機(jī)械手課程設(shè)計(jì)報(bào)告---機(jī)械手搬運(yùn)監(jiān)控系統(tǒng)

1、<p><b>　　信息與電氣工程學(xué)院</b></p><p><b>　　課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書</b></p><p>　　（2011/2012學(xué)年第一學(xué)期）</p><p>　　課程名稱 ： 監(jiān)控組態(tài)軟件 </p><p>　　題 目 ： 機(jī)械手搬運(yùn)監(jiān)控系統(tǒng)

2、 </p><p>　　專業(yè)班級(jí) ： 自動(dòng)化0804班 </p><p>　　學(xué)生姓名 ： </p><p>　　學(xué) 號(hào) ： </p><p>　　指導(dǎo)教師 ： </p><p>　　設(shè)

3、計(jì)周數(shù) ： 兩 周 </p><p>　　設(shè)計(jì)成績(jī) ： </p><p>　　2011 年 12月 23日</p><p><b>　　目錄</b></p><p>　　前言………………………………………………………………………………

4、…………………………2</p><p>　　實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?</p><p>　　系統(tǒng)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………………………2</p><p>　　控制要求……………………………………………………………………………………………………2</p>

5、<p>　　硬件選擇……………………………………………………………………………………………………3</p><p>　　輸入輸出點(diǎn)的地址分配……………………………………………………………………………………4</p><p>　　程序設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………………………………4</p><p>　　4.1程序流程圖……

6、……………………………………………………………………………………………4</p><p>　　4.2內(nèi)存變量分配表……………………………………………………………………………………………4</p><p>　　4.3控制程序……………………………………………………………………………………………………5</p><p>　　5.與下位機(jī)的通訊連接………………………………

7、…………………………………………………………7</p><p>　　5.1監(jiān)控組態(tài)界面………………………………………………………………………………………………7</p><p>　　5.2監(jiān)控組態(tài)程序清單…………………………………………………………………………………………7</p><p>　　四.總結(jié) …………………………………………………………………………………

8、………………………12</p><p>　　五.參考文獻(xiàn) ……………………………………………………………………………………………………13</p><p><b>　　一、前言</b></p><p>　　自動(dòng)化技術(shù)是近十幾年來(lái)國(guó)際上發(fā)展最快的高新技術(shù)，已滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域。采用自動(dòng)化技術(shù)就是發(fā)揮以微機(jī)為核心的微電子技術(shù)優(yōu)勢(shì)：對(duì)于一般機(jī)械

9、而言，可使機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化且控制更為靈活、細(xì)致；對(duì)于采用氣動(dòng)元件作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)的機(jī)械設(shè)備而言，較之采用繼電器接觸控制更為可靠、方便，增加了柔性。微型計(jì)算機(jī)及以微機(jī)為核心的專用控制機(jī)的推廣應(yīng)用，采用電子控制的便捷、靈活和可靠等優(yōu)勢(shì)與采用氣壓傳動(dòng)的簡(jiǎn)單、便捷和安全的優(yōu)點(diǎn)相互結(jié)合，使得電子氣動(dòng)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。電子氣動(dòng)控制技術(shù)是自動(dòng)化技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，由于它在工業(yè)機(jī)器人中的成功應(yīng)用，使得這項(xiàng)技術(shù)的推廣具有了良好而廣闊的前景。</p>

10、<p><b>　　二.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?lt;/b></p><p>　　使學(xué)生掌握自動(dòng)化控制系統(tǒng)一般設(shè)計(jì)過(guò)程，培養(yǎng)科學(xué)的思維方式，正確的設(shè)計(jì)思想和解決實(shí)際問(wèn)題的能力。</p><p><b>　　三.系統(tǒng)設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　1.控制要求 </b></p><

11、;p>　　當(dāng)工件被送到機(jī)械手下方后，機(jī)械手將向下運(yùn)動(dòng)，然后鎖緊夾爪；當(dāng)工件被夾住后，機(jī)械手上升，到達(dá)上端后，手臂向右旋轉(zhuǎn)180°。當(dāng)?shù)竭_(dá)右側(cè)后夾爪向下并釋放工件，然后上升，最后機(jī)械手臂向左擺動(dòng)、復(fù)位，并發(fā)出信號(hào)，將控制權(quán)交給下一單元。 </p><p><b>　　技術(shù)要求：</b></p><p>　　機(jī)械夾爪上下運(yùn)動(dòng)

12、；只有當(dāng)機(jī)械手下降到低端時(shí)才能做開(kāi)合動(dòng)作</p><p>　　機(jī)械夾爪鎖緊后將有信號(hào)產(chǎn)生</p><p>　　機(jī)械手臂左右擺動(dòng)（180 °）</p><p>　　下位機(jī)與上位機(jī)都具有對(duì)機(jī)械手搬運(yùn)單元起?？刂乒δ?lt;/p><p>　　上位機(jī)能夠同步動(dòng)畫顯示機(jī)械手搬運(yùn)單元的動(dòng)作過(guò)程</p><p>　　課程設(shè)計(jì)報(bào)

13、告書寫規(guī)范、文字通順、圖表清晰、數(shù)據(jù)完整、結(jié)論明確</p><p><b>　　2.硬件選擇</b></p><p>　　從工藝要求中可以看出控制方式為兩種，分別完成自動(dòng)方式（I0.3=0）和手動(dòng)方式（I0.3=1）的運(yùn)動(dòng)，啟動(dòng)/停止按鈕I0.0完成啟動(dòng)（I0.0=1）和停止（I0.0=0）功能，復(fù)位信號(hào)I0.1完成系統(tǒng)的復(fù)位，單步按鈕I0.2用于控制手動(dòng)方式的單步控

14、制。機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的限位開(kāi)關(guān)共有4個(gè)，左限位開(kāi)關(guān)I0.6和右限位開(kāi)關(guān)I0.7，高限位開(kāi)關(guān)I1.0、低限位開(kāi)關(guān)I1.1。機(jī)械手鎖緊檢測(cè)信號(hào)I1.2（鎖緊時(shí)I1.2=1，松開(kāi)時(shí)I1.2=0）。共有9個(gè)輸入信號(hào)。</p><p>　　輸出信號(hào)有機(jī)械手右轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Q0.0，左轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Q0.1，下降驅(qū)動(dòng)信號(hào)Q0.2，下降機(jī)械手夾緊驅(qū)動(dòng)信號(hào)Q0.3（夾緊Q0.3=1，放松Q0.3=0）。共有4個(gè)輸出信號(hào)。</p>

15、<p>　　該系統(tǒng)需要輸入9點(diǎn)，輸出4點(diǎn)?？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。</p><p>　　機(jī)械手搬運(yùn)單元控制系統(tǒng)如下圖：</p><p>　　3.輸入輸出點(diǎn)的地址分配</p><p><b>　　4.程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　4.1程序流

16、程圖

17、 </p>

18、<p>　　4.2內(nèi)存變量分配表</p><p><b>　　4.3控制程序</b></p><p><b>　　主程序：</b></p><p><b>　　子程序：</b></p><p><b>　　與下位機(jī)的通訊連接</b></

19、p><p><b>　　5.1監(jiān)控組態(tài)界面</b></p><p>　　初始狀態(tài)：機(jī)械手位于左側(cè)，高位，放松。</p><p>　　當(dāng)下方有工件時(shí)，機(jī)械手開(kāi)始工作。</p><p>　　兩種控制方式：自動(dòng)和手動(dòng)。單步只有在手動(dòng)時(shí)有效。</p><p>　　5.2監(jiān)控組態(tài)程序清單</p>

20、<p><b>　　進(jìn)入程序</b></p><p><b>　　a1==0;</b></p><p><b>　　a2==0;</b></p><p><b>　　a3==0;</b></p><p><b>　　a4==0;<

21、/b></p><p><b>　　flag1==0;</b></p><p><b>　　fw.PV=0;</b></p><p>　　qiehuan.pv=0;</p><p><b>　　qd.pv=0;</b></p><p><b&

22、gt;　　b2=0;</b></p><p><b>　　b1=290;</b></p><p><b>　　程序運(yùn)行周期執(zhí)行</b></p><p>　　IF qiehuan.pv==1&& qd.pv==1&&flag1==0 THEN</p><p>

23、;　　#bv.y=#bv.y+10;</p><p><b>　　a1=a1+5;</b></p><p>　　#bv2.y=#bv2.y+10;</p><p>　　#bv3.y=#bv3.y+10;</p><p>　　#bv5.x=#bv5.x+10;</p><p>　　IF #bv5.x

24、>=113 THEN</p><p>　　#bv5.x=113;</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF #bv.y>=471 THEN</p><p>　　#bv.y=471;</p><p>　　#bv2.y=526;</p><

25、;p>　　#bv3.y=526;</p><p>　　#bv2.x=#bv2.x+10;</p><p>　　#bv3.x=#bv3.x-10;</p><p>　　IF #bv2.x>=108 THEN</p><p>　　#bv2.x=108;</p><p>　　#bv3.x=163;</p&g

26、t;<p>　　flag1=flag1+1;</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF flag1==1 THEN</p>

27、<p>　　#bv.y=#bv.y-10;</p><p><b>　　a1=a1-5;</b></p><p>　　#bv2.y=#bv2.y-10;</p><p>　　#bv3.y=#bv3.y-10;</p><p>　　#bv5.y=#bv5.y-10;</p><p>　　

28、IF #bv.y<=146 THEN</p><p>　　#bv.y=146;</p><p>　　#bv2.y=200;</p><p>　　#bv3.y=200; </p><p>　　#bv5.y=204;</p><p><b>　　a4=1;</b></p><

29、p>　　flag1=flag1+1;</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF flag1==2 THEN</p><p>　　#bv.x=#bv.x+10;</p><p>　　#bv2.

30、x=#bv2.x+10;</p><p>　　#bv3.x=#bv3.x+10;</p><p>　　#bv4.x=#bv4.x+10;</p><p>　　#bv5.x=#bv5.x+10;</p><p><b>　　b1=b1-10;</b></p><p>　　IF #bv4.x>=

31、420 THEN</p><p>　　b1=0;b2=b2+10;</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF #bv.x>=672 THEN</p><p>　　#bv.x=672;</p><p>　　#bv2.x=690;</p><p

32、>　　#bv3.x=745;</p><p>　　#bv4.x=706;</p><p>　　#bv5.x=695;</p><p><b>　　b2=290;</b></p><p><b>　　b1=0;</b></p><p>　　#bv.y=#bv.y+10;&

33、lt;/p><p><b>　　a2=a2+5;</b></p><p>　　#bv2.y=#bv2.y+10;</p><p>　　#bv3.y=#bv3.y+10;</p><p>　　#bv5.y=#bv5.y+10;</p><p>　　IF #bv.y>=473 THEN</p&

34、gt;<p>　　#bv.y=473;</p><p>　　#bv2.y=528;</p><p>　　#bv3.y=528;</p><p>　　#bv5.y=536;</p><p>　　flag1=flag1+1;</p><p><b>　　ENDIF</b></p&g

35、t;<p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF flag1==3 THEN</p><p>　　#bv2.x=#bv2.x-10;</p><p>　　#bv3.x=#bv3.x+10;</p><

36、;p>　　IF #bv2.x<=672 THEN</p><p>　　#bv2.x=679;</p><p>　　#bv3.x=758;</p><p>　　#bv.y=#bv.y-10;</p><p><b>　　a2=a2-5;</b></p><p>　　#bv2.y=#bv2

37、.y-10;</p><p>　　#bv3.y=#bv3.y-10;</p><p>　　IF #bv.y<=350 THEN</p><p>　　#bv5.x=#bv5.x+10;</p><p>　　IF #bv5.x>=772 THEN</p><p>　　#bv5.x=772;</p>

38、<p><b>　　a3=1;</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF #bv.y<=146 THEN</p><p>　　#bv.y=146;</p><p>　　#bv2.y=200; </p><p>　　#b

39、v3.y=200;</p><p>　　flag1=flag1+1;</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　E

40、NDIF</b></p><p>　　IF flag1==4 THEN</p><p>　　#bv.x=#bv.x-10;</p><p>　　#bv2.x=#bv2.x-10;</p><p>　　#bv3.x=#bv3.x-10;</p><p>　　#bv4.x=#bv4.x-10;</p>

41、;<p><b>　　b2=b2-10;</b></p><p>　　IF #bv4.x<=420 THEN</p><p>　　b1=b1+10;b2=0</p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF #bv.x<=90 THEN</p&

42、gt;<p><b>　　#bv.x=90;</b></p><p>　　#bv2.x=96;</p><p>　　#bv3.x=177;</p><p>　　#bv4.x=125;</p><p><b>　　b1=290;</b></p><p><b

43、>　　a3=0;</b></p><p><b>　　a4=0;</b></p><p>　　#bv5.x=33;</p><p>　　#bv5.y=535;</p><p><b>　　flag1=0;</b></p><p>　　qiehuan.pv=1

44、;</p><p><b>　　qd.pv=1;</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p><p>　　IF fw.PV==1 THEN</p><p><b>　　a4=1

45、;</b></p><p><b>　　#bv.x=90;</b></p><p>　　#bv.y=147;</p><p>　　#bv2.x=96;</p><p>　　#bv2.y=197;</p><p>　　#bv3.x=177;</p><p>　　#

46、bv3.y=197;</p><p>　　#bv4.x=125;</p><p>　　#bv4.y=80;</p><p>　　#bv5.x=33;</p><p>　　#bv5.y=535;</p><p><b>　　flag1=0;</b></p><p>　　qie

47、huan.pv=0;</p><p><b>　　qd.pv=0;</b></p><p><b>　　fw.PV=0;</b></p><p><b>　　a1=0;</b></p><p><b>　　a2=0;</b></p><

48、p><b>　　b1=290;</b></p><p><b>　　b2=0;</b></p><p>　　IF fw.PV==0 THEN</p><p><b>　　a4=0;</b></p><p><b>　　ENDIF</b></p&

49、gt;<p><b>　　ENDIF</b></p><p><b>　　四.總結(jié)</b></p><p>　　通過(guò)這次課程設(shè)計(jì)使我懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合是很重要的，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來(lái)，從理論中得出結(jié)論，才能真正為社會(huì)服務(wù)，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。在設(shè)計(jì)的過(guò)程中遇到問(wèn)題

50、，可以說(shuō)得是困難重重，同時(shí)在設(shè)計(jì)的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了自己的不足之處，對(duì)以前所學(xué)過(guò)的知識(shí)理解得不夠深刻，掌握得不夠牢固。</p><p>　　通過(guò)查資料，分析資料及請(qǐng)教老師和同學(xué)等途徑，在全組同學(xué)的努力和合作下，這次課程設(shè)計(jì)終于順利完成了，此次課程設(shè)計(jì)，讓我在學(xué)習(xí)和鞏固組態(tài)和PLC知識(shí)的同時(shí)，還學(xué)到了很多課內(nèi)學(xué)不到的東西，比如獨(dú)立思考解決問(wèn)題，出現(xiàn)差錯(cuò)的隨機(jī)應(yīng)變，和與人合作共同提高，都受益非淺，今后的制作應(yīng)該更輕松，自己

51、也都能扛的起并高質(zhì)量的完成項(xiàng)目。</p><p>　　在此對(duì)給過(guò)我?guī)椭乃型瑢W(xué)和各位指導(dǎo)老師再次表示忠心的感謝！</p><p><b>　　五.參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]殷洪義.可編程序控制器選擇設(shè)計(jì)與維護(hù).機(jī)械工業(yè)出版社，2001.9</p><p>　　[2]楊后川,張學(xué)民,陳勇 《IMATIC

52、 S7-200 可編程控制器原理與應(yīng)用》</p><p>　　[M]． 2008.北京 北京航空航天大學(xué)出版社</p><p>　　[3]趙燕,周新建 《編程控制器原理與應(yīng)用》 [M] 北京 中國(guó)林業(yè)出版社 北京大學(xué)出版社 2006.</p><p>　　[4]趙美寧,王佳.《動(dòng)供料機(jī)械手的 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》[J].液壓與氣動(dòng) 2007.09 </p