PLC控制机械手程序设计说明书

项目设计报告题目：PLC控制机械手程序设计姓名：所在系部：班级名称：学号：指导老师：2010年3月

设计（论文）题目：PLC控制机械手程序设计指导教师：职称：类别：学生：学号：设计（论文）类型：专业：班级：是否隶属科研项目：

1、设计（论文）的主要任务及目标①熟悉三菱PLC基本编程技巧，针对需求完成编程任务②能够完成PLC程序的调试③初步掌握科研报告的格式④熟练掌握WOR戊档编辑2、设计的基本要求①完成PLC编程及调试任务②完成项目报告3、主要参考文献[1]鲍风雨.典型自动化设备及生产线应用与维护[M[.北京：机械工业由版社，2004.[2]王晓方.液压与气动技术[M.北京：中国轻工业由版社，2006[3]黄伟，胡青龙.机械手PLC控制系统的设计[J]..机电工程技术,2008.[4]汪道辉.逻辑与可编程控制系统[M].北京：机械工业由版社，2001.[5]龙小波.PLC实现对简易机械手的控制设计[J].可编程控制器与工厂自动化，20084、进度安排设计（论文）个阶段任务起至日期,理解设计任务、复习1PLC编程知识2编写程序3程序调试完成报告并发送教师备箱5设计（论文）任务书本设计主要利用FX2N系列PLC实现机械手的设计，其中就机械手，PLC做了简单的介绍，然后按要求对机械手的程序进行设计，画由梯形图，并根据梯形图写生了指令，最后进行了调试过程。关键词：PLC;机械手；梯形图；调试目录TOC\o"1-5"\h\z第1章概述1机械手1可编程逻辑控制器PLC2第2章机械手设计任务4基于PLC控制机械手设计要求4输入输由控制5第3章编程6功能图6梯形图7指令8第4章程序调试10参考文献11致明甘12第1章概述机械手定义机械手也被称为自动手，autohand能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手的组成机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2〜3个自由度。机械手的分类a）按用途分类：专用机械手；通用机械手。b）按驱动方式分类：液压传动型；气压传动型；电力传动型；机械传动型。c）按控制方式分类：点位控制；连续轨迹控制。d）按种类分类：串联机械手；并联机械手。机械手发展现状机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。可编程逻辑控制器PLCPLC的基本概念可编程控制器(ProgrammableController)是计算机家族中的一员，是为工业控制应用而设计制造的。早期的可编程控制器称作可编程逻辑控制器(ProgrammableLogicController),简称PLC,它主要用来代替继电器实现逻辑控制。PLC的基本结构PLC实质是一种专用于工业控制的计算机，其硬件结构基本上与微型计算机相同。a.中央处理单元(CPU)中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据；检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态，并能诊断用户程序中的语法错误。b、存储器存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。c、电源PLC的电源在整个系统中起着十分重要的作用。没有一个良好的、可靠的电源系统是无法正常工作的，因此PLC的电源的设计一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内，可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去PLC的工作原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输由刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。（一）输入采样阶段在输入采样阶段，PLC以扫描方式依次地读入所有输入状态和数据，并将它们存入I/O映象区中的相应得单元内。输入采样结束后，转入用户程序执行和输由刷新阶段。在这两个阶段中，即使输入状态和数据发生变化，I/O映象区中的相应单元的状态和数据也不会改变。因此，如果输入是脉冲信号，则该脉冲信号的宽度必须大于一个扫描周期，才能保证在任何情况下，该输入均能被读入。（二）用户程序执行阶段在用户程序执行阶段，PLC总是按由上而下的顺序依次地扫描用户程序（梯形图）。在扫描每一条梯形图时，又总是先扫描梯形图左边的由各触点构成的控制线路，并按先左后右、先上后下的顺序对由触点构成的控制线路进行逻辑运算，然后根据逻辑运算的结果，刷新该逻辑线圈在系统RAM存储区中对应位的状态；或者刷新该输曲线圈在I/O映象区中对应位的状态；或者确定是否要执行该梯形图所规定的特殊功能指令。（三）输由刷新阶段当扫描用户程序结束后，PLC就进入输由刷新阶段。在此期间，CPU按照I/O映象区内对应的状态和数据刷新所有的输生锁存电路，再经输由电路驱动相应的外设。这时，才是PLC的真正输由。第2章机械手设计任务2.1基于PLC控制机械手设计要求按启动按钮，输送带A连续运行，机械手上升一到位撞H1,停止上升-左旋，到位撞H2,停止左旋-下降，到位撞H3,停止下降-接通输送带B,移动零件-零彳^通过检测器H6,输送带B停止一机械手抓零件，抓紧撞H4f上升，到位撞H1,停止上升一右旋，到位撞H5停止右旋一下降，到位撞H3,停止下降-将零件放在输送带A上延时5秒-上升，再次循环。

2.2输入输由控制输入输由0XB1S启动G上升Y11X1H上限位K下降Y22X2H左限位E左旋Y33X3H下限位F右旋Y44X4H抓紧限位C抓紧Y55X5H右限位D放松Y66X6H零件检测B输送带BY77XB2S停止A输送带AY103.1功能图H1H2第3章编程左旋下降H6H4H1H5H3抓紧右旋下降机械手功能图3.2梯形图TOO3TOOJMDK50EMDYO1DTOOLYOOZ¥007TODe¥005机械手梯形图3.3指令0LDOROUT3LDORORORANIANIOUT10LDORORANIMPSANIOUTMPPANDANIOUT21LDORORANIANIOUT27LDX000Y010Y010X000X004T0Y001X001X007Y001X001Y003Y004X002M1Y003M1X005Y004X002X005Y002Y007X003Y002X003ORY007ORM0ANIX006MPSANIM1OUTY007MPPANDM1OUTM037LDM0ORY006MPSANIY001OUTY006MPPANIY001OUTT0K5046LDX006ORY005ANIX004OUTY00551LDX006ORM1OUTM154END第4章程序调试将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时由现的错误。我们在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输由量的通/断状态用PLC上有关的发光二极管来显示，一般不用接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。对于顺序控制程序，我们检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。在调试时我们充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都逐一检查。发现问题后及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输由量之间的关系完全符合要求。程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。在设计和模拟调试程序的同时，设计、制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。通过模拟调试的程序进一步进行在线统调。联机调试过程循序渐进，从PLC只连接输入设备、再连接输由设备、再接上实际负载等逐步进行调试。不符合要求时，对硬件和程序作调整，修改部分程序。全部调试完毕后，交付试运行。参考文献[1]鲍风雨.典型自动化设备及生产线应用与维护[M[.北京：机械工业由版社，2004.[2]王晓方.液压与气动技术[M.北京：中国轻工业生版社，2006[3]黄伟，胡青龙.机械手PLC控制系统的设计[J]..机电工程技术,2008.[4]汪道辉.逻辑与可编程控制系统[M].北京：机械工业由版社，2001.[5]龙小波.PLC实现对简易机械手的控制设计[J].可编程