PLC控制機械手程序設計論文

1、六安職業(yè)技術學院畢業(yè)設計 論文題目系專業(yè)班級學生姓名指導教師起迄日期設計地點摘要PLC 在機械手控制上的應用作了詳細闡述.關鍵詞:plc AbstractAlongwithsciencesantechnologyschangingwitheachneway,theautomaticity requestisgettinghigheranhigher,marketcompetitionintense,laborcostrise,formerlythe manualcontrolthetransportinganthestationaryconveyorbelttraitionthingmoeof

2、 transportprimarily,notonlytakesthespacenottobeeasytochangetheprouctionline structure, in aition nees the manpower monitor operation, increases the prouction cost,originaloriginalprouctionfeestheinstallmentnottobeabletosatisfycurrenthighlyautomatebyfar thenee.Reucesthelaborintensity,thesafeguarprouc

3、tionreliability,thesecurity,reuces theprouctioncost,reucestheenvironmentalpollution,toenhancetheprouctthequality antheeconomicefficiencyisthemajorissuewhichtheenterpriseproucesmustface.It integrates the automatic control technology, the Measurement Technique, the new sensor technology,thecomputerman

4、agementtechnologyinaboysintegrationofmachineryCarries on the centralism surveillance, the control supervisor fully using the computer technologytotheprouctionprocessanispersesthecontrol;Hasabsorbetheispersion-like control system an the common control systems merit fully, uses the stanarization,themo

5、ulation,thesystematizeesign,theispositionisnimble,the configurationisconvenient.ThisesignonPLC,inthemanipulatorcontrolleontoservethe etaileelaboration.key wor: plc programmable controllermanipulator第一章可編程控制PLCPLC自二十世紀六十年代美國推出可編程邏輯控制器Programmable Logic Controller，PLC取代傳統(tǒng)繼電器控制裝置以來，PLCPLCPLC20%30%。隨著工廠

6、自動化程度的PLCPLCPLC年全球PLC100PLCPLC PLCPLCCPU1，程序從起始步步序號為零起依次執(zhí)行到最終步通常為ENPLCPLC，1 PLC1K132PLCCPUPLCI/OPLC40% PLCCSPLCI/O8000I/OPLCPLC 由于采用通用監(jiān)控軟件，在設計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要容易一些。10PLCPLCPLCPLCPLCPLCPLC制器PLCPLC 實質上是一種被專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結構和微機是根本一的。編編程器輸輸入中央處理單元出電CPU電路路電源圖 PLC 硬件的根本結構圖1中央處理單元CPU中央處理單元CPUPLCPLCI/OPLCI/OI/OI

7、/O放器內的數據傳送到相應的輸出裝置，如此循環(huán)運行，直到停滯運行為止。2存儲器PLC。PLCPLCPLCCPUPLCRAMI/O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。它囊括監(jiān)EPROMPLCRAMRAMI/O存放器、計時器、計數器、變址存放器、累加器等存儲區(qū)。AI/O 映象區(qū)PLCI/OI/OI/ObitI/Obit)I/OI/O I/OB系統(tǒng)軟設備存儲區(qū)I/ORAMPLCPLCPLC 停滯運行時，將這局部存儲單元內的數據全部置“零。用戶程序存儲區(qū)PLCPLCPLC，其存儲容量可根據用戶的需要而改變。I/OI/O220VAC110VAC24VC，電器隔離

8、和晶體管隔離。模擬量：按信號類型分，有電流型4-20mA,0-20mA、電壓型0-10V,0-5V,-10-10V等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。I/OI/O模塊。I/OI/O所能管理的根本配置的能力，即受最大的底板或機架槽數限制。3PLC 電源PLCPLCPLC，其電源的性能都是一樣的，均能關于PLC10%15%之間，因此可以直接PLC220V24V電源一般由用戶提供。功能上某些相似之處。PLC可編程序控制器有兩種根本的工作狀態(tài)，即運行RUN狀態(tài)與停滯STOP狀態(tài)。在運行狀態(tài)，可編程控制器經過執(zhí)行反映控制要求的用戶程序來實現控制功能。為了使可編程序控制器的輸出即時地

9、響應隨時可能變化的輸入信號，用戶程序不是只執(zhí)行一次， 而是反復不斷地反復執(zhí)行，直至可編程序控制器停機或切換到 STOP 工作狀態(tài)。5CPU將監(jiān)控定時器復位，以及完成一些別的內部工作。STOP狀態(tài)時，只執(zhí)行以上的操作?？删幊绦蚩刂破鹛幱赗UN狀態(tài)時，還要完成另3入處理階段，可編程序控制器把一切外部輸入電路的接通/斷開ON/OFF狀態(tài)讀入輸入存放器。外接的輸入觸點電路接通時，關于應的輸入映像存放器為“1狀態(tài)，梯形圖關于應的輸入映像存放器為“0狀態(tài)，梯形圖中關于應的輸入繼電器的常開觸點斷開，常閉觸點接通。在程序執(zhí)行階段，即使外部輸入信號的狀態(tài)發(fā)生了變化，輸入映像存放器的狀態(tài) 也不會隨之而變，輸入信號

10、變化了的狀態(tài)只能在下一個掃描周期的輸入處理階段被讀入。0/10/1型圖某一輸出繼電器的線圈“通電時，關于應的輸出映像存放器為“1狀態(tài)。信號經輸出模塊隔離 和功率放大后，繼電器型輸出模塊中關于應的硬件繼電器的線圈通電，其常開觸點閉合，使外部負載通電工作。假設梯形圖中輸出繼電器線圈斷電關于應的輸出映像存放器為“0狀態(tài)，在點斷開，外部負載斷電，停滯工作。某一編程元件關于應的映像存放器為“1狀ON，映像存放器為“0OFF。RUN1100ms。指令執(zhí)行所需的時間與用戶程序的長短、指令CPU如下圖。第(N-1)第(N-1)個掃描周期N 個掃描周期第(N+1)個掃描周期輸出刷新輸入采樣用戶程序執(zhí)行輸出刷新輸

11、入采樣圖PLC的掃描運行方式1輸入采樣階段在輸入采樣階段，PLC 以掃描方式依次讀入一切的數據和狀態(tài)它I/OI/O周期，才能保證在任何情況下，該輸入均能被讀入。2用戶程序執(zhí)行階段CPURAM3輸出刷新階段I/OPLC(4)輸入/輸出滯后時間輸入/CPU10ms10ms1ms，負載10ms；晶體管型輸出電路的滯后時間約為1ms。由掃描工作方式引起的滯后時間最長可到達兩個多掃描周期?？删幊绦蚩豰s，關于于一般的系統(tǒng)是無關緊要的。要求控制器或采取其他措施。PLCPLCPLCCPU148163264PLCI/OPLCI/OI/O輸入輸出模塊的選擇出模塊，以便提高控制水平和降低應用本錢。考慮是否需要擴展

12、機架或遠程機架等。電源的選擇PLCPLCPLC220VACPLCPLC，關于輸入和輸出信號的隔離是必要的，有時也可采用簡單的二極管或熔絲管隔離。存儲器的選擇PLC256I/O8K冗余功能的選擇控制單元的冗余1重要的進程單元：CPU囊括存儲器及電源均應 1B1 冗余。2PLC2重化冗余容錯系統(tǒng)等。I/O1控制回路的多點 I/O 卡應冗余配置。2重要檢測點的多點I/O3根據需要關于重要的I/O23I/O第二章 機械手概況搬運機械手的應用簡況在現代工業(yè)中，生產進程的機械化、自動化已成為突出的主題。在機械工業(yè)中，加工、裝配等生產是不連續(xù)的。專用機床是大批量生產自動化的有效方法，程控機床、數控機床、加工

13、中心等自動化機械是有效解決多品種小批量生產自動化的重要方法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運、裝配等作業(yè)，有待于進一 步實現機械化。據資料介紹，美國生產的全部工業(yè)零件中，有75是小批生產；金屬加工生產批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產時間的 5。從這里可看出，裝卸、搬運等工序機械化的迫切性，工業(yè)機械手就是為實現這些工序的自動化而產生的。機械手可在空 間抓放物體，動作靈活多樣，適用于可變幻生產品種的中、小批量自動化生 產，廣泛應用于柔性自動線。國內外機械工業(yè)、鐵路部門中機搬運械手主要應用于以下幾方面： 1.熱加工方面的應用熱加工是高溫、危險的笨重體力勞動

14、，很久以來就要求實現自動化。為了提高工作效率，和確保工人的人身平安，尤其關于于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采用機械手操作。冷加工方面的應用冷加工方面機械手主要用于柴油機配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機加工時的上下料和刀具安裝等。進而在程序控制、數字控制等機床上應用， 成為設備的一個組成局部。最近更在加工生產線、自動線上應用，成為機床、設備上下工序聯(lián)接的重要于段。拆修裝方面拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動較多的部門之一，促進了機械手的開展。目前國內鐵路工廠、機務段等部門，已采用機械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動缸、裝卸軸箱、組裝輪關于、去除石棉等，減輕了勞動強度，提高了拆修裝

15、的效率。近年還研制了一種客車車內噴漆通用機械手，可用以關于客車內部進行連續(xù)噴漆，以改善勞動條件，提高噴漆的質量和效率。近些年，隨著計算機技術、電子技術以及傳感技術等在機械手中越來越多的應用，工業(yè)機械手已經成為工業(yè)生產中提高勞動生產率的重要因素。機械手的應用意義在機械工業(yè)中，機械手的應用意義可以概括如下： 1.可以提高生產進程的自動化程度應用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產率，降低生產本錢，加快實現工業(yè)生產機械化和自動化的步子。噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場所中，用人 手直接操作是有危險或根本不可能的

16、。而應用機械手即可局部或全部代替人 平安地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。在一些動作簡單但又反復 作業(yè)的操作中，以機械手代替人手進行工作，可以防止由于操作疲勞或疏忽 而造成的人身事故?？梢詼p少人力，便于有節(jié)奏地生產應用機械手代替人手進行工作，這是直接減少人力的一個側面，同時由于應用機械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個側面。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產線上，目前簡直都設有機械手，以減少人力和更準確地控制生產的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進行生產。綜上所述，有效地應用機械手是開展機械工業(yè)的必然趨勢。 1.3.3 機械手的開展概況與開展趨勢機械手的開展概況專用機械手經過幾十年的開展，如今已

17、進入以通用機械手為標志的時代。由于通用機械手的應用和開展，進而促進了智能機器人的研制。智能機器人涉及的知識內容，不僅囊括一般的機械、液壓、氣動等根底知識，而且還應用一些電子技術、電視技術、通訊技術、計算技術、無線電控制、仿生學和假肢工藝等，因此它是一項綜合性較強的新技術。目前國內外關于開展這一新技術都很重視，幾十年來，這項技術的研究和開展一直比擬活潑，設計在不斷地修改，品種在不斷地增加，應用領域也在不斷地擴大。40手。5060(Unimate)類型。6070 年代，又相繼把通用機械手用于汽車車身的點焊和沖壓生產自動線上，亦即是第二代機械手這一新技術進入了應用階段。80-90 年代，裝配機械手處

18、于鼎盛時期，尤其是日本。90林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、效勞業(yè)、軍事領域上有較大的應用。90 年代以后，隨著計算機技術、微電子技術、網絡技術等的快速開展，機械手技術也得到飛速的多元化開展。總之，目前機械手的主要經歷分為三代：改良的方向主要是將低本錢和提高精度；第二代機械手設有電子計算機控制 系統(tǒng)，具有視覺、觸覺能力，甚至聽、想的能力。研究安裝各種傳感器，把 接受到的信息反映，使機械手具有感覺機能；第三代機械手能獨力完成工作 進程中的任務。它與電子計算機和電視設備保持聯(lián)系，并且逐步開展成為柔性 FMS(Flexible Manufacturing System) 和柔性制造單元 FM

19、C(Flexible Manufacturing Cell)機械手的開展趨勢目前國內工業(yè)機械于主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產開展的需要。因此，國內主要是逐步擴大機械手應用范圍，重點開展鑄鍛、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件。在應用專用機械手的同時，相應地開展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等。將機械手各運動構件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構，以及適于不同類型的夾緊機構，設計成典范的通用機構，以便根據不同的作業(yè)要求， 選用不用的典范部件，即可組成各種不同用途的機械手。既便于設計制造，又便

20、于改換工作，擴大了應用的范圍。同時要提高精度，減少沖擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機械手的作用。此外還應大舉研究伺服型、記憶再現型， 以及具有觸覺、視覺等性能地機械手，并且考慮于計算機聯(lián)用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個根本單元。在國外機械制造業(yè)中，工業(yè)機械手應用較多，開展較快。目前主要用于機床、模鍛壓力機的上下料，以及點焊、噴漆等作業(yè)中，它可依照事先制定的 作業(yè)程序完成規(guī)則的操作，但是還不具備任何傳感反映能力，不能應付外界 國外機械手的開展趨勢是大舉研制具有某些智能的機械手，使其擁有一定的 傳感能力，能反映外界條件的變化，做出相應的變更。如位置發(fā)生稍些偏差 時，即能更正，并且自行檢測，重點是研究視覺功能和觸覺功能。視覺功能即在機械手上安裝有電視照相機和光學測距儀即距離傳感器以及衛(wèi)星計算機