. W20.10RSET1.05SQ3SQ2

9、1.02左旋1.071.001.011.06上升下降A(chǔ)帶運(yùn)動(dòng)T0TIM0000W2.061.00上升0001#10#50SET1.05W2.05T1TIMSQ3W2.071.03右旋SQ11.01下降SQ4W2.08W2.09RSET1.05松開TIM 0002 #104.流程圖原點(diǎn)位左旋下降*四.仿真測(cè)試1.界面設(shè)計(jì)下降原點(diǎn)指示燈to右旋2.連續(xù)步測(cè)試單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)O原點(diǎn)指示燈啟動(dòng)停止開啟仿真，電源接通，原點(diǎn)指示燈亮選擇連續(xù)開關(guān)，按下啟動(dòng)按鈕，點(diǎn)擊右限行程開關(guān)，機(jī)械手上升，B傳送帶開始運(yùn)動(dòng)機(jī)緊上升下降單步選擇開關(guān)逢續(xù)選擇開關(guān)原點(diǎn)扌旨示燈口帶右旋B帶啟動(dòng)停止點(diǎn)

10、擊上限行程開關(guān)，機(jī)械手左旋上升11 下降單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)原點(diǎn)指示燈左旋右旋啟動(dòng)停止B帶艮點(diǎn)擊左限行程開關(guān)，機(jī)械手下降上升下隆單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)原點(diǎn)指示燈r T抓緊左旋右腹啟動(dòng)停止B帶限點(diǎn)擊下限行程開關(guān)，A傳送帶開始運(yùn)動(dòng)，5S后停止，機(jī)械手抓緊并上升0 o單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)原點(diǎn)指示燈1疋hu.啟動(dòng)停止上升下降單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)O原點(diǎn)指示燈抓緊左旋右旋帶B帶點(diǎn)擊上限行程開關(guān)，機(jī)械手右旋下降單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)1LI抓緊上升原點(diǎn)指示燈口帶左旋啟動(dòng)停止B帶點(diǎn)擊右限行程開關(guān)，機(jī)械手下降抓緊上升單步選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)原點(diǎn)指示燈口帶in左旅- -啟動(dòng)停止點(diǎn)擊下限行程開關(guān)，機(jī)械

11、手松開，原點(diǎn)指示燈亮，一個(gè)運(yùn)行周期結(jié)束。LII,I抓緊帶上升下i®左濮B帶單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)啟功停止O原點(diǎn)指示燈點(diǎn)擊停止按鈕，結(jié)束程序。B傳送帶停止轉(zhuǎn)動(dòng)上升抓緊下降單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)原點(diǎn)扌旨示燈帶2.單步測(cè)試左濮ZI滯 啟動(dòng)停止選擇單步開關(guān)，點(diǎn)擊右限行程開關(guān)，點(diǎn)擊啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手上升上升TI®O原點(diǎn)指示燈左族右旋口帶B芾單歩選擇開關(guān)連續(xù)選擇開關(guān)以下步驟與上面基本類似，只需每次多點(diǎn)下啟動(dòng)按鈕 經(jīng)以上仿真測(cè)試可得設(shè)計(jì)的搬運(yùn)物品機(jī)械手滿足設(shè)計(jì)要求，實(shí)驗(yàn)圓滿結(jié)束 五.設(shè)計(jì)總結(jié)PLC原理與應(yīng)用是自動(dòng)化專業(yè)一門重要的專業(yè)課，PCL是工業(yè)控制的核心部分。因此學(xué)好PL C對(duì)于我

12、們自動(dòng)化專業(yè)的學(xué)生非常重要。在實(shí)驗(yàn)過程中因?yàn)闆]有課本的原因，使我在設(shè)計(jì)中遇到不少困難，多虧樊金榮老師上課講解的較為全面透徹，在筆記的幫助下有幸將困難一一解決。在此強(qiáng)烈譴責(zé)一下學(xué)校不發(fā)書的不負(fù)責(zé)行為！通過這2周的課程設(shè)計(jì)使我對(duì) PLC的設(shè)計(jì)及應(yīng)用有了進(jìn)一步的了解, 對(duì)PLC產(chǎn)品的有關(guān)控制知識(shí)有了深刻的認(rèn)識(shí)。通過理論聯(lián)系實(shí)際，進(jìn)一步 提高了觀察、分析和解決問題的能力。以便培養(yǎng)成為能夠主動(dòng)適應(yīng)社會(huì)主 義現(xiàn)代化建設(shè)需要的高素質(zhì)的復(fù)合型人才。運(yùn)用學(xué)習(xí)成果，把理論運(yùn)用于 實(shí)際，培養(yǎng)了我綜合應(yīng)用可編程控制器設(shè)計(jì)課程及其他課程的理論知識(shí)和 應(yīng)用生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)解決工程實(shí)際問題的能力，為今后的學(xué)習(xí)和工作都打下 了堅(jiān)

13、實(shí)的基礎(chǔ)。參考文獻(xiàn)：1歐姆龍CJ1系列PLC原理與應(yīng)用樊金榮老師主編機(jī)械工業(yè)出版社2可編程控制器原理與程序設(shè)計(jì)謝克明 夏路易主編電子工業(yè)出版社 3可編程控制器原理與實(shí)踐教程王整風(fēng) 謝云敏主編上海交通大學(xué)出版 社附錄.梯形圖W2.09T0002W2.011 I1 I44-F_First_Cycle第一找傭環(huán)標(biāo)志0.001W20.11詞2.01,|/1yOJOO0. 05I A1KO- 10120.101 illutfZ.03下限W2C.11吃.05卄W2.04-O-W2.04tfZ.O4TDOOO72.08Hd-W2.0SW?.O5TOOOLTO. LI12.07卄W2. 0&-O-12

14、.06腔.060. 03¥占W2O.11W2.O0卄W2 07-O-吃.OTW2.0T0.01W20.11W2.09卄H2. 08-O-腔.08腔.00W2. 091.08-C指示燈吃.01RSET吃.091.05復(fù)位 抓緊 位W2.011.00-O上升W2.06'H2. 01SET1.07'H2. 021.02-O-設(shè)置B動(dòng) 位左能W2. 041.01<下降1.0&TIM00QQ#50LODms；定時(shí)器設(shè)這佰W2.051 11 1SET設(shè)置1.05処緊TIMlOOmsS0001定時(shí)器#10設(shè)蚩值WZ.OT1.031 11 1W2.O91 I1 1TIM

15、lOOmsQQ02定時(shí)器#10設(shè)這值0 051 AlBSE?l.Oi勵(lì)工作過程如下:開啟在線仿真，接通電源，此時(shí)機(jī)械手在原點(diǎn)位置1.08通電。將2.02（連續(xù)）強(qiáng)制為ON,將0.01 （右限）強(qiáng)制為ON,把0.00 （啟動(dòng)）設(shè)置為O N,然后設(shè)置為OFF, W2.01通電，1.07 （E帶運(yùn)動(dòng)）和1.00（上升） 通電。將0.03 （上限）強(qiáng)制為ON, W2.02接通，1.02 （左旋）通電。將 0.02 （左限）強(qiáng)制為ON, W2.03接通，1.01 （下降）通電。將0 .04（下限） 強(qiáng)制為ON, W2.04接通，1.06 （A帶運(yùn)動(dòng)）通電，計(jì)時(shí)器T0開始計(jì)時(shí)，5S后W2.05接通，SET1.05（抓緊）通電，計(jì)時(shí)器T1開始計(jì)時(shí)，1S后w2