PLC机械手课程设计报告

目录

摘要 .................................................................................................................................................. I 1 设计目的和要求. (1)

1.1 目的 (1)

1.2 要求 (1)

2 机械手的工艺和控制要求 (2)

2.1 设备概况 (2)

2.1.1 工艺介绍 (2)

2.1.2 面板操作 (2)

2.2 控制要求 (3)

2.2.1液压系统油泵启动及停止 (3)

2.2.2机械手工作方式 (3)

2.2.3系统保护和报警功能。 (3)

3 PLC控制系统发设计方法。 (4)

3.1 确定输入输出 (4)

3.2 选着PLC的型号。 (4)

3.3 机械手设计框图： (4)

3.4 为PLC的输入输出编址 (4)

4 电气原理图设计 (6)

4.1主电路设计 (6)

4.2输入电路 (6)

4.3输出电路 (6)

4.4绘图注意事项 (6)

5 PLC程序设计 (7)

5.1主程序流程图 (8)

5.2 手动子程序 (9)

5.3回原点子程序流程图 (10)

5.4 单步流程图 (11)

5.5 单周期流程图 (12)

5.5自动流程图 (13)

5.6 程序调试 (13)

6 总结 (14)

附录1 机械手电气原理图

附录2 机械手梯形图

摘要

机械手主要用于搬动或者装卸零件的重复动作，动力来源于液压系统。在机械手控制选用PLC，其原因安全可靠。机械手控制分为手动、回原点、单步、单周期、自动五大部分。各个功能运用转换开关进行切换，切后按照以前步骤继续执行。通过PLC输出驱动中间继电器，接通电磁阀。首先运用AUTOCAD绘制实际工程电气接线图，在实验室运用实验模拟设备，进行编程模拟。

关键字：机械手PLC 电气接线图电磁阀中间继电器

1 设计目的和要求

1.1 目的

（1）用PLC实现对机械手手、自动控制。

（2）用PLC设计具有多种操作方式的电控系统的程序结构。

（3）掌握一般控制系统操作方式切换时保持系统状态连续的程序设计思路和方法。

（4）自行设计手动、回原点、单步、单周期和自动五种工作方式下的控制程序。

1.2 要求

（1）绘制电气原理图时要符合国家标准。

（2）PLC配置及硬件接线正确。

（3）PLC程序要满足设计要求。

（4）编写规范可读性强。

（5）程序设计报告撰写规范。

2 机械手的工艺和控制要求

2.1 设备概况

机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或者装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设备为一般机械手，其动力来源于液压系统。

2.1.1 工艺介绍

机械手搬运工件动作示意图如下：

图2.1 机械手搬运工件动作示意图

左上角为原点位置，工件按下降—>夹紧—>上升—>右行—>下降—>放松—>上升—>左行—>回原点为一个工作周期。上升/下降、左行/右行、夹紧/放松的动作均采用电磁阀控制液压系统实现，都工作顺序由行程开关和定时器进行控制。

2.1.2 面板操作

该系统的控制方式由操作面板的行程开关进行选择，设计时要求能够进行手动、自动操作方式控制功能。

2.2 控制要求

2.2.1液压系统油泵启动及停止

单按钮操作，按下油泵启/停按钮，油泵启动，在按下一次油泵停止。系统工作时卸荷阀得电升压，反之卸荷阀失电卸荷。

2.2.2机械手工作方式

机械手的操作方式分为手动、回原点、单步、单周期、自动五种工作方式，五种工作不仅能各自独立工作，还能按顺序实现他们之间的互相转换，转换过程中原状态保持，转换后按照新的工作方式进行。

（1）手动：

选择手动方式，按下手动按钮，结合限位开关，对各个动作进行单独控制。如：按下机械手下降按钮，机械手下降，松开机械手按钮，机械手停止下降，或者到位后，机械手停止下降，机械手只能在左限位和有限位才能下降中间不可以下降。

（2）回原点：

选择回原点方式，按下原点按钮，机械手以最快及最安全的路径回到原点位置停止。如：若机械手未夹物体时，以最快路径回到原点位置；若机械手夹了物体必须搬运到B点，在回到原点位置。

（3）单步：

选择单步方式，按一次启动按钮，机械手动作一个工步后自动停止。

（4）单周期：

选择单周期方式，按启动按钮，机械手动作一个周期后自动停止；在动作过程中，按停止按钮，机械手立即停止，在按启动按钮，机械手继续动作，机械手继续动作，一个周期后自动停止。

（5）自动：

选择自动方式，按启动方式，机械手周而复始的动作；在动作过程中，按停止按钮，机械手不立即停止等到当前一个周期结束才停止。

2.2.3系统保护和报警功能。

该系统的动力装置为液压控制系统。液压系统要求具有滤油器堵、油温高声光报警，失压和油位低要求声光报警、立即卸荷和停油泵的保护功能故障报警后，按报警解除按钮，可解除报警信号。

3 PLC控制系统发设计方法。

3.1 确定输入输出

根据机械手的控制要求，确定输入的个数。在本控制中，共需要22个输入点，14个输出点。

3.2 选着PLC的型号。

在常用的PLC中，能那个满足这样的输入数点数的PLC有许多类型。为此在这里我们选择PLC224XP作为最佳型号；这样的PLC 我们熟悉他的编程和输入输出接线，以及他的扩展模块的使用。

3.3 机械手设计框图：

图3.3 机械手设计

3.4 为PLC的输入输出编址

为每个需要使用的输入输出功能I/O分配功能。以便在接线和绘图提供有力的地址一依据。其编址表如下图

图3.4 PLC输入输出编址表

注释：由于编址表内没有原点指示灯的输出，在做实验时把Q0.6作为原点指示灯，Q2.4为电机输出，其他与编址表相同。