基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案【畢業(yè)論文】

1、<p>　　本科畢業(yè)論文(設(shè)計(jì))</p><p><b>　　（二零 屆）</b></p><p>　　基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案</p><p>　　所在學(xué)院 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) 電氣工程及其自動(dòng)化 </p&

2、gt;<p>　　學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) </p><p>　　指導(dǎo)教師 職稱 </p><p>　　完成日期 年 月 </p><p><b>　　摘 要</b></p><p>　　

3、機(jī)械手是工業(yè)自動(dòng)化控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對(duì)象。機(jī)械手可以完成許多工作，如搬卸、拆裝、切割、分撿等等，應(yīng)用范圍也越來越廣泛。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電氣控制和PLC應(yīng)用技術(shù)在工業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越多。近些年機(jī)械手采用PLC控制后，提高了自動(dòng)化程度，增加了控制精度，確保了新產(chǎn)品質(zhì)量，也提高了運(yùn)行的靈活性，同時(shí)，更加便于維護(hù)管理。它是新時(shí)代全自動(dòng)化的新產(chǎn)品，集成了高科技、高知識(shí)、高效率，PLC機(jī)械手的自動(dòng)化技術(shù)到現(xiàn)在，已越來越完善了。&l

4、t;/p><p>　　本文主要設(shè)計(jì)了基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)。全文共分為五章：第一章簡單介紹本文要設(shè)計(jì)的機(jī)械手控制系統(tǒng)。第二章為針對(duì)機(jī)械手和PLC發(fā)展應(yīng)用進(jìn)行簡要介紹。第三章為針對(duì)設(shè)計(jì)題目列出系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容和基本設(shè)計(jì)步驟。第四章為使用GX-Developer V8.31H中文版軟件編譯程序，通過PC下載到PLC并且操作調(diào)試。第五章總結(jié)這次設(shè)計(jì)的不足和收獲。</p><p>　　關(guān)鍵詞：機(jī)

5、械手；可編程控制器；操作系統(tǒng)；三菱</p><p><b>　　Abstract</b></p><p>　　Industrial robot is often encountered in the field of automation and control a control object. Robots can accomplish many tasks, s

6、uch as unloading, disassembly, cutting, sorting and so on, more and more extensive range of applications. As science and technology development, application technology of electrical control and PLC applications in indust

7、rial fields is increasing. PLC controlled robot used in recent years, the increased degree of automation, increase the control precision, to ensure th</p><p>　　Key Words: Manipulator; PLC; Operating system;M

8、itsubishi </p><p><b>　　目 錄</b></p><p><b>　　1　引言1</b></p><p>　　2　機(jī)械手及PLC的簡介2</p><p>　　2.1 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和種類2</p><p>　　2.2 機(jī)械手的應(yīng)用2</p

9、><p>　　2.3 機(jī)械手的發(fā)展趨勢3</p><p>　　2.4 PLC概況4</p><p>　　2.5 PLC機(jī)型選擇4</p><p>　　3　機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)6</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程6</p><p>　　3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)8</p>

10、<p>　　3.2.1機(jī)械手工作流程8</p><p>　　3.2.2 實(shí)驗(yàn)PLC機(jī)型的選擇9</p><p>　　3.2.3 控制電機(jī)的選擇9</p><p>　　3.2.4輸入和輸出點(diǎn)分配及硬件接線圖10</p><p>　　3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)11</p><p>　　3.3.1控制系統(tǒng)總程

11、序12</p><p>　　3.3.2回原點(diǎn)程序13</p><p>　　3.3.3手動(dòng)單步程序13</p><p>　　3.3.4自動(dòng)操作程序14</p><p>　　4　制作和調(diào)試16</p><p>　　4.1 編程器與PLC之間的連接16</p><p>　　4.2 下載程序

12、16</p><p>　　4.3 運(yùn)行程序17</p><p><b>　　5　結(jié)論18</b></p><p>　　致 謝錯(cuò)誤!未定義書簽。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)19</b></p><p>　　附錄1 系統(tǒng)實(shí)物圖20</p>

13、<p>　　附錄2 系統(tǒng)源程序21</p><p>　　附錄3 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品說明書26</p><p><b>　　1　引言</b></p><p>　　在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程中的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。隨著工業(yè)現(xiàn)代化的進(jìn)一步發(fā)展，自動(dòng)化已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)中的重要支柱之一，無人車間、無人生產(chǎn)流水線等等，已經(jīng)隨處可見。同時(shí)

14、，在現(xiàn)代生產(chǎn)中，存在著各種各樣的惡劣生產(chǎn)環(huán)境，如高溫、高壓、放射性、易爆、有毒有害氣體以及水下作業(yè)等，這些都非常不利于人員進(jìn)行工作。</p><p>　　工業(yè)機(jī)械手是目前自動(dòng)化控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù)，是現(xiàn)代控制理論與工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化實(shí)踐相結(jié)合的產(chǎn)物，已經(jīng)成為現(xiàn)代機(jī)械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。工業(yè)機(jī)械手是提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化、改善勞動(dòng)條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。特別在高溫、高壓、粉塵、噪聲以

15、及帶有輻射污染的生產(chǎn)環(huán)境，使用的更加多了。</p><p>　　機(jī)械手的應(yīng)用與發(fā)展，是衡量一個(gè)國家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志之一。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手不僅可以有效提高生產(chǎn)效率，而且可以降低人工勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量，以達(dá)到安全生產(chǎn)的目的;特別在高溫、高壓、粉塵、有毒有害氣體和輻射等惡劣的環(huán)境中，機(jī)械手代替人進(jìn)行正常的工作，意義就重大了。所以在機(jī)械搬運(yùn)、沖壓、鑄鍛、焊接、熱處理、切割、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、運(yùn)輸業(yè)等許多方

16、面得到越來越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本文主要設(shè)計(jì)搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)，采用三菱公司的FX2N-48MR機(jī)型PLC，對(duì)機(jī)械手的上下、左右以及抓取松開運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。并且在機(jī)械手控制模式上還設(shè)計(jì)了回原點(diǎn)、手動(dòng)單步、自動(dòng)操作三種模式，這樣就極大的豐富了機(jī)械手的功能。我們利用可編程技術(shù)，在編程軟件平臺(tái)上，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作。</p><p>　　2　機(jī)械手及PLC的簡

17、介</p><p>　　2.1 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)和種類</p><p>　　機(jī)械手主要是由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成的。機(jī)械手手部主要抓持工件的元件，隨著被抓持物件的大小、尺寸、重量、材質(zhì)和操作要求不同因而有各種不同結(jié)構(gòu)類型，例如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)是指使機(jī)械手手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)要求的動(dòng)作，變換被抓持工件的位置和姿勢。機(jī)械手的自由度是指運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降

18、、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī) 械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，它的結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有2～3個(gè)自由度。控制系統(tǒng)是通過對(duì)機(jī)械手每個(gè)自由度的電機(jī)的控制，來完成特定動(dòng)作。同時(shí)接收傳感器反饋的信息，形成穩(wěn)定的閉環(huán)控制?？刂葡到y(tǒng)的核心通常是由單片機(jī)或DSP等微控制芯片構(gòu)成，通過對(duì)其編程實(shí)現(xiàn)所要功能。</p><p>　　

19、機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。</p><p>　　2.2 機(jī)械手的應(yīng)用</p><p>　　機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)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(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，

20、如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。國內(nèi)外機(jī)械工業(yè)、運(yùn)輸部門中搬運(yùn)機(jī)械手主要應(yīng)用于以下幾方面：</p><p>　　1．熱加工方面的應(yīng)用</p><p>　　熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，很久以來就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提高工作效率和確保工作人員的安全，尤其對(duì)于大件、少量、低速和人力不能勝

21、任的作業(yè)就需要采用機(jī)械手操作。</p><p>　　2.冷加工方面的應(yīng)用</p><p>　　冷加工方面機(jī)械手主要用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤類和箱類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上線工序聯(lián)接的重要手段。</p><p><b>　　3.拆修

22、裝方面</b></p><p>　　拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門之一，促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展。目前國內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門，已采用機(jī)械手拆裝三通閥、構(gòu)舌、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車車內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對(duì)客車內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提高了噴漆的質(zhì)量和效率。</p><p>　　近

23、些年，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感器技術(shù)等在機(jī)械手中越來越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。</p><p>　　2.3 機(jī)械手的發(fā)展趨勢</p><p>　　隨著工業(yè)自動(dòng)化的進(jìn)一步發(fā)展，尤其是PLC技術(shù)的日新月異，機(jī)械手的功能也越來越多越來越完善。工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中，機(jī)械手的身影也會(huì)隨處可見。以下幾方面是機(jī)械手的發(fā)展趨勢。</p><p

24、>　　1．工業(yè)機(jī)械手性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修)，而且機(jī)械手的單機(jī)價(jià)格不斷下降。</p><p>　　2．機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)械手整機(jī);國外已有模塊化裝配機(jī)械手產(chǎn)品問市。</p><p>　　3．工業(yè)機(jī)械手控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開放型控制器方向發(fā)展，便于標(biāo)

25、準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。</p><p>　　4．傳感器在機(jī)械手中的越來越多，除了在傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等方面使用傳感器外，裝配、焊接機(jī)械手還應(yīng)用了視覺、力覺等傳感器，而遙控機(jī)械手則采用視覺、聲覺、力覺、觸覺等多傳感器的融合技術(shù)來進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。</p>&l

26、t;p>　　5．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械手中的作用日漸凸顯。它已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制如使遙控機(jī)械手操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺來操縱機(jī)械手。</p><p>　　6．目前機(jī)械手系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)械手的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)械手走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。</p><p><b>　

27、　2.4 PLC概況</b></p><p>　　可編程控制器是在繼電器控制和計(jì)算機(jī)控制的基礎(chǔ)上開發(fā)出的，并逐步發(fā)展成為以微處理器為核心，把自動(dòng)控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)融為一體的新型工業(yè)自動(dòng)控制裝置。可編程控制器在近40年來得到了迅猛的發(fā)展，至今已經(jīng)成為工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中最重要，應(yīng)用最多的控制裝置，居于工業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化三大支柱（可編程控制器，機(jī)器人，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造）的首位。</p>

28、<p>　　可編程序控制器（PLC）已在工業(yè)生產(chǎn)過程的自動(dòng)控制中得到了廣泛的應(yīng)用。它是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種通用的自動(dòng)控制裝置，它具有結(jié)構(gòu)簡單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。</p><p>　　目前，世界上PLC產(chǎn)品按地域分成三大流派：第一個(gè)流派是美國產(chǎn)品，第二個(gè)流派是歐洲產(chǎn)品，第三個(gè)流派是日本產(chǎn)品。因?yàn)槊绹蜌W洲在相

29、對(duì)隔離的情況下各自研發(fā)PLC技術(shù)，所以他們生產(chǎn)的PLC產(chǎn)品有著很明顯的區(qū)別。另外，我們比較了解的日本PLC技術(shù)雖然是在美國的基礎(chǔ)上研發(fā)的，但也開發(fā)了其獨(dú)有的PLC技術(shù)。美國和歐洲主要以大中型PLC產(chǎn)品為主，而日本則以小型PLC為主。</p><p>　　2.5 PLC機(jī)型選擇</p><p>　　PLC機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便等前提下，爭取最佳的性價(jià)比。選擇時(shí)

30、主要以下面幾點(diǎn)作為參考：</p><p>　　(一) 選擇合理的結(jié)構(gòu)型式</p><p>　　PLC主要的結(jié)構(gòu)型式有整體式和模塊式兩種。整體式PLC的每一個(gè)輸入輸出點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小,通常只用于系統(tǒng)過程較為固定的小型控制系統(tǒng)；而模塊式PLC的功能擴(kuò)展靈活方便,在輸入輸出點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、I／O模塊的種類等方面選擇余地大，重要的是維修方便，一般于較復(fù)雜的

31、控制系統(tǒng)。</p><p>　　(二) 選擇合適的安裝方式</p><p>　　PLC系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程I／O式以及多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式。集中式不需要設(shè)置驅(qū)動(dòng)遠(yuǎn)程I／O硬件，系統(tǒng)反應(yīng)快、成本低；遠(yuǎn)程I／O式適用于大型系統(tǒng)，系統(tǒng)的裝置分布范圍很廣，遠(yuǎn)程I／O可以分散安裝在現(xiàn)場裝置附近，連線短，但需要增設(shè)驅(qū)動(dòng)器和遠(yuǎn)程I／O電源；多臺(tái)PLC聯(lián)網(wǎng)的分布式適用于多臺(tái)設(shè)備分別獨(dú)立控制，又

32、要相互聯(lián)系的場合，可以選用小型PLC。</p><p>　　(三) 滿足相應(yīng)的功能要求</p><p>　　一般情況下，對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備，小型PLC具有的邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等基本功能都能滿足。針對(duì)控制比較復(fù)雜，要求實(shí)現(xiàn)PID運(yùn)算、閉環(huán)控制、通信聯(lián)網(wǎng)等功能，可視控制規(guī)模大小及復(fù)雜程度，選用中型或大型PLC。但是一來中、大型PLC價(jià)格較貴，再者大中型通常用于大規(guī)模過程控制和集散控制

33、系統(tǒng)等場合。</p><p>　　(四) 保證合適的響應(yīng)速度</p><p>　　PLC是專為工業(yè)環(huán)境應(yīng)用而設(shè)計(jì)的通用控制器，一般PLC的響應(yīng)速度都能滿足其應(yīng)用范圍內(nèi)的絕大多數(shù)需要。假如要跨范圍使用PLC，又或者對(duì)某些功能和信號(hào)有特殊的速度要求時(shí)，就必須慎重考慮PLC的響應(yīng)速度，選用具有高速處理功能的PLC或者具有更快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的PLC等等。</p><p

34、>　　(五) 選擇最好的系統(tǒng)可靠性</p><p>　　對(duì)于一般系統(tǒng)PLC的可靠性均能滿足。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。</p><p>　　3　機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)</p><p>　　本文設(shè)計(jì)基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的夾緊、松開、上升、下降、左移和右移這些基本動(dòng)作。在硬件設(shè)計(jì)方面，我們主要是要選擇合適

35、的PLC與驅(qū)動(dòng)電機(jī)。這樣我們就能夠直觀的了解和分析機(jī)械手控制系統(tǒng)成功與否。在軟件設(shè)計(jì)方面，我們主要是設(shè)計(jì)機(jī)械手控制系統(tǒng)總程序和子程序來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的回原點(diǎn)、手動(dòng)單步和自動(dòng)操作模式。</p><p><b>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程</b></p><p>　　一、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容</p><p>　　擬定機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的技術(shù)條件。技術(shù)條件一般

36、以設(shè)計(jì)任務(wù)書的形式來確定，它是整個(gè)設(shè)計(jì)的依據(jù)；</p><p>　　選擇機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)、電磁閥等執(zhí)行機(jī)構(gòu)；</p><p>　　選定機(jī)械手控制系統(tǒng)使用PLC的型號(hào)；</p><p>　　編制PLC的輸入/輸出分配表和繪制輸入/輸出端子接線圖；</p><p>　　根據(jù)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的要求編寫軟件規(guī)格說明書，然后再用相應(yīng)的編程語言（常用

37、梯形圖）進(jìn)行程序設(shè)計(jì)；</p><p>　　遵循用戶認(rèn)知心理學(xué)，重視人機(jī)界面的設(shè)計(jì)，增強(qiáng)人與機(jī)器之間的溝通關(guān)系；</p><p>　　設(shè)計(jì)操作臺(tái)、電氣柜及非標(biāo)準(zhǔn)電器元部件；</p><p>　　編寫控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)說明書和使用說明書。</p><p>　　二、系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本步驟</p><p>　　如圖3-1是機(jī)械手控制系

38、統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖，機(jī)械手控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)步驟如下：</p><p>　　1．熟悉機(jī)械手，制定控制方案：分析機(jī)械手的工藝過程及工作特點(diǎn)，了解機(jī)械手機(jī)、電、液之間的配合，確定機(jī)械手對(duì)PLC控制系統(tǒng)的控制要求。</p><p>　　2．確定I／O設(shè)備：根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的輸入(如按鈕、行程開關(guān)、選擇開關(guān)等)和輸出設(shè)備(如接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等)由此確定PLC的I／O點(diǎn)數(shù)。&

39、lt;/p><p>　　3．選擇PLC：選擇時(shí)主要包括PLC機(jī)型、容量、I／O模塊、電源的選擇。</p><p>　　4．分配PLC的I／O地址：根據(jù)生產(chǎn)設(shè)備現(xiàn)場需要，確定控制按鈕，選擇開關(guān)、接觸器、電磁閥、信號(hào)指示燈等各種輸入輸出設(shè)備的型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量；根據(jù)所選的PLC的型號(hào)列出輸入／輸出設(shè)備與PLC輸入輸出端子的對(duì)照表，以便繪制PLC外部I／O接線圖和編制程序。</p>&l

40、t;p>　　5．設(shè)計(jì)軟件及硬件進(jìn)行PLC程序設(shè)計(jì)，進(jìn)行PLC控制柜等硬件的設(shè)計(jì)及現(xiàn)場連線。由于程序與硬件設(shè)計(jì)可同時(shí)進(jìn)行，所以PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)周期可大大縮短。</p><p>　　6．聯(lián)機(jī)調(diào)試：開始時(shí)，先不帶上輸出設(shè)備（接觸器線圈、信號(hào)指示燈等負(fù)載）進(jìn)行調(diào)試。利用編程器的監(jiān)控功能，采分段調(diào)試的方法進(jìn)行。各部分都調(diào)試正常后，再帶上實(shí)際負(fù)載運(yùn)行。如不符合要求，則對(duì)硬件和程序作調(diào)整。通常只需修改部分程序即可，全

41、部調(diào)試完畢后，交付試運(yùn)行。經(jīng)過一段時(shí)間運(yùn)行，如果工作正常、程序不需要修改則應(yīng)將程序固化到EPROM中，以防程序丟失。</p><p>　　7．整理技術(shù)文件：包括設(shè)計(jì)說明書、硬件安裝圖、電氣元件明細(xì)表等。</p><p>　　圖3-1 機(jī)械手控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)流程圖</p><p><b>　　3.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)</b></p>&

42、lt;p>　　機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)主要針對(duì)PLC機(jī)型的選擇和機(jī)械手驅(qū)動(dòng)的電機(jī)的選擇。通過對(duì)機(jī)械手工作流程的分析，首先選擇合適的PLC機(jī)型。接著根據(jù)機(jī)械手所需驅(qū)動(dòng)力選擇正確的電機(jī)。最后，在PLC設(shè)計(jì)合理分配輸入輸出端點(diǎn)及畫出控制器接線圖。</p><p>　　3.2.1機(jī)械手工作流程</p><p>　　機(jī)械手的工作過程如圖3-2所示。第一步從原點(diǎn)開始，按下啟動(dòng)按鈕，下降電磁閥通電

43、，機(jī)械手開始下降；下降到位時(shí)，下限行程開關(guān)打開，下降電磁閥斷電，機(jī)械手停止下降。第二步同時(shí)接通夾緊電磁閥，機(jī)械手夾緊。第三步夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升。上升到位時(shí)，上限行程開關(guān)打開，上升電磁閥斷電，機(jī)械手停止上升。第四步同時(shí)接通右移電磁閥，機(jī)械手開始右移。右移到位時(shí)，右限行程開關(guān)打開，右移電磁閥斷電，機(jī)械手停止右移。第五步同時(shí)下降電磁閥通電，機(jī)械手開始下降，下降到位時(shí)，下限行程開關(guān)打開，下降電磁閥斷電，機(jī)械手停止下降。第六步

44、同時(shí)夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。第七步放松后，上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升。上升到位時(shí)，上限行程開關(guān)打開，上升電磁閥斷電，機(jī)械手停止上升。第八步同時(shí)接通左移電磁閥，機(jī)械手開始左移。左移到位時(shí)，左限行程開關(guān)打開，左移電磁閥斷電，機(jī)械手停止左移。至此，機(jī)械手經(jīng)過八步完成了一個(gè)循環(huán)的動(dòng)作。</p><p>　　圖3-2 機(jī)械手工作流程圖</p><p>　　3.2.2 實(shí)驗(yàn)PLC機(jī)型的選擇&

45、lt;/p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選用三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR，它能處理廣泛的機(jī)械控制應(yīng)用問題，所以它是在設(shè)備內(nèi)用作內(nèi)裝控制單元的理想產(chǎn)品。而且它完整的通信功能完全保證了與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接通信。FX2N-48MR的主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：</p><p>　　工作電源：24VDC 主機(jī)電源：220V AC 最大負(fù)載：9W </p><p>　　輸入點(diǎn)數(shù)

46、：24 輸出點(diǎn)數(shù)：24</p><p>　　輸入信號(hào)類型：直流或開關(guān)量 輸入電流：24VDC 5mA 模擬輸入：-10V～10V（-20mA～+20mA）</p><p>　　輸出電壓規(guī)格：30VDC</p><p>　　串聯(lián)通信口：程序?qū)懭?讀出通訊口：RS232 一般功能通訊口：RS422</p><p>　　輔助繼電器：

47、一般用512+232點(diǎn)（M000～M511+M768～M999），停電保持用256點(diǎn)（M512～M767），特殊用280點(diǎn)（M1000～M1279）</p><p>　　定時(shí)器：100ms時(shí)基64點(diǎn)（T0～T63），10ms時(shí)基63點(diǎn)（T64～T126，M1028為ON時(shí)），1ms時(shí)基1點(diǎn)（T127）</p><p>　　計(jì)數(shù)器：一般用112點(diǎn)（C000～C111，16位計(jì)數(shù)器），停電保持

48、用16點(diǎn)（C112～C127，16位計(jì)數(shù)器），高速用13點(diǎn)1相5kHz，2相2kHz（C235～C254，全部為停電保持32位計(jì)數(shù)器）</p><p>　　數(shù)據(jù)寄存器：一般用408點(diǎn)（D000～D407），停電保持用192點(diǎn)（D408～D599），特殊用144點(diǎn)（D1000～D1143）</p><p>　　3.2.3 控制電機(jī)的選擇</p><p>　　按設(shè)計(jì)要求

49、可知本機(jī)械手控制系統(tǒng)其主要工作過程均由電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)來控制。故對(duì)電機(jī)的選擇是很重要的。</p><p>　　本設(shè)計(jì)中采用的電機(jī)是東莞市中興電機(jī)有限公司生產(chǎn)的60KTY(J)系列單相可逆永磁同步電機(jī)，它是一種電機(jī)與減速箱可分合，能控制正反運(yùn)轉(zhuǎn)的永磁爪極式同步電機(jī)。該產(chǎn)品具有體積小、重量輕、功耗小、力矩大、安裝方便等特點(diǎn)。電機(jī)在額定頻率下轉(zhuǎn)速不受電壓的影響，保持恒定不變。該產(chǎn)品可廣泛應(yīng)用于：電動(dòng)窗簾、電動(dòng)晾衣架、冷暖通閥

50、門、監(jiān)控設(shè)備、自動(dòng)化儀器儀表等。60KTY（J）的技術(shù)參數(shù)見表3-1。</p><p>　　表3-1 60KTY（J）技術(shù)參數(shù)</p><p>　　3.2.4輸入和輸出點(diǎn)分配及硬件接線圖</p><p>　　通過分析機(jī)械手工作流程和操作模式，PLC控制器有輸入點(diǎn)和輸出點(diǎn)，如表3-2所示。本次設(shè)計(jì)，信號(hào)通過以下的輸入點(diǎn)輸入到PLC控制器內(nèi)部，然后發(fā)出控制信號(hào)從以下的

51、輸出點(diǎn)輸出，從而達(dá)到PLC自動(dòng)化控制的目的。</p><p>　　表3-2 機(jī)械手控制系統(tǒng)輸入和輸出點(diǎn)分配表</p><p>　　圖3-3 系統(tǒng)硬件接線圖</p><p><b>　　3.3系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)</b></p><p>　　本文設(shè)計(jì)的機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)，有回原點(diǎn)，自動(dòng)控制和手動(dòng)控制三種操作方式。當(dāng)旋鈕打向回

52、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。且當(dāng)按下一次循環(huán)按鈕時(shí)，系統(tǒng)只完成一次循環(huán)。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)。下面是設(shè)計(jì)機(jī)械手控制系統(tǒng)總程序和子程序。</p><p>　　3.3.1控制系統(tǒng)總程序</p><p>　　操作系統(tǒng)包括回原點(diǎn)程序、手動(dòng)單步操作程序和自動(dòng)連續(xù)操作程序，如圖3-4所示。</p>

53、;<p>　　圖3-4 機(jī)械手操作系統(tǒng)程序圖</p><p><b>　　其原理是：</b></p><p>　　把按鈕置到回原點(diǎn)模式，X004接通，系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行回原點(diǎn)程序，Y000驅(qū)動(dòng)原點(diǎn)狀態(tài)指示燈亮。再把按鈕置到手動(dòng)單步模式，則X002接通，其常閉觸頭打開，程序不跳轉(zhuǎn)（CJ為一跳轉(zhuǎn)指令，如果CJ驅(qū)動(dòng)，則跳到指針P所指P0處），執(zhí)行手動(dòng)單步程序，Y0

54、01驅(qū)動(dòng)手動(dòng)狀態(tài)指示燈亮。之后，由于X003常閉觸點(diǎn)，當(dāng)執(zhí)行CJ指令時(shí)，跳轉(zhuǎn)到P1所指的結(jié)束位置。如果旋鈕置于自動(dòng)位置，（既X002常閉閉合、X003常閉打開）則程序執(zhí)行時(shí)跳過手動(dòng)程序，直接執(zhí)行自動(dòng)程序，Y002驅(qū)動(dòng)自動(dòng)狀態(tài)指示燈亮。</p><p>　　3.3.2回原點(diǎn)程序</p><p>　　回原點(diǎn)程序如圖3-5所示。用S10~S12作回零操作元件。應(yīng)注意，當(dāng)用S10~S12作回零操作

55、時(shí)，在最后狀態(tài)中在自我復(fù)位前應(yīng)使特殊繼電器M8043置1。其運(yùn)行過程是：按下X004回原點(diǎn)按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入S10狀態(tài)。機(jī)械手執(zhí)行松開動(dòng)作，下降解除，機(jī)械手開始上升動(dòng)作。當(dāng)X014上限行程開關(guān)開啟時(shí)，機(jī)械手停止上升。程序進(jìn)入S11狀態(tài)后，機(jī)械手右移解除，開始左移動(dòng)作。當(dāng)X017左限行程開關(guān)開啟時(shí)，機(jī)械手停止左移。程序進(jìn)入S12狀態(tài)，特殊繼電器M8043置1。</p><p>　　圖3-5 回原位程序圖</p&

56、gt;<p>　　3.3.3手動(dòng)單步程序</p><p>　　手動(dòng)單步程序如圖3-6所示。此程序中包含了機(jī)械手夾緊、松開、上升、下降、左移和右移的全部基本運(yùn)行動(dòng)作。圖中上升/下降，左移/右移都有聯(lián)鎖和限位保護(hù)。其各個(gè)動(dòng)作操作如下：</p><p>　　當(dāng)按下夾緊(X011)按鈕時(shí)，機(jī)械手做夾緊動(dòng)作。當(dāng)按下松開(X012)按鈕時(shí)，機(jī)械手做松開動(dòng)作。當(dāng)按下上升(X005)按鈕時(shí)，

57、上限行程開關(guān)（X014）閉合，下降輸出（Y005）鎖住，機(jī)械手做上升（Y004）動(dòng)作。當(dāng)按下下降(X006)按鈕時(shí)，下限行程開關(guān)（X015）閉合，上升輸出（Y004）鎖住，機(jī)械手做下降（Y005）動(dòng)作。當(dāng)按下左移(X010)按鈕時(shí)，上限行程開關(guān)（X014）斷開，左限行程開關(guān)（X017）閉合，右移輸出（Y006）鎖住，機(jī)械手做左移（Y007）動(dòng)作。當(dāng)按下右移(X007)按鈕時(shí)，上限行程開關(guān)（X014）斷開，右限行程開關(guān)（X016）閉合，左

58、移輸出（Y006）鎖住，機(jī)械手做右移（Y006）動(dòng)作。</p><p>　　圖3-6 手動(dòng)單步操作程序</p><p>　　3.3.4自動(dòng)操作程序</p><p>　　自動(dòng)操作狀態(tài)轉(zhuǎn)移見圖3-7所示。當(dāng)機(jī)械手處于原位時(shí)，按啟動(dòng)X0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S20，驅(qū)動(dòng)下降Y005，當(dāng)?shù)竭_(dá)下限位使行程開關(guān)X015接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S21，而S20自動(dòng)復(fù)位。S21驅(qū)動(dòng)Y010置位

59、，延時(shí)3秒，以使電磁力達(dá)到最大夾緊力。當(dāng)T0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S22，驅(qū)動(dòng)Y004上升，延時(shí)20秒，對(duì)系統(tǒng)上升狀態(tài)進(jìn)行檢測報(bào)警，當(dāng)機(jī)械手上升時(shí)不能按照設(shè)定時(shí)間T1到達(dá)時(shí)，便驅(qū)動(dòng)報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。當(dāng)上升到達(dá)最高位，X014接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S24，延時(shí)2秒。當(dāng)T2接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S25，驅(qū)動(dòng)Y003右移，移到最右位，X016接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26下降，延時(shí)20秒，對(duì)系統(tǒng)上升狀態(tài)進(jìn)行檢測報(bào)警，當(dāng)機(jī)械手上升時(shí)不能按照設(shè)定時(shí)間T3到達(dá)時(shí)，便驅(qū)

60、動(dòng)報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。下降到最低位，X015接通，延時(shí)2秒，電磁鐵放松。為了使電磁力完全失掉，延時(shí)1秒。延時(shí)時(shí)間到，T5接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S30上升。上升到最高位，X014接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S31左移。左移到最左位，使X017接通，返回初始狀態(tài)，再開始第二次循環(huán)動(dòng)作。</p><p>　　圖3-7 自動(dòng)操作程序圖</p><p><b>　　4　制作和調(diào)試</b>&

61、lt;/p><p>　　因?yàn)镻LC是專門為工業(yè)生產(chǎn)環(huán)境設(shè)計(jì)的控制裝置，所以我們一般不需要采取什么特殊措施，就可以直接在工業(yè)環(huán)境中使用。但是這次是設(shè)計(jì)機(jī)械手控制系統(tǒng)，要驗(yàn)證控制系統(tǒng)的正確與否。作為主要驗(yàn)證平臺(tái)本設(shè)計(jì)的制作和調(diào)試就顯得非常重要了。</p><p>　　4.1 編程器與PLC之間的連接</p><p>　　實(shí)驗(yàn)PLC控制柜是由控制器、開關(guān)、接觸器、指示燈和接線

62、柱組成?？删幊炭刂破鞯妮斎攵送饨娱_關(guān)，來模擬現(xiàn)場開關(guān)（按鈕開關(guān)、行程開關(guān)、傳感器等）信號(hào)?？删幊炭刂破鞯妮敵鲇没締卧妮敵鲋甘緹裟M，或者驅(qū)動(dòng)接觸器再來控制電動(dòng)機(jī)、電熱器等負(fù)載。如圖4-1所示，計(jì)算機(jī)作為編程器通過專用通信電纜與PLC進(jìn)行通信。在連接或斷開專用電纜時(shí)，應(yīng)關(guān)閉控制上電源；同時(shí)須注意專用電纜接插頭插入的位置，否則易損壞計(jì)算機(jī)和PLC設(shè)備。</p><p>　　圖4-1 編程器與PLC之間的連接圖&

63、lt;/p><p><b>　　4.2 下載程序</b></p><p>　　首先在GX-Developer V8.31H中文版PLC編程軟件上編寫程序，經(jīng)過編譯后準(zhǔn)備下載。下載前在軟件上確定通信端口和PLC型號(hào)。然后接通PLC電源，電源指示燈亮說明機(jī)內(nèi)5V電源供電正常。接著將控制器的狀態(tài)開關(guān)撥到STOP位置。最后，我們將軟件上已經(jīng)編譯好的程序直接下載到控制器中去就可以了

64、。</p><p><b>　　4.3 運(yùn)行程序</b></p><p>　　將控制器的狀態(tài)開關(guān)撥到RUN位置，此時(shí)運(yùn)行指示燈RUN LED亮。按下啟動(dòng)按鈕，將機(jī)械手運(yùn)行模式選為自動(dòng)，觀察機(jī)械手是否自動(dòng)循環(huán)完成整個(gè)工作流程。將機(jī)械手按下一次循環(huán)按鈕，觀察機(jī)械手是否只完成一個(gè)工作流程。將機(jī)械手運(yùn)行模式選為手動(dòng)單步，按下具體動(dòng)作指令按鈕，觀察機(jī)械手是否完成相應(yīng)動(dòng)作。將機(jī)械

65、手運(yùn)行模式選為回原點(diǎn)，觀察機(jī)械手是否只完成回原點(diǎn)動(dòng)作。</p><p>　　調(diào)試中如果發(fā)現(xiàn)有沒有動(dòng)作或有故障時(shí)，應(yīng)先檢測硬件功能是否正常，再修改程序。如果整個(gè)調(diào)試中機(jī)械手完成所有動(dòng)作，則調(diào)試結(jié)束。</p><p><b>　　5　結(jié)論</b></p><p>　　我運(yùn)用四年所學(xué)的知識(shí)，在學(xué)習(xí)前人的技術(shù)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一臺(tái)現(xiàn)代化的PLC機(jī)械手控

66、制系統(tǒng)，要將它的生產(chǎn)過程，控制部分，所需硬件，程序梯形圖，源程序等所有細(xì)節(jié)都要分析得毫無疑問。通過這次機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，我掌握了一定的機(jī)械手設(shè)計(jì)方面的基礎(chǔ)。在這次設(shè)計(jì)中，我熟練地應(yīng)用了GX-Developer V8.31H中文版PLC編程軟件。通過這個(gè)軟件，我成功地完成了控制系統(tǒng)的全部程序編寫和校正工作。</p><p>　　本設(shè)計(jì)方案按照任務(wù)書的要求，使用三菱PLC型號(hào)為FX2N-48MR作為主要實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，

67、用PLC語言進(jìn)行編程，GX-Developer軟件進(jìn)行編譯，制作了能進(jìn)行自動(dòng)，手動(dòng)和回原點(diǎn)的多功能機(jī)械手控制系統(tǒng)。</p><p>　　此設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)主要由回原點(diǎn)程序，手動(dòng)單步程序和自動(dòng)運(yùn)行程序組成。程序使用GX-Developer軟件編譯后通過PC下載到PLC。機(jī)械手在實(shí)地情況下運(yùn)行結(jié)果如下：</p><p>　　機(jī)械手在回原點(diǎn)模式下能夠自動(dòng)回到原點(diǎn)位置后停止。</p>&

68、lt;p>　　在手動(dòng)單步程序模式下，機(jī)械手能夠按照操作員給定動(dòng)作指令完成相應(yīng)動(dòng)作。</p><p>　　在自動(dòng)運(yùn)行程序模式下，機(jī)械手能夠自動(dòng)按照工作流程循環(huán)運(yùn)行（不需要給定任何具體指令）。按下一次循環(huán)按鈕，機(jī)械手就只循環(huán)一次。</p><p>　　本設(shè)計(jì)基本完成任務(wù)書上的內(nèi)容要求，當(dāng)然，這次設(shè)計(jì)也有不足之處。首先是機(jī)械方面，因?yàn)槲覀儗I(yè)沒有這個(gè)學(xué)科，所以在硬件設(shè)計(jì)方面設(shè)計(jì)的有點(diǎn)粗糙，

69、有可能會(huì)有少少的偏差。其次，本設(shè)計(jì)只是針對(duì)通用機(jī)械手，動(dòng)作固定，結(jié)構(gòu)簡單。不過我會(huì)繼續(xù)努力，不斷完善，再創(chuàng)更好。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張迎新.單片微型計(jì)算機(jī)原理、應(yīng)用及接口技術(shù)[M].國防工業(yè)出版社,2004，1.</p><p>　　[2] 張志良.單片機(jī)原理與控制技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版

70、社,2001，7.</p><p>　　[3] 劉軍，劉廣瑞.基于PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手[J].信息化縱橫,2009,28(9)：32-39.</p><p>　　[4] 李明，栗全慶.基于PLC的液壓搬運(yùn)機(jī)械手設(shè)計(jì)[J].機(jī)床與液壓，2009,37（8）：98-102.</p><p>　　[5] 王阿根.電氣可編程控制原理與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社，2007，

71、4.</p><p>　　[6] 孫振強(qiáng).可編程控制器原理及應(yīng)用教程[M].北京:清華大學(xué)出版社,2005.</p><p>　　[7] 彭堅(jiān).氣動(dòng)機(jī)械手PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].電工技術(shù),2004,(6)：45-141.</p><p>　　[8] 成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].四版.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2002.</p><p>　　[9

72、] 左健民.液壓與氣動(dòng)傳動(dòng)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005.</p><p>　　[10] 陳志權(quán).基于PLC 氣動(dòng)機(jī)械手的控制系統(tǒng)[J].自動(dòng)測量與控制，2008,(4)：83.</p><p>　　[11] Intel:MCS-51 Family of Single chip Microcomputers User’s Manual,1990.</p><p&

73、gt;　　[12] Zhou Hong.Intelligent pneumatic-The latest trend in pneumatic actuators and control systems[M].Proceeding of the 4th International Conference on Fluid Power Transmission and Control,1997.</p><p>　　

74、附錄1 系統(tǒng)實(shí)物圖</p><p>　　附錄2 系統(tǒng)源程序</p><p>　　源程序如下所示。從第1行到第21行為回原位狀態(tài)程序。從第28行到第49行，為手動(dòng)單步操作程序。從第57行到第128行為自動(dòng)操作程序。這三部分程序（又稱為模塊）是圖3-4的操作系統(tǒng)運(yùn)行的。</p><p>　　回原點(diǎn)程序和自動(dòng)操作程序，是用步進(jìn)順控方式編程。在各步進(jìn)順控末行，都以RET

75、結(jié)束本步進(jìn)順控程序塊，但兩者之間又有不同。回原點(diǎn)程序不能自動(dòng)返回初始態(tài)S1。而自動(dòng)操作程序能自動(dòng)返回初態(tài)S2。</p><p>　　1 LD M8002</p><p>　　2 SET S1</p><p>　　3 STL S1 激活回原點(diǎn)初始狀態(tài)S1，開始運(yùn)行各個(gè)狀的操

76、作</p><p>　　4 LD X004 運(yùn)行模式選擇回原點(diǎn)</p><p>　　5 SET S10</p><p>　　6 STL S10</p><p>　　7 RST Y010 機(jī)械手放松</

77、p><p>　　8 RST Y005 解除下降狀態(tài)</p><p>　　9 OUT Y004 機(jī)械手上升</p><p>　　10 LD X014 啟動(dòng)上限行程開關(guān)</p><p>　　11 SET

78、 S11</p><p>　　12 STL S11</p><p>　　13 RST Y006 右行解除</p><p>　　14 OUT Y007 機(jī)械手左行</p><p>　　15 LD X017

79、 啟動(dòng)左限行程開關(guān)</p><p>　　16 SET S12</p><p>　　17 STL S12 驅(qū)動(dòng)復(fù)位</p><p>　　18 SET M8043 復(fù)位完畢</p><p>　　19 RST

80、 S12</p><p>　　20 OUT S12 輸出按指令要求復(fù)原要求</p><p>　　21 RET</p><p>　　22 LD X004</p><p>　　23 ANI X002</p><p>　

81、　24 ANI X003</p><p>　　25 OUT Y000 回原點(diǎn)模式指示燈亮</p><p>　　26 LDI X002 運(yùn)行模式選擇手動(dòng)單步</p><p>　　27 CJ P0 跳轉(zhuǎn)到手動(dòng)單步程

82、序</p><p>　　28 LD X011 啟動(dòng)夾緊開關(guān)</p><p>　　29 SET Y010 機(jī)械手夾緊</p><p>　　30 LD X012 啟動(dòng)松開開關(guān)</p><p>　　31

83、 RST Y010 機(jī)械手放松</p><p>　　32 LD X005 啟動(dòng)機(jī)械手上升電機(jī)開關(guān)</p><p>　　33 ANI X014</p><p>　　34 ANI Y005</p><p>　　35 O

84、UT Y004 機(jī)械手開始上升</p><p>　　36 LD X006 啟動(dòng)機(jī)械手下降電機(jī)開關(guān)</p><p>　　37 ANI X015</p><p>　　38 ANI Y004</p><p>　　39 O

85、UT Y005 機(jī)械手開始下降</p><p>　　40 LD X010 啟動(dòng)機(jī)械手左移開關(guān)</p><p>　　41 AND X014</p><p>　　42 ANI X017</p><p>　　43 ANI

86、 Y006</p><p>　　44 OUT Y007 機(jī)械手開始左移</p><p>　　45 LD X007 啟動(dòng)機(jī)械手右移開關(guān)</p><p>　　46 AND X014</p><p>　　47 ANI

87、 X016</p><p>　　48 ANI Y007</p><p>　　49 OUT Y006 機(jī)械手開始右移</p><p>　　50 LD X002</p><p>　　51 ANI X003</p><

88、p>　　52 ANI X004</p><p>　　53 OUT Y001 手動(dòng)單步模式指示燈亮</p><p>　　54 P0</p><p>　　55 LDI X003 運(yùn)行模式選擇自動(dòng)</p><p>　　5

89、6 CJ P1</p><p>　　57 LD X003</p><p>　　58 SET S2</p><p>　　59 STL S2</p><p>　　60 LD X017</p><p>　　61

90、 AND X014</p><p>　　62 ANI Y010 原點(diǎn)位置條件</p><p>　　63 ANI Y003 報(bào)警輸出常閉輔助觸點(diǎn)開關(guān)</p><p>　　64 SET S20</p><p>　　6

91、5 STL S20</p><p>　　66 LDI Y004</p><p>　　67 OUT Y005 機(jī)械手開始下降</p><p>　　68 LD X013 工件檢測</p><p>　　69

92、 AND X015 啟動(dòng)下限行程開關(guān)</p><p>　　70 SET S21</p><p>　　71 STL S21</p><p>　　72 SET Y010 機(jī)械手夾緊</p><p>　　73 OU

93、T T0 K30 延時(shí)3秒后開始上升</p><p>　　74 LD T0</p><p>　　75 SET S22</p><p>　　76 STL S22</p><p>　　77 LDI Y005</p>&

94、lt;p>　　78 OUT Y004 機(jī)械手開始上升</p><p>　　79 OUT T1 K200 設(shè)定上升的時(shí)間20秒</p><p>　　80 LD T1</p><p>　　81 SET S23</p><

95、;p>　　82 STL S23</p><p>　　83 LD Y004</p><p>　　84 OUT Y003 對(duì)上升狀態(tài)進(jìn)行檢測報(bào)警，當(dāng)機(jī)械手上升時(shí)不能按照設(shè)定時(shí)間到達(dá)時(shí)，便驅(qū)動(dòng)報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。</p><p>　　85 LD X01

96、4 正常運(yùn)行時(shí)觸動(dòng)上限行程開關(guān)</p><p>　　86 SET S24</p><p>　　87 STL S24</p><p>　　88 OUT T2 K20 設(shè)定時(shí)間1秒緩沖時(shí)間，使機(jī)械手不至于馬上運(yùn)行，對(duì)系統(tǒng)有保護(hù)作用</p><p>

97、;　　89 LD T2</p><p>　　90 SET S25</p><p>　　91 STL S25</p><p>　　92 LDI Y007</p><p>　　93 OUT Y006 機(jī)械手開始右移&

98、lt;/p><p>　　94 LD X016 啟動(dòng)右限行程開關(guān)</p><p>　　95 SET S26</p><p>　　96 STL S26</p><p>　　97 LDI Y004</p><p>　　9

99、8 OUT Y005 機(jī)械手開始下降</p><p>　　99 OUT T3 K200 設(shè)定下降的時(shí)間20秒</p><p>　　100 LD T3</p><p>　　101 SET S27</p><p>　　10

100、2 STL S27</p><p>　　103 LD Y005</p><p>　　104 OUT Y003 對(duì)下降狀態(tài)進(jìn)行檢測報(bào)警，當(dāng)機(jī)械手上升時(shí)不能按照設(shè)定時(shí)間到達(dá)時(shí)，便驅(qū)動(dòng)報(bào)警信號(hào)，系統(tǒng)停止運(yùn)行。</p><p>　　105 LD X015

101、 啟動(dòng)下限行程開關(guān)</p><p>　　106 SET S28</p><p>　　107 STL S28</p><p>　　108 OUT T4 K20 延時(shí)2秒，保護(hù)系統(tǒng)</p><p>　　109 LD T4</p>

102、<p>　　110 SET S29</p><p>　　111 STL S29</p><p>　　112 RST Y010 機(jī)械手松開</p><p>　　113 OUT T5 K10 延時(shí)1秒</p><p>

103、　　114 LD T5</p><p>　　115 SET S30</p><p>　　116 STL S30 </p><p>　　117 LDI Y005</p><p>　　118 OUT Y004 機(jī)械手開始上升

104、</p><p>　　119 LD X014 啟動(dòng)上限行程開關(guān)</p><p>　　120 SET S31</p><p>　　121 STL S31</p><p>　　122 LDI Y006</p><p>　

105、　123 OUT Y007 機(jī)械手開始左移</p><p>　　124 LD X017 啟動(dòng)左限行程開關(guān)</p><p>　　125 OUT S2 重新循環(huán)</p><p>　　126 LD X017</p>

106、<p>　　127 AND X020 循環(huán)一次</p><p>　　128 OUT S20</p><p>　　129 LD X003</p><p>　　130 ANI X002</p><p>　　131 ANI

107、 X004</p><p>　　132 OUT Y002 自動(dòng)模式指示燈亮</p><p>　　133 P1</p><p>　　134 END</p><p>　　附錄3 畢業(yè)設(shè)計(jì)作品說明書</p><p><b>　　一、作品名稱&l

108、t;/b></p><p>　　基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　二、作品功能</b></p><p>　　系統(tǒng)控制機(jī)械手進(jìn)行一系列上升，下降，抓緊，放松，右移和左移動(dòng)作的完成。</p><p>　　按下回原位按鈕，回原位程序控制機(jī)械手返回到原點(diǎn)位置。</p><p&g

109、t;　　按下手動(dòng)按鈕，手動(dòng)程序控制機(jī)械手按操作員給定的具體動(dòng)作指令完成相應(yīng)的動(dòng)作運(yùn)行。</p><p>　　按下自動(dòng)循環(huán)按鈕，系統(tǒng)自動(dòng)程序控制機(jī)械手自動(dòng)循環(huán)完成機(jī)械手運(yùn)動(dòng)軌跡流程無需操作員給出具體命令。按下一次循環(huán)按鈕，系統(tǒng)控制機(jī)械手完成一次運(yùn)動(dòng)軌跡流程后自動(dòng)停止。</p><p><b>　　三、運(yùn)行環(huán)境</b></p><p><b&

110、gt;　　硬件環(huán)境</b></p><p>　　根據(jù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求，選用三菱公司生產(chǎn)的FX2N-48MR，它能處理廣泛的機(jī)械控制應(yīng)用問題，所以它是在設(shè)備內(nèi)用作內(nèi)裝控制單元的理想產(chǎn)品。而且它完整的通信功能完全保證了與個(gè)人計(jì)算機(jī)連接通信。</p><p><b>　　軟件環(huán)境</b></p><p>　　根據(jù)前面硬件為三菱公司生產(chǎn)的FX

111、2N-48MR，所以選用適用于三菱FX、A、Q系列的GX-Developer V8.31H中文版PLC編程軟件。GX-Developer軟件是三菱PLC專用的編程軟件之一，在平臺(tái)上能夠?qū)崿F(xiàn)新建程序、編譯、讀入或?qū)懗龀绦颉⒈O(jiān)控程序等。</p><p><b>　　四、操作步驟</b></p><p>　　將機(jī)械手運(yùn)行模式選為回原點(diǎn)，機(jī)械手自動(dòng)檢測狀態(tài)返回原點(diǎn)位置。<

112、;/p><p>　　將機(jī)械手運(yùn)行模式選為手動(dòng)單步，然后按下具體單步動(dòng)作按鈕，機(jī)械手按照給出指令完成相應(yīng)單步動(dòng)作。</p><p>　　3、將機(jī)械手運(yùn)行模式選為自動(dòng)，機(jī)械手自動(dòng)循環(huán)完成整個(gè)運(yùn)動(dòng)流程。</p><p>　　4、按下一次循環(huán)按鈕，機(jī)械手只完成一個(gè)運(yùn)動(dòng)流程。</p><p><b>　　五、注意事項(xiàng)</b></

113、p><p>　　使用軟件新建時(shí)應(yīng)先確定通信端口（COM1或COM2）和PLC機(jī)型。當(dāng)程序輸入完后應(yīng)該經(jīng)編譯后，才能下載程序。</p><p>　　在下載程序時(shí)，PLC必須在STOP狀態(tài)。運(yùn)行或監(jiān)控程序時(shí)，PLC控制器的狀態(tài)開關(guān)應(yīng)為RUN狀態(tài)。</p><p>　　因?yàn)闄C(jī)械手驅(qū)動(dòng)使用的是220V電壓驅(qū)動(dòng)，所以必須先確保程序調(diào)試正確無誤才能連接機(jī)械手。這樣既能保護(hù)硬件完好，