气动机械手控制系统设计论文.docVIP

PAGE 机电工程学院 课程设计说明书 设计题目: 气动机械手控制系统设计 学生姓名： 学 号： 专业班级： 指导教师： 王宗才 2011年 12 月 PAGE \* MERGEFORMAT1 内容摘要 机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点。气动机械手控制系统的设计要求是在控制系统的指令下，能将工件迅速、灵活、准确、可靠地抓起并运送到指定位置。在工业生产中， 利用气动机械手将工件从一条生产线搬运到另一条生产线是一种高效的工作方式。因此采用PLC可编程控制器作为工件抓取机械手的控制系统，根据机械手的控制要求和所能实现的操作功能，设置动作流程，分配输入输出接点，按所需来选PLC的型号，接着进行梯形图的编辑，最后进行程序的编辑与调试，从而使机械手能够完成符合设计要求的动作。 关键词：机械手；可编程控制器；PLC；控制设计 目 录 第1章 引言 1 1.1气动机械手的控制要求 1 1.2气动机械手的工作方式 1 1.3系统流程图 2 第2章 PLC控制系统的设计 3 2.1气动机械手的硬件系统设计 3 2.1.1气动机械手的硬件系统 3 2.1.2电器元件的选择 3 2.2气动机械手的软件结构设计 4 2.2.1 PLC的I/O地址分配 2.2.2 PLC的外部接线图 2.3程序设计及梯形图 6 2.3.1 程序设计说明 6 2.3.2 程序梯形图 7 结论 16 总结 17 谢辞 18 附录 19 参考文献 24 PAGE \* MERGEFORMAT18 第1章 引言 1.1气动机械手的控制要求 1、气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向德线圈才能反向运动。 2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV1、YV2；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4； 3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电夹紧，断电松开； 4、机械手的夹钳的松开，夹紧通过延时1.7s实现； 5、机械手的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现； 1.2气动机械手的工作方式 系统设有手动、单周期、连续、单步和回原点五种工作方式（如图1-1）。 在手动工作方式下，用I0.5—I1.2对应的6个按钮分别独立控制机械手的升、降、左右行和夹紧松开。 在单周期的工作方式下，按下启动按钮I2.6后，从初始步M0.0开始，机械手按顺序功能图的规定完成一个周期的工作后，返回并停留在初始步。 在单步工作方式下，从初始步开始，按一下启动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步，再按一下启动按钮，又往前走一步。单步工作方式常用于系统的调试。 单步 单周期 回原位 连续 手动 夹紧SB7 右行SB5 下降SB3 启动SB1 负载电源 松开SB8 左行SB6 上升SB4 停止SB2 紧急停车SB9 图1-1 气动机械手的控制面板 1.3系统流程图 如图1-2所示：接通电源是系统启动开始扫描，扫描手动式判断手动按钮的是执行手动操作，扫描回原点开关，是执行回原点操作，扫描单步开关，是执行单步操作，扫描单周期开关，是检测是否在原点，是执行单周期操作，扫描连续操作，是检测是否在原点，是执行连续操作。除了连续操作以外，其他操作执行完以后自动重新扫描。 单周期连续 单周期 连续 是否在原点 检测等待 检测等待 连续操作 是否停止 系统启动 回原点 手动 单步 手动操作 回原点操作 单步操作 是否在原点 单周期操作 是否在原点 检测等待 Y Y N Y N Y Y Y N N Y Y Y N N Y Y Y Y N N Y 图1-2 气动机械手控制流程图 第2章 系统总体方案设计 2.1气动机械手的硬件系统设计 2.1.1气动机械手的硬件运行方式 机械手用来将工件从A点搬运到B点（如图2-1），输出Q0.1为1时工件被夹紧，为0时背松