机电一体化毕业设计

1、15机电一体化专业毕业设计系 部 机电一体化 班 级 山东科技大学 学生姓名 冉阳 学生学号 指导教师 山东科技大学2011年 09 月 01 日毕业设计（作品）任务书 毕业设计（作品）题目： 可编程序控制器-气动机械手程序设计专业： 机电一体化 姓名： 冉阳 毕业设计（作品）工作起止时间： 共一周.（ 2010.11.20 2010.11.26 ） 毕业设计（作品）的内容要求： 1. 电机为三相异步电动机2. 手动抓物和放物，到达预定位置自动停止运行3. 放物停车时要求自动停车，减轻对放物行程开关的冲击力4. 抓物运行中机械手始终压迫放物行程开关，一旦离开立即自动停车，当机械手运行中物体掉落

2、，能及时降下机械手检修。5. 有总停控制和必要的短路、过载保护环节。 指导教师（签名）： 教研室负责人： 2011 年 09 月 01 日毕业设计（作品）指导教师意见书专业： 机电一体化 填表日期：2011 年 09 月 01 日学生姓名冉阳学号班级08120设计（作品）题目可编程控制器-机械手程序设计意见：成绩及评语：指导教师职称工作单位目录第一章 前言第二章 课程设计的目的、意义及要求第1节课程设计的目的、意义第2节课程设计的要求第三章 课程设计的内容第1节 课程设计的题目第2节 课程设计的内容第四章 气动机械手总体方案的确定第1节系统运动方式的确定第2节PLC控制系统的确定第五章 I/O

3、 的确定、接线图第六章 程序的编写以及程序的指令语句表第七章 致谢、参考资料第一章 前言一 可编程控制器的产生可编程序控制器的问世于1969年，美国数据设备公司（DEC）研制出世界上第一台可编程控制器。20世纪70年代初期问世的微处理器和微型计算机，经过不断的开发和改进，软、硬件资源和技术已经十分完善，价格也很低廉，因而参透到各个领域。可编程控制器的设计和制造者及时吸收了微型计算机的优点，引入了微处理器和其他大规模集成电路，研制出了第一代可编程控制器。20世纪70年代后期，随着微电子技术和计算机技术的迅猛发展，使PLC从开关量的逻辑控制扩展到数字控制及生产过程控制领域，真正成为一种电子计算机工

4、业控制装置，故称为可编程控制器，简称PC（programmable controller）。但由于PC容易和个人计算机(personal computer)相混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。二 可编程控制器的控制功能 1. 条件控制（逻辑控制） 2. 定时控制 3. 计数控制 4. 步进控制 5. A/D，D/A转换 6. 数据处理 7. 通信联网 8. 监控三 可编程控制器的主要特点 1. 通用性好 2. 可靠性高 3. 环境适应性好，抗干扰能力强 4. 功能强 5. 接线简单 6. 编程简单，使用方便 7. 体积小、重量轻、功耗低四 可编程控制器的应用 1. 开关量的逻

5、辑控制 2. 运动控制 3. 闭环过程的控制 4. 数据的处理 5. 通信联网五 可编程控制器的发展前景 目前PLC技术总的发展趋势是系列化、通用化和高性能化，主要表现在以下几个方面。1. 在系统构成规模上向大、小两个方向发展发展小型（超小型）化、专用化、模块化、低成本PLC，以真正替代最小的继电器系统；发展大容量、高速度、多功能、高性能价格比的PLC，以满足现代化企业中那些大规模复杂系统自动化的需要。2. 功能不断增强，各种应用模块不断推出 大力加强过程控制和数据处理功能，提高组网和通信能力，开发多种功能模块，以使各种规模的自动化系统功能更强、更可靠，组成和维护更加灵活方便，使PLC应用范围

6、扩大。 3. 产品更加规范化、标准化PLC厂家在使硬件及编程工具换代频繁、丰富多样、功能提高的同时，日益向MAP（制造自动化协议）靠拢，并使PLC基本部件如输入输出模块、接线端子、通信协议、编程语言和工具等方面的技术规格规范化、标准化，使不同产品间能互相兼容、易于组网，以方便用户真正利用PLC来实现工厂生产的自动化。第二章课程设计的目的、意义及要求 第一节 课程设计的目的、意义1. 熟悉PLC指令的编程方法；2. 掌握单流程程序的编制；3. 掌握工业气动机械手的程序设计及外部接线；4. 能够正确运用机电一体化系统设计课程的基本理论和相关知识，掌握机电一体化系统（产品）的功能构成、特点和设计思想

7、、设计方法，了解设计方案的拟定、比较、分析和计算，培养学生分析问题和解决问题的能力，使学生具有机电一体化系统设计的初步能力；5. 通过课程设计提高学生应用手册、标准及编写技术说明书的能力，促进学生在科学态度、创新精神、专业技能等方面综合素质的提高。第二节课程设计的要求1.课程设计应在教师的指导下由学生独立完成，严格地要求自己，不允许相互抄袭；2. 认真阅读课程设计指导书，明确题目及具体要求；3. 认真查阅题目涉及内容的相关文献资料、手册、标准；4. 大胆创新，确定合理、可行的总体设计方案；5. 微机控制系统方案可行，硬件选择合理，软件框图正确；6. 手工或电脑绘制机械系统装配图一张，图纸符合国

8、家标准，布图合理，内容完整表达清晰。 7. 课程设计说明书一份。包括：目录，题目及要求，总体方案的确定。参考文献等。设计说明书应叙述清楚、表达正确、内容完整、技术术语符合标准；第三章 课程设计的内容第一节 课程设计的题目：可编程控制器气动机械手的设计已知：传送带A为步进式传送，每当机械手从传送带上取走一个物品时，该传送带向前步进一段距离，将使机械手在下一个工作循环取到物品。传送带A、B分别由电动机M1、M2驱动，机械手回转运动由气动阀Y1、Y2控制，机械手的上、下运动由气动阀Y3、Y4控制，机械手的夹紧与放松由气动阀Y5控制。右旋到位信号为SQ1，左旋到位信号SQ2，上升到位信号SQ3，下降到

9、位信号SQ4。1）机械手在原始位置时SQ1动作，按下启动按钮，机械手松开，传送带B开始运动，机械手手臂开始上升。2） 机械手上升到上限位置，SQ3动作，上升动作结束，机械手开始左转。3） 机械手左旋到左限位，SQ2动作，左旋动作结束，机械手开始下降。4） 机械手下降到下限位置，SQ4动作，下降动作结束，传送带A启动。5） 传送带A向机械手方向前进一个物品的距离后停止，机械手开始抓物。6） 机械手抓物，延时1秒钟时间，机械手开始上升。7） 机械手上升到上限位置，SQ3动作，上升动作结束，机械手开始右旋。8） 机械手右旋到右限位置，SQ1动作，右旋动作结束，机械手开始下降。9） 机械手下降到下限位

10、置，SQ4动作，机械手松开，放下物品。10）机械手放下物品经过适当延时，一个工作循环过程完毕。11）机械手的工作方式：单步/循环。第二节 课程设计的内容.气动机械手总体方案的确定a. 气动机械手的确定b. 分析工艺过程、比较、论证2. 确定I/O点数并分配、气动机械手PLC的接线图3. 气动机械手PLC程序的编写及气动机械手控制程序指令语句表第四章 气动机械手总体方案的确定气动机械手总体方案设计的内容包括：系统运动方式的确定、PLC控制系统的确定、实验器材 1. 系统运动方式的确定气动机械手的任务大多数是搬运物品或器件，并且快速准确。如下图：2. PLC控制系统的确定 目前，PLC的生产厂家很

11、多，生产的PLC品种繁多，且各有特色。本设计以日本三菱公司FX2型PLC。 FX2系列可编程控制器的特殊功能模块种类繁多、功能齐全。3. 实验器材 PLC-2型可编程控制器试验台 1台 PC机或FX2编程器 1台 编程电缆 1根 连接导线 若干第五章 I/O 的确定及接线图1. 确定I/O点数并分配。 输 入输 出SQ1X0回转缸磁性开关YV1Y1气缸右转SQ2X1YV2Y2气缸左转SQ3X2手臂上升/下降气缸磁性开关YV3Y3手臂上升SQ4X3YV4Y4手臂下降开关0X4单步YV5Y5夹紧与放松开关1X5循环M1Y0传送带A开关2X6手动启动M2Y6传送带B开关3X7手动复位开关4X10手动

12、到原点开关5X11紧急停止2. PLC接线图第六章 程序的编写及程序指令语句表 1. 气动机械手PLC程序的编写2. 气动机械手PLC程序指令表致谢 毕业设计是我在大学里的最后一门课程。通过这次毕业设计，我学会了如何查阅现有的技术资料、如何举一反三、如何通过改进并加入自己的想法与观点，使之成为自己的东西。这次毕业设计让懂得了许多东西，也培养了独立思考和设计的能力，树立了对知识应用的信心，相信会对今后的学习工作和生活有非常大的帮助，并且提高了自己的动手实践操作能力， 使自己充分体会到了在设计过程中的成功喜悦。虽然这个设计做的不怎么好，但是在设计过程中所学到的东西是这次课程设计的最大收获和财富。在

13、此，我对我的论文指导老师表示衷心的感谢，感谢她的监督和指导。其次我要感谢这三年里给我授课的所有老师。感谢你们传给我知识。另外，本人在学习和毕业设计完成期间，得到了学校的相关领导、老师和同事们的关心和鼓励以及其他同学的无私帮助。在此向他们表示衷心的感谢。最后还要感谢参考文献中所列书籍、文章及资料的作者。参考文献【1】 赵明，许繆. 工厂电气控制设备【M】. 第二版. 北京：机械工业出版社，1995.【2】 方承远. 工厂电气控制技术【M】. 第二版. 北京：机械工业出版社，2000.【3】 钟肇新，彭侃. 可编程序控制器原理及应用 【M】. 广州：华南理工大学出版社，1992【4】 张万忠，刘明芹. 电气与PLC控制技术【M】. 北京：化学工业出版社，2003.【5】 钟肇新. 可编程序控制器原理与应用【M】. 广州：华南理理工大学出版社，1991.【6】 王仁祥. 常用