毕业设计坐标式机械手的PLC梯形图控制程序设计与调试

目录目录 摘摘要要. .2 2 第一节第一节 机械手的工作原理机械手的工作原理 2 2 1.11.1 机械手的概述机械手的概述 2 2 1.21.2 机械手的工作方式机械手的工作方式 . .2 2 1.31.3I/OI/O 点数的确定及点数的确定及 PLCPLC 类型的选择类型的选择 3 3 1.41.4 编程指令的选择编程指令的选择 3 3 第二节第二节 机械手控制程序设计机械手控制程序设计 4 4 2.12.1 输入和输出点分配表及原理接线图输入和输出点分配表及原理接线图4 4 表表 1 1机械手传送系统输入和输出点分配表机械手传送系统输入和输出点分配表. .4 4 2.22.2 控制程序控制程序 . .5 5 第三节第三节 梯形图及指令表梯形图及指令表 9 9 3.13.1梯形图梯形图 . .9 9 3.23.2指令表指令表 . .1111 第四节第四节PLCPLC 程序的调试程序的调试 . .1 12 2 4.1 PLC4.1 PLC 控制的安装与布线控制的安装与布线 . .1 12 2 4.24.2 机械手控制程序的调试机械手控制程序的调试 . .1 12 2 第五节第五节 课程设计总结以及体会课程设计总结以及体会 1 13 3 第六节第六节 参考文献参考文献 1 13 3 1 坐标式机械手的坐标式机械手的 PLCPLC 梯形图控制程序设计与调试梯形图控制程序设计与调试 摘摘要要 在工业生产和其他领域内， 由于工作的需要，人们经常受到高温、 腐蚀及有毒气体等因 素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难 题迎刃而解。 在本设计中介绍了国内外机械手研究现状及PLC 的研究发展趋势， 描述了机械手控制系 统的工作原理和动作实现过程。研究了基于 PLC 的机械手模型控制系统的设计，还研究了 MCGS在机械手控制系统中的应用。 利用组态软件MCGS设计了机械手模型控制系统监控界面， 提供了较为直观、清晰、准确的机械手运行状态， 进而为维修和故障诊断提供了多方面的可 能性，充分提高了系统的工作效率。 关键词关键词机械手；机械手；PLCPLC；；MCGSMCGS 第一节 机械手的工作原理 1.1 机械手的概述 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。近年来， 随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用， 机器人的研制和生产已成为高技术 领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手 能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。 机械手虽然目前还不如人手那样灵活， 但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，因此，机械手已受到许多 部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如 1机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍 2在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在 机械行业中它可以用来组装零部件。 3可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动 （4可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。 5 宇宙及海洋的开发。 6军事工程及生物医学方面的研究和试验。 1.2 机械手的工作方式 机械手电气控制系统， 除了有多工步特点之外，还要求有连续控制和手动控 制等操作方式。 工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打 2 向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时，系统自动完 成各工步操作，且循环动作。当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮 才能实现。以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。 1、机械手传送工件系统示意图，如图 1 所示。 图 1机械手传送示意及操作面板图 1.3I/O 点数的确定及 PLC 类型的选择 本次设计使用的是 THWJX-1 型机械手实物教学实验装置。本装置需采用晶体管输出型 可编程控制器，可同时输出两路脉冲到步进电机驱动器， 控制步进电机运行。由于机械手系 统的输入/输出点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC 进行监控 和管理，该机械手的控制为纯开关量控制，且I/O 点数不多，仅需 11 个输入点和 9 个输出 点，考虑留有一定的裕量。故选用日本三菱公司生产的多功能小型FX1N-24MT-D 主机，该机 输入点为 14 个，输出点为 10 个。 1.4 编程指令的选择 方案一使用起保停电路的编程方式。用辅助继电器代表步，仅仅使用与触电和线圈 3 有关的指令。编出程序规范，具有易于阅读和容易查错的优点， 但因为存在大量的自保持触 点，使程序代码较长。 方案二采用以转换为中心的编程方式。这种编程方式与转换实现的基本规则之间有 着严格的对应关系，用它编制复杂的顺序功能图的梯形图时，会有很大帮助。 方案三采用 STL 指令的编程方式。STL 指令（步进梯形指令）是三菱厂家设计的专门 用于顺序控制的指令， 使用该指令可以使编制顺序控制程序更加方便， 而且易于调试和维护， 且代码较短。 经论证本次设计采用的编程方式选用方案三。 第二节第二节 机械手控制程序设计机械手控制程序设计 2.1 输入和输出点分配表及原理接线图 表 1机械手传送系统输入和输出点分配表 名名称称 启动 下限行程 上限行程 右限行程 左限行程 停止 手动操作 连续操作 代号代号 SB1 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SB2 SB3 SB4 输输 入入 X0 X1 X2 X3 X4 X5 X6 X7 名名称称 夹紧 放松 单步上升 单步下降 单步左移 单步右移 回原点 工件检测 代号代号 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SB11 SQ5 输入输入 X10 X11 X12 X13 X14 X15 X16 X17 名名称称 电磁阀下降 电磁阀夹紧 电磁阀上升 电磁阀右行 电磁阀左行 原点指示 代号代号 YV1 YV2 YV3 YV4 YV5 EL 输出输出 Y0 Y1 Y2 Y3 Y4 Y5 4 2.2 控制程序 操作系统 操作系统包括回原点程序，手动单步操作程序和自动连续操作程序，如图 3 所示。 其原理是 5 把旋钮置于回原点，X16 接通，系统自动回原点，Y5 驱动指示灯亮。再把 旋钮置于手动，则 X6 接通，其常闭触头打开，程序不跳转（CJ 为一跳转指令， 如果 CJ 驱动，则跳到指针 P 所指 P0 处） ，执行手动程序。之后，由于 X7 常闭 触点，当执行 CJ 指令时，跳转到 P1 所指的结束位置。如果旋钮置于自动位置， （既 X6 常闭闭合、X7 常闭打开）则程序执行时跳过手动程序，直接执行自动 程序。 回原位程序 回原位程序如图 4 所示。 用 S10S12 作回零操作元件。 应注意， 当用 S10S19 作回零操作时，在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器 M8043 置 1。 手动单步操作程序 如图 5 所示。图中上升/下降，左移/右移都有联锁和限位保护。 6 自动操作程序 自动操作状态转移见图 6 所示。当机械手处于原位时，按启动 X0 接通，状 态转移到 S20，驱 7 动下降 Y0，当到达下限位使行