搬运机械手PLC控制系统设计basb

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1、成都电子机械高等专科学校成教院毕业论文（设计） ( 搬运机械手PLC控制系统设计) 成都电子子机械高高等专科科学校成成教院毕 业 设 计计（论 文）论文题目目：搬运运机械手手PLCC控制系系统设计计教 学 点： 指导老师师： 职 称： 学生姓名名：学 号:专 业： 机电一一体化技技术成都电子子机械高高等专科科学校成成教院制制20122 年年 03 月 233 日成都电子子机械高高等专科科学校成成教院毕业设计计（论文文）任务务书题目： 搬运机机械手PPLC控控制系统统设计任务与要要求： 任务：1、根根据控制制要求，进进行搬运运系统硬硬件电路路设计。 2、根根据控制制要求，编编制简易易物料搬搬运机

2、械械手PLLC控制制程序。 要求：1、接接受任务务后有计计划进行行，确定定各阶段段应完成成的工作作量。 2、在在方案确确定过程程中要多多思考多多问，积积极探索索论证。 3、要要求程序序流程图绘绘制规范范，在规规定时间间内完成成所有的的设计任任务。时间：220111 年 11 月 20 日 至 20112 年 03 月 233 日日 共共 112 周教 学 点： 学生姓名名： 学 号：专业： 机电电一体化化技术指导单位位或教研研室： 指导教师师： 职 称： 成都电子子机械高高等专科科学校成成教院制制毕业设计计(论文文)进度度计划表表日 期工 作 内 容容执 行 情 况况指导教师师签 字字11月2

3、25日至至 12月月16日日拟定题目目11月117日至至 12月月19日日编写提纲纲12月220日至至 01月月10日日初定写作作01月111日至至 01月月30日日审稿01月331日至至 03月月20日日定稿并交交电子档档教师对进进度计划划实施情情况总评评 签签名 年 月 日日 本表表作评定定学生平平时成绩绩的依据据之一。摘 要随着工业业自动化化的普及及和发展展，控制制器的需需求量逐逐年增大大，搬运运机械手手的应用用也逐渐渐普及，主主要在汽汽车，电电子，机机械加工工、食品品、医药药等领域域的生产产流水线线或货物物装卸调调运, 可以更更好地节节约能源源和提高高运输设设备或产产品的效效率，以以降

4、低其其他搬运运方式的的限制和和不足，满满足现代代经济发发展的要要求。本机械手手的机械械结构主主要包括括由两个个电磁阀阀控制的的液压钢钢来实现现机械手手的上升升下降运运动及夹夹紧工件件的动作作，两个个转速不不同的电电动机分分别通过过两线圈圈控制电电动机的的正反转转，从而而实现小小车的快快进、慢慢进、快快退、慢慢退的运运动运动动；其动动作转换换靠设置置在各个个不同部部位的行行程开关关(SQQ1-SQQ9)产产生的通通断信号号传输到到PLCC控制器器，通过过PLCC内部程程序输出出不同的的信号，从从而驱动动外部线线圈来控控制电动动机或电电磁阀产产生不同同的动作作，可实实现机械械手的精精确定位位；其动

5、动作过程程包括：下降、夹夹紧、上上升、慢慢进、快快进、慢慢进、延延时、下下降、放放松、上上升、慢慢退、快快退、慢慢退；其其操作方方式包括括：回原原位、手手动、单单步、单单周期、连连续；来来满足生生产中的的各种操操作要求求。关键词：搬运机机械手、可编程程控制器器（PLLC）、液压、电磁阀阀AbsttracctWithh thhe ppopuularrityy off inndusstriial auttomaatioon aand devveloopmeent, thhe ddemaand forr yeear-on-yeaar iincrreasse oof cconttrolllerr, h

6、handdlinng tthe apppliccatiion of robbot graaduaallyy poopullariity, maainlly iin tthe auttomootivve, eleectrroniic, mecchannicaal pproccesssingg, ffoodd, mmediicinne aand othher areeas of thee prroduuctiion linne oor ccarggo ttrannspoort, wee caan bbe mmoree goood to savve eenerrgy andd immproove t

7、hee trranssporrt eeffiicieencyy off eqquippmennt oor pprodductts, to redducee reestrricttionns oon ootheer mmodees oof ttrannspoortaatioon aand inaadeqquatte tto mmeett thhe rrequuireemennts of moddernn ecconoomicc deevellopmmentt.The mannipuulattor mecchannicaal sstruuctuure inccluddes twoo soolenn

8、oidd vaalvees cconttrollledd byy hyydraauliic mmaniipullatoor ssteeel tto aachiievee thhe iincrreassed decclinne iin ssporrts andd woorkppiecce cclammpinng aactiion, thhe ttwo diffferrentt mootorr sppeedd thhrouugh thee twwo mmotoor ccoills pposiitivve cconttroll inn orrderr too acchieeve carr off t

9、hhe ffastt-foorwaard, sllow forrwarrd, fasst rrewiind, sllow movvemeent bacck mmoveemennt; connverrsioon bby ssetttingg itts aacton iin vvariiouss diiffeerennt ppartts oof tthe triip sswittch (SQQ1 - SQ99) ggeneeratted on-offf siignaal ttrannsmiissiion to thee PLLC cconttrolllerr, tthrooughh thhe PP

10、LC intternnal diffferrentt ouutpuut ssignnal, whhichh drrivees tthe extternnal coiil tto cconttroll thhe mmotoor oor ssoleenoiid vvalvves havve aa diiffeerennt aactiion, thhe rroboot ccan achhievve ppreccisee poosittionningg; ttheiir ccourrse of acttionn inncluude: deecliine in claampiing inccreaase

11、dd, ssloww foorwaard, faast forrwarrd, sloow pproggresss, thee exxtennsioon oof , thhe ddropp inn, rrelaax, risse, sloow bbackk, rrewiind, sllow bacck; itss opperaatioon, inccluddingg: BBackk inn siitu, maanuaal, sinnglee-sttep, siinglle ccyclle, conntinnuouus; to meeet tthe prooducctioon rrequuiree

12、mennts of thee vaarioous opeerattionns aand maiinteenannce.Keywwordds:hanndliing mecchannicaal hhandds、 Prrogrrammmablle LLogiic CConttrolllerr (PPLC)、hyydraauliic、 sollenooid vallve目 录录第一章机机械手概概况7第一节搬搬运机械械手的应应用简况况7第二节机机械手的的应用意意义8第三节机机械手的的发展概概况9第四节机机械手的的发展趋趋势9第五节PPLC概概况及在在机械手手中的应应用100第二章搬搬运机械械手总体体设计

13、方方案122第一节搬搬运机械械手结构构及其动动作122第二节机机械手的的控制过过程133第三节机机械手的的控制要要求133第三章搬运机机械手硬硬件系统统设计114第一节机机械手的的结构114第二节电电气控制制的设计计15第三节操操作面板板及动作作说明115第四节II/O分分配166第四章搬搬运机械械手的软软件系统统设计117第一节梯梯形图的的总体设设计177第二节各各部分梯梯形图的的设计118结束语331谢辞322参考文献献33第一章机机械手概概况第一节搬搬运机械械手的应应用简况况在现代工工业中，生生产过程程的机械械化、自自动化已已成为突突出的主主题。在在机械工工业中，加加工、装装配等生生产是

14、不不连续的的。专用用机床是是大批量量生产自自动化的的有效办办法，程程控机床床、数控控机床、加加工中心心等自动动化机械械是有效效解决多多品种小小批量生生产自动动化的重重要办法法。但除切削削加工本本身外，还还有大量量的装卸卸、搬运运、装配配等作业业，有待待于进一一步实现现机械化化。据资资料介绍绍，美国国生产的的全部工工业零件件中，有有75是小批批量生产产；金属属加工生生产批量量中有四四分之三三在500件以下下，零件件真正在在机床上上加工的的时间仅仅占零件件生产时时间的55。从从这里可可看出，装装卸、搬搬运等工工序机械械化的迫迫切性，工工业机械械手就是是为实现现这些工工序的自自动化而而产生的的。机械

15、械手可在在空间抓抓放物体体，动作作灵活多多样，适适用于可可变换生生产品种种的中、小小批量自自动化生生产，广广泛应用用于柔性性自动线线。国内外机机械工业业、铁路路部门中中机搬运运械手主主要应用用于以下下几方面面：一、热加加工方面面的应用用热加工是是高温、危危险的笨笨重体力力| |劳动，很很久以来来就要求求实现自自动化。为为了提高高工作效效率，和和确保工工人的人人身安全全，尤其其对于大大件、少少量、低低速和人人力所不不能胜任任的作业业就更需需要采用用机械手手操作。二、冷加加工方面面的应用用冷加工方方面机械械手主要要用于柴柴油机配配件以及及轴类、盘盘类和箱箱体类等等零件单单机加工工时的上上下料和和刀

16、具安安装等。进进而在程程序控制制、数字字控制等等机床上上应用，成成为设备备的一个个组成部部分。最最近更在在加工生生产线、自自动线上上应用，成成为机床床、设备备上下工工序联接接的重要要于段。三、拆修修装方面面拆修装是是铁路工工业系统统繁重体体力劳动动较多的的部门之之一，促促进了机机械手的的发展。目目前国内内铁路工工厂、机机务段等等部门，已已采用机机械手拆拆装三通通阀、钩钩舌、分分解制动动缸、装装卸轴箱箱、组装装轮对、清清除石棉棉等，减减轻了劳劳动强度度，提高高了拆修修装的效效率。近近年还研研制了一一种客车车车内喷喷漆通用用机械手手，可用用以对客客车内部部进行连连续喷漆漆，以改改善劳动动条件，提提

17、高喷漆漆的质量量和效率率。近些年，随随着计算算机技术术、电子子技术以以及传感感技术等等在机械械手中越越来越多多的应用用，工业业机械手手已经成成为工业业生产中中提高劳劳动生产产率的重重要因素素。第二节机机械手的的应用意意义一、可以以提高生生产过程程的自动动化程度度应用机械械手，有有利于提提高材料料的传送送、工件件的装卸卸、刀具具的更换换以及机机器的装装配等的的自动化化程度，从从而可以以提高劳劳动生产产率，降降低生产产成本，加加快实现现工业生生产机械械化和自自动化的的步伐。二、可以以改善劳劳动条件件避免人身身事故在在高温、高高压、低低温、低低压、有有灰尘、噪噪声、臭臭味、有有放射性性或有其其它毒性

18、性污染以以及工作作空间狭狭窄等场场合中，用用人手直直接操作作是有危危险或根根本不可可能的。而而应用机机械手即即可部分分或全部部代替人人安全地地完成作作业，大大大地改改善了工工人的劳劳动条件件。在一一些动作作简单但但又重复复作业的的操作中中，以机机械手代代替人手手进行工工作，可可以避免免由于操操作疲劳劳或疏忽忽而造成成的人身身事故。三、可以以减少人人力，便便于有节节奏地生生产应用机械械手代替替人手进进行工作作，这是是直接减减少人力力的一个个侧面，同同时由于于应用机机械手可可以连续续地工作作，这是是减少人人力的另另一个侧侧面。因因此，在在自动化化机床和和综合加加工自动动生产线线上，目目前几乎乎都设

19、有有机械手手，以减减少人力力和更准准确地控控制生产产的节拍拍，便于于有节奏奏地进行行生产。综上所述述，有效效地应用用机械手手是发展展机械工工业的必必然趋势势。1.3.33机械手手的发展展概况与与发展趋趋势第三节机机械手的的发展概概况专用机械械手经过过几十年年的发展展，如今今已进入入以通用用机械手手为标志志的时代代。由于于通用机机械手的的应用和和发展，进进而促进进了智能能机器人人的研制制。智能能机器人人涉及的的知识内内容，不不仅包括括一般的的机械、液液压、气气动等基基础知识识，而且且还应用用一些电电子技术术、电视视技术、通通讯技术术、计算算技术、无无线电控控制、仿仿生学和和假肢工工艺等，因因此它

20、是是一项综综合性较较强的新新技术。目目前国内内外对发发展这一一新技术术都很重重视，几几十年来来，这项项技术的的研究和和发展一一直比较较活跃，设设计在不不断地修修改，品品种在不不断地增增加，应应用领域域也在不不断地扩扩大。目前机械械手的主主要经历历分为三三代：第一代机机械手主主要是靠靠人工进进行控制制，控制制方式为为开环式式，没有有| |识别能能力；改改进的方方向主要要是将低低成本和和提高精精度；第第二代机机械手设设有电子子计算机机控制系系统，具具有视觉觉、触觉觉能力，甚甚至听、想想的能力力。研究究安装各各种传感感器，把把接收到到的信息息反馈，使使机械手手具有感感觉机能能；第三三代机械械手能独独

21、立完成成工作过过程中的的任务。它它与电子子计算机机和电视视设备保保持联系系，并逐逐步发展展成为柔柔性系统统FMSS(Fllexiiblee Maanuffactturiing Sysstemm)和柔柔性制造造单元FFMC(Fleexibble Mannufaactuurinng CCelll)中重重要一环环。第四节机机械手的的发展趋趋势目前国内内工业机机械于主主要用于于机床加加工、铸铸锻、热热处理等等方面，数数量、品品种、性能方面面都不能能满足工工业生产产发展的的需要。因此，国国内主要要是逐步步扩大机机械手应应用范围围，重点点发展铸铸锻、热热处理方方面的机机械手，以以减轻劳劳动强度度，改善善作

22、业条条件。在在应用专专用机械械手的同同时，相相应地发发展通用用机械手手，有条条件的还还要研制制示教式式机械手手、计算算机控制制机械手手和组合合式机械械手等。将机械手手各运动动构件，如如伸缩、摆摆动、升升降、横横移、俯俯仰等机机构，以以及适于于不同类类型的夹夹紧机构构，设计计成典型型的通用用机构，以以便根据据不同的的作业要要求，选选用不用用的典型型部件，即即可组成成各种不不同用途途的机械械手。既既便于设设计制造造，又便便于改换换工作，扩扩大了应应用的范范围。同同时要提提高精度度，减少少冲击，定定位精确确，以更更好地发发挥机械械手的作作用。此此外还应应大力研研究伺服服型、记记忆再现现型，以以及具有

23、有触觉、视视觉等性性能地机机械手，并并考虑于于计算机机联用，逐逐步成为为整个机机械制造造系统中中的一个个基本单单元。在国外机机械制造造业中，工工业机械械手应用用较多，发发展较快快。目前前主要用用于机床床、模锻锻压力机机的上下下料，以以及点焊焊、喷漆漆等作业业中，它它可按照照事先制制定的作作业程序序完成规规定的操操作，但但是还不不具备任任何传感感反馈能能力，不不能应付付外界的的变化。如如发生某某些偏离离时，就就将引起起零部件件甚至机机械手本本身的损损坏。为为此，国国外机械械手的发发展趋势势是大力力研制具具有某些些智能的的机械手手，使其其拥有一一定的传传感能力力，能反反馈外界界条件的的变化，做做出

24、相应应的变更更。如位位置发生生稍些偏偏差时，即即能更正正，并自自行检测测，重点点是研究究视觉功功能和触触觉功能能。视觉功能能即在机机械手上上安装有有电视照照相机和和光学测测距仪（即即距离传传感器）以以及卫星星计算机机。工作作时，电电视照相相机将物物体形象象变成视视频信号号，然后后传送给给计算机机，以便便分析物物体的种种类、大大小、颜颜色和方方位，并并发出指指令控制制机械手手进行工工作。触觉功能能即在机机械手上上安装有有触觉反反馈控制制装置。工工作时机机械手先先伸出手手指寻找找工件，通通过装在在手指内内的压力力敏感元元件产生生触感作作用，然然后伸向向前方，抓抓住工件件。手的抓力力大小可可通过装装

25、在手指指内侧的的压力敏敏感元件件来控制制，达到到自动调调整握力力的大小小。总之之，随着着传感技技术的发发展，机机械手的的装配作作业的能能力将进进一步提提高。到到19995年，全全世界约约有500%的汽汽车由机机械手装装配。现今机械械手的发发展更主主要的是是将机械械手和柔柔性制造造系统以以及柔性性制造单单元相结结合，从从而根本本改变目目前机械械制造系系统的人人工操作作状态。第五节PPLC概概况及在在机械手手中的应应用一、可编编程序控控制器的的应用和和发展概概况可编程序序控制器器（prrogrrammmablle cconttrolllerr），现现在一般般简称为为PLCC（prrogrrammm

26、ablle llogiic cconttrolllerr），它它是以微微处理器器为基础础，综合合了计算算机技术术、半导导体集成成技术、自自动控制制技术、数数字技术术、通 信网络络技发展展起来的的一种通通用的工工业自动动控制装装置。以以其显著著的优点点在冶金金、化工工、交通通、电力力等领域域获得了了广泛的的应用，成成为了现现代工业业控制三三大支柱柱之一。在可编程程序控制制器问世世以前，工工业控制制领域中中是继电电器控制制占主导导地位。传传统的继继电器控控制具有有结构简简单、易易于掌握握、价格格便宜等等优点，在在工业生生产中应应用甚广广。但是是控制装装置体积积大、动动作速度度较慢、耗耗电较多多、功

27、能能少，特特别是由由于它靠靠硬件连连线构成成系统，接接线繁杂杂，当生生产工艺艺或控制制对象改改变时，原原有的接接线刻控控制盘（柜柜）就必必须随之之改变或或更换，通通用性和和灵活性性较差。二、PLLC的应应用概况况PLC的的应用| |领领域非常常广，并并在迅速速扩大，对对于而今今的PLLC几乎乎可以说说凡是需需要控制制系统存存在的地地方就需需要PLLC，尤尤其近几几年来PPLC的的性价比比不断提提高已被被广泛应应用在冶冶金、机机械、石石油、化化工、轻轻功、电电力等各各行业。按PLCC的控制制类型，其其应用大大致可分分为以下下几个方方面：（1）用用于逻辑辑控制这是PLLC最基基本，也也是最广广泛的

28、应应用方面面。用PPLC取取代继电电器控制制和顺序序控制器器控制。例例如机床床的电气气控制、包包装机械械的控制制、自动动电梯控控制等。（2）用用于模拟拟量控制制PLC通通过模拟拟量I/O模块块可实现现模拟量量和数字字量之间间转换，并并对模拟拟量控制制。（3）用用于机械械加工中中的数字字控制现代PLLC具有有很强的的数据处处理功能能，它可可以与机机械加工工中的数数字控制制（NCC）及计计算机控控制（CCNC）紧紧密结合合，实现现数字控控制。（4）用用于工业业机器人人控制（5）用用于多层层分布式式控制系系统高功能的的PLCC具有较较强的通通信联通通能力，可可实现PPLC与与PLCC之间、PPLC与

29、与远程II/O之之间、PPLC与与上位机机之间的的通信。从从而形成成多层分分布式控控制系统统或工厂厂自动化化网络。三、PLLC的特特点（1）可可靠性高高、抗干干扰能力力强PLC能能在恶劣劣的环境境如电磁磁干扰、电电源电压压波动、机机械振动动、温度度变化等等中可靠靠地工作作，PLLC的平平均无故故障间隔隔时间高高，日本本三菱公公司的FF1系列列PLCC平均无无故障时时间间隔隔长达330万hh，这是是一般微微机所不不能比拟拟的。（2）控控制系统统构成简简单、通通用性强强由于PLLC是采采用软件件编程来来实现控控制功能能，对同同一控制制对象，当当控制要要求改变变需改变变控制系系统的功功能时，不不必改

30、变变PLCC的硬件件设备，只只需相应应改变软软件程序序。（3）编编程简单单、使用用、维护护方便（4）组组合方便便、功能能强、应应用范围围广PLC既既可用于于开关量量的控制制又可用用于模拟拟量的控控制；既既可用单单片机控控制，又又可用于于组成多多级控制制系统；既可控控制简单单系统，又又可控制制复杂系系统。因因此，PPLC应应用范围围很广。（5）体体积小、重重量轻、功功耗低PLC采采用了半半导体集集成电路路，外形形尺寸很很小，重重量轻，同同时功耗耗也很低低，空载载功耗约约1.22KW。四、PLLC在机机械手中中的应用用机械手通通常应用用于动作作复杂的的场合来来代替人人的反复复的操作作，从而而节省人

31、人的劳动动，普通通继电器器由于其其体积和和接口等等各方面面限制，经经常被应应用于动动作简单单的电气气及流水水线控制制，而PPLC以以其可靠靠性高、抗抗干扰能能力强;控制系系统构成成简单、通通用性强强；编程简简单、使使用、维维护方便便;组合合方便、功功能强、应应用范围围广; 体积小小、重量量轻、功功耗低等等有点被被广泛应应用于类类似机械械手的控控制动作作复杂的的场合，本本设计正正是以PPLC控控制为基基础从而而实现机机械手的的各种动动。第二章 搬运机机械手总总体设计计方案第一节搬搬运机械械手结构构及其动动作本机械手手用于生生产线上上工件的的自动搬搬运，根根据对机机械手的的工艺过过程及控控制要求求

32、分析，机机械手的的动作过过程如图图21所所示：原点上升夹紧下降慢进快进慢退上升放松下降慢进快退慢退图211机械手手的动作作周期第二节机机械手的的控制过过程如图32所示示由A、BB两个液液压缸完完成工件件的夹紧紧和提升升的动作作，A缸缸通过一一个单电电两位四四通电磁磁换向阀阀控制工工件的夹夹紧、放放松，BB缸通过过一双电电两位四四通电磁磁阀控制制机械手手的升降降；由小小车实现现机械手手的移动动。该小小车由两两台电动动机驱动动，一台台是高速速，一台台是慢速速。当小小车前进进时以慢慢快慢的形形式进行行，返回回时按慢慢快慢的形形式后退退。当工工件从传传送带传传输到机机械手下下方时，工工件碰压压行程开开

33、关SQQ1，BB缸活塞塞杆伸出出，带动动机械手手下降，下下降至终终点碰压压行程开开关SQQ3与机机械手夹夹钳相连连的A缸缸活塞杆杆收进，机机械手将将工件夹夹紧；当当工件夹夹紧到位位时，行行程开关关SQ55动作，BB缸的活活塞杆收收进，把把工件提提升；当当工件提提升到最最高位置置时碰压压行程开开关SQQ4，启启动小车车慢速右右行；当当小车碰碰压行程程开关SSQ7时时转为快快速行走走；接近近终点时时小车碰碰压行程程开关SSQ8，转转为慢速速行走；行至右右端行程程开关SSQ9，小小车停止止前进；停留55秒后，BB缸活塞塞杆再次次外伸，机机械手下下降至终终点，AA缸活塞塞杆外伸伸带动夹夹钳松开开，将工

34、工件放下下；然后后机械手手上升，小小车以慢慢快慢的形形式沿原原路返回回，恢复复到图示示所示的的原点位位| |置。第三节机机械手的的控制要要求为了便于于生产加加工、维维修、调调整设置置的工作作方式选选择开关关。分为为手动和和自动操操作，其其中自动动操作中中包括了了：单步步、单周周期、连连续；手手动操作作包括手手动和回回原位的的操作。手动操作作：供维维修用，即即用按钮钮对机械械手的每每一步动动作单独独控制。例例如，当当选择手手动操作作时，按按下上升升/下降降按钮，机机械手在在满足条条件情况况下即执执行相应应的动作作，其它它动作以以此类推推。回原位：当由于于断电或或其它原原因导致致机械手手运行中中途

35、停止止时，再再次通电电将操作作方式选选择置于于回原位位位置，按按下复位位按钮，机机械手即即可按最最短路径径的原则则返回到到原点位位置。单步运行行：供试试用，即即没按一一次启动动按钮机机械手向向前执行行一个动动作后停停止。单周期运运行：供供首次检检验用，当当机械手手在原点点时按下下启动按按钮，机机械手自自动执行行一个周周期后停停止在原原点位置置连续运行行：正常常使用，当当机械手手在原点点并按下下启动按按钮时，机机械手周周而复始始的执行行各工步步动作。该机械手手在自动动工作状状态时，应应先将其其工作方方式选择择开关放放在“返返回原位位”，并并按下返返回原位位按钮，对对状态器器进行置置位，然然后再将

36、将工作方方式选择择开关放放置自动动工作方方式下。若若自动工工作状态态解除，则则硬件工工作方式式选择开开关放置置于“手手从操作作”位置置。第三章搬运机机械手硬硬件系统统设计硬件系统统设计包包括机械械部分和和电气控控制部分分的设计计。第一节机机械手的的结构设计其结结构如图图311所示图311：机械械手的结结构示意意图图中设置置9个行行程开关关SQ11SQQ9用于于检测工工件、小小车、机机械手的的位置及及机械手手夹钳的的夹紧、放放松状态态，并对对系统实实施控制制。其中中SQ11为工件件是否到到位的检检测开关关；SQQ2为小小车原位位检测开开关；SSQ3、SSQ4分分别为机机械手下下降上升升是否到到位

37、检测测开关；SQ55、SQQ6分别别为机械械手夹紧紧放松检检测开关关；SQQ7、SSQ8分分别为小小车速度度转换开开关；SSQ9为为小车运运动停止止开关。第二节电电气控制制的设计计包括主电电路和控控制电路路的设计计。主电电路由两两台电动动机，即即慢速电电机和快快速电机机，分别别拖动小小车慢行行和快行行，其控控制如下下：慢速速电动机机M1由由接触器器KM11、KMM2分别别控制其其正传和和反转；快速电电动机MM2由接接触器KKM3和和KM44分别控控制其正正传和反反转。机机械手的的夹紧放放松动作作是由一一单电两两位四通通电磁阀阀控制的的一个液液压缸完完成的，在在通电情情况下，机机械手松松开，得得

38、电时松松开，可可以防止止在设备备运行过过程中突突然断电电导致的的机械手手松开，工工件脱落落的情况况发生。第三节操操作面板板及动作作说明根据控制制和生产产工艺的的要求，控控制操作作包括手手动和自自动，手手动又包包括手动动步进、回回原位操操作，自自动控制制包括单单步、单单周期、连连续的操操作。故故操作方方式选择择开关设设置有五五个档位位。手动动工作方方式下，手手动动作作包括上上升、下下降、放放松、快快进、慢慢进、快快退、慢慢退和复复位，故故设置六六个动作作看官按按钮。各各个动作作进行的的同时均均设有动动作指示示灯。另另外设有有启动停停止按钮钮。其操操作面板板如图333所所示：图333机械手手操作面

39、面板示意意图第四节II/O分分配I/O设设备即所所需的II/O点点数如下下表所示示：信号输入IO设备IO点数信号IO设备IO点数输入5829 4 3 8 1操作方式选择旋钮开关手动时运动选择按钮启动停止按钮行程开关交流接触器控制线圈电磁阀动作指示原点指示根据I/O点的的分配要要求及考考虑100%到115%的的I/OO裕量，本本设计PPLC采采用F11600MR 36/24型型。控制电路路设计主主要是PPLC输输入、输输出接线线的设计计，其II/O分分配如图图355所示。图355 PLCC I/O接线线控制图图第四章 搬运机机械手的的软件系系统设计计机械手动动控制属属顺序控控制，故故其手动动程序

40、采采用普通通的PLLC控制制指令控控制，自自动程序序采用步步进梯形形指令控控制第一节梯梯形图的的总体设设计按照机械械手控制制和工艺艺流程的的要求，在在选择“手手动方式式”时应应执行手手动程序序；在选选择“回回原位”时时应执行行回原| |位位程序；在选择择自动程程序时应应执行自自动程序序。其中中自动程程序要在在启动按按钮按下下时才执执行。故故梯形图图的总体体构成如如图41所示。图411搬运机机械手PPLC控控制梯形形图总体体构成第二节各各部分梯梯形图的的设计一、通用用部分梯梯形图设设计通用部分分梯形图图分为三三部分：（1） 状态器器的初始始化。初始化状状态器SS6000在手动动方式下下被置位位、

41、复位位。当方方式选择择开关置置于“返返回原位位”（XX5144接通）时时，按下下复位按按钮（XX5077）时被被置位，在在“手动动操作”（XX5100）接通通时，SS6000复位。处处于中间间工步的的状态器器用手动动做复位位操作，即即在方式式选择开开关位于于“手动动操作”或或“返回回原位”时时，中间间状态器器同步复复位。故故初始化化梯形图图如图442所示，（如如果状态态器要在在供电时时从断电电前条件件开始继继续工作作，则不不需要MM71）。图422 状态态器初始始化梯形形图（2）状状态器转转换启动动。若机械手手工作在在自动工工作方式式下，当当初始状状态器SS6000被置位位后按下下启动按按钮，

42、辅辅助继电电器M5575工工作，状状态器的的状态可可以一步步一步的的向下传传递，即即可进行行转换。在在执行“连连续程序序” 时时，转换换启动继继电器MM5755一直保保持到停停机按钮钮按下为为止。另另一面采采用M1100检检查机器器是否处处于原位位。当MM5755和M1100都都接通时时，从初初始状态态器开始始进行转转换，故故其梯形形图如图图43所示。图433状态器器转换启启动梯形形图（3）状状态器转转换禁止止梯形图图。激活特殊殊辅助继继电器MM5744并用步步进梯形形指令控控制状态态器转换换时，状状态器的的转换就就被自动动禁止。在“单周周期”工工作期间间，按下下停止按按钮时，MM5744应被

43、激激励并自自保持，操操作停止止在现行行工步。当当按下停停止按钮钮时，从从现行工工步重新新开始工工作，MM5744应复位位，即重重新允许许新转换换。在“步进进”工作作方式时时，M5574应应始终工工作，此此时，禁禁止任何何状态转转换。但但没按下下一次启启动按钮钮时，MM5744断开一一次，允允许状态态器转换换一次。在“手动动”工作作方式时时禁止进进行状态态转换。在在手动方方式解除除之后，按按下启动动按钮，则则状态转转换禁止止解除，MM5744复位，。PLC在在启动时时，用初初始化脉脉冲M771和MM5744自保持持，以此此禁止状状态转换换，直到到按下启启动按钮钮。故状状态器转转换禁止止梯形图图如

44、图444所示。图444 状态态器转换换禁止梯梯形图通过对337和和388的分析析可得出出：在执执行“手手动操作作”和“返返回原位位”程序序时，MM5755一直不不能被接接通，而而M5774长期期被接通通，（按按下启动动按钮时时除外）；执行“步步进”程程序时没没按一次次启动按按钮，MM5744断开一一次，MM5755接通一一次，状状态器转转换一次次；在执执行“单单周期操操作”程程序时，按按下启动动按钮，MM5744断开，MM5755接通，状状态器的的转换可可一步一一步向下下转换，直直至按下下停止按按钮时，MM5744自锁，状状态器的的转换被被禁止，操操作停止止在现行行工序（再再次按下下启动按按钮

45、时从从现行工工序开始始工作）；在执行行“连续续程序”时时，M5575一一直接通通到按下下停止按按钮，此此时M5574一一直不能能接通。二、手动动操作梯梯形图手动操作作方式由由于不需需要任何何复杂的的顺序控控制，可可以用常常规继电电器顺序序方式来来设计梯梯形图。“手手动操作作时”按按下放松松按钮时时，机械械手卡抓抓松开，当当松开放放松按钮钮时，机机械手卡卡爪在液液压缸作作用下自自动加紧紧并保持持；按下下上升按按钮，上上升输出出Y4335保持持接通；按下下下降按钮钮，Y4436保保持接通通；在上上限位按按下慢进进按钮，慢慢进输出出Y4330接通通，至行行程开关关SQ77闭合，小小车停止止；快进进、

46、快退退、慢退退情况同同慢进。手动操作作梯形图图设置有有互锁，只只有在小小车处于于左限位位（即XX4033闭合）或或右限位位（即XX4122闭合）时时机械手手的上升升下降动动作才能能进行，只只有当机机械手处处于下限限位（即即X4004接通通）机械械手的加加紧放松松动作才才可以手手动控制制；为了了安全，同同一个电电动机的的正反转转线圈不不能同时时接通，设设计中设设计了自自锁开关关，防止止线圈同同时接通通造成的的短路。故故手动操操作时梯梯形图如如图45所示。图455 手动动操作梯梯形图三、返回回原位梯梯形图在“返返回原位位”状态态下，“夹夹紧”与与“下降降”动作作应被停停止，上上限位未未动作时时，应

47、进进行“上上升”；上限位位动作时时，“右右行”动动作应停停止，并并左行至至左限| |位位位置。故故返回原原位梯形形图如图图46所示：图466返回原原位梯形形图四、“自自动”状态梯梯形图图477表示了了机械手手自动工工作时执执行各工工步的情情况，表表示了各各工步的的实现和和转换的的条件。在在第一次次下降工工步中，下下降电磁磁阀Y4436接接通。自自下限位位置时，XX4044接通，转转换为“夹夹持”过过程；夹夹持电磁磁阀Y4434复复位，至至加紧限限位X4406接接通，转转换为上上升动作作；当上上限为开开关SQQ4闭合合，X4405接接通，小小车开始始慢进动动作。快快进、慢慢进、延延时、下下降、加

48、加紧、上上升、慢慢退、快快退、慢慢退动作作依次类类推，如如上所述述一步一一步按顺顺序驱动动各个负负载动作作，称为为顺序控控制或过过程步进进型控制制。图477搬运机机械手自自动工作作流程图图用状态器器代替自自动工作作流程图图的各工工步，可可得到448所示的的功能表表图：图488 搬运运机械手手自动工工作功能能表图根据图448所示的的自动工工作功能能表图，可可设计出出自动操操作时的的梯形图图如图449所示。图499搬运机机械手自自动工作作梯形图图五、绘制制搬运机机械手PPLC控控制梯形形图将从初始始化开始始的一系系列梯形形图，按按照总体体结构图图（图336）的的形式组组合在一一起，得得到机械械手P

49、LLC控制制的梯形形图，其其语句表表见。语句表：步序指令1LDX51442ANDX50773SS60004LDX51005RS60006LDX51007OUTF67118K6019OUTF672210K61011OUTF670012K10313LDX501114ANDM575515ORX400016ANIX501117LDX501118ORX512219ORX513320ANB21OUTM575522LDX405523ANDX403324ANIY434425OUTM100026OUTY540027LDX400028PLSM101129LDX401130ANDX502231ORX511132OR

50、X512233ORX514434ORM7135ORM574436ANIM101137OUTM574438LDIX510039CJP70040LDL500041ANIX405542LDX430043ORX412244ANB45ANIY435546OUTY436647OUTY530048LDX500049ANIX405550LDX430051ORX412252ANB53ANIY436654OUTY535555OUTY531156LDX502257ANIX407758ANDX404459OUTY434460OUTY533361LDIX402262ANIX406663ANDX404464OUTY532

51、265LDX504466ANIX410067ANIX412268ANDX405569ANIY431170OUTY430071OUTY534472LDX506673ANIX411174ANIX403375ANDX405576ANIY430077OUTY431178OUTY535579LDX530080ANIX411181ANDX405582ANIY433383OUTY432284OUTY530085LDX505586ANIX410087ANDX405588ANIY432289OUTY433390OUTY537791EJP70092LDX517793CJP70194LDX507795SM20009

52、6LDM200097OUTY434498RY436699OUTY4355100ANDX4055101RY4300102RY4322103OUTY4333104ANDX4033105RM2000106EJP701107LDX4000108ORM1022109OUTM1022110MCM1022111STLS6000112LDM5755113ANDM1000114SS6011115STLS6011116OUTY4366117ANDX4044118SS6022119STLS6011120OUTY4344121ANDX4066122SS6033123STLS6033124OUTY4355125ANDX

53、4055126SS6044127STLS6044128OUTY4300129ANDX4100130SS6055131STLS6055132OUTY4322133ANDX4111134SS6066135STLS6066136OUTY4300137ANDX4122138SS6077139STLS6077140OUTT4500141K5142ANDT4500143SS6100144STLS6100145OUTY4366146ANDX4044147SS6111148STLS6111149OUTY4377150ANDX4077151SS6122152STLS6122153OUTY4355154ANDX4

54、055155SS6133156STLS6133157OUTY4311158ANDX4111159SS6144160STLS6144161OUTY4333162ANDX4100163SS6155164STLS6155165OUTY4311166ANDX4033167SS6000168RET169MCRM1022170END结束语本设计主主要应用用于机加加工生产产，货物物调运等等场合。搬运机械械手采用用PLCC控制，体体积小，重重量轻，控控制方式式灵活，可可靠性高高，操作作简单，维维修容易易。使用用该机械械手代替替人工搬搬运工件件，既安安全，又又准确，提提高了劳劳动生产产率，保保证了工工件的质质量

55、，降降低了工工人的劳劳动强度度，具有有较好的的经济效效益和社社会效益益。可编程控控制器PPLC以以其丰富富的I/O接口口模块、高高可靠性性,可以以在机械械手的控控制系统统的设计计中起到到了十分分重要的的作用。本文就设设计过程程中的几几项关键键的问题题提出了了自己的的一些看看法,可可以有效效地提高高系统的的抗干扰扰能力,对PLLC读、写写,事件件响应等等通信时时间可进进行精确确的控制制,取得得了良好好的效果果.随着机械械手应用用的普及及，机械械手向着着专用化化，机械械结构向向模块化化、可重重构化的的方向发发展，机机械手的的动作更更加灵活活多样，其其控制方方式也在在向着多多元化的的方向发发展，在在

56、PLCC控制的的过程中中,还有有许多的的问题需需要解决决，PLLC在机机械手开开发中的的开发应应用还有有很大的的空间。谢辞此次设计计是在老老师的悉悉心指导导下完成成的。导导师为论论文课题题的研究究提出了了许多指指导性的的意见，为为论文的的撰写修修改提供供了许多多具体的的指导和和帮助。老老师的严严谨治学学不断探探索的科科研作风风，敏锐锐深邃的的学术洞洞察力，孜孜孜不倦倦的敬业业精神，给给我留下下了深刻刻的印象象，使我我受益良良多。生生活中田田丰老师师就是我我的朋友友，她的的态度让让我对生生活有了了新的认认识。在在本文结结束之际际，特向向我敬爱爱的导师师致以最最崇高的的敬礼和和深深的的感谢！通过此次次设计，一一方面让让我认识识到自己己的不足足，发现现了学习习中的错错误之处处;另一一方面又又积累了了丰富的的知识，吸吸取别人人的好方方法和经经验，增增强对复复杂问题题的解决决能力，摸摸索出一一套解决决综合问问题的方方法，为为自己以以后的工工作和学学习打下下坚实的的基础。再再一方面面也加强强了我和和老师的的交流，认认识到知知识的渊渊博。毕毕业设计计中既动动手又东东脑，是是一个理理论与实实际结合合的过程程。仅仅仅有理论论是不够够的，更更重要的的是实际际，是我我们所设设计合理理，经济济实用的的优点。着着就需要要我们设