机电一体化毕业设计（论文）PLC机械手设计

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1、 机械手的PLC控制扬 州 市 职 业 大 学毕 业 设 计（论 文）设计（论文）题目：工业运输的PLC控制 系 别：汽车与电气工程系 专 业：机电一体化 班 级：08 机电（4）班 姓 名： 学 号： 指导老师： 完成时间：二零一一年六月 摘 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。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工

2、人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC，实现机械手搬运控制系统，该系统充

3、分利用了可编程控制器（PLC）控制功能。使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。目 录引 言.第一章 机械手简介第一节 概述第二节 机械手的组成第三节 机械手的分类第四节 机械手的应用第二章 机械手的控制方案与选择第一节 控制要求第二节 机械手的控制系统设计方案的比较第三章 PLC的简介.第一节 PLC的产生第二节 PLC定义与特点3.2.1 PLC定义.3.2.2 PLC特点.第三节 可编程控制器的主要性能指标.第四节 可编程控制器的分类.第五节 PLC系统的组成.3.5.1 PLC的硬件结构.3.5.2 PLC的软件.第六节 可编程控制器的工作方式.第七节 PLC的编程语言.第八节 F

4、X2N系列PLC.3.8.1 FX2N系列PLC的内部资源.3.8.2 FX2N系列PLC的基本顺控指令.第九节 PLC的应用领域.第四章 PLC对机械手的控制.第一节 PLC的选型.第二节 PLC的梯形图.第三节 指令程序.第四节 I/O接线图.第五节 相关电气设备选择和校验.第六节 材料清单.第七节 不足和改进.第五章 毕业设计总结第六章 致谢词参考文献引 言大学三年的学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用PLC的技术得到愈来愈广泛的应用。可编程序控制器（PROGRAMMABLE LOGIC CONTROLL

5、ER），简称PLC，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能，所以又简称PC（PROGRAMMABLE CONTROLLER），但是为了不和PERSONAL COMPUTER混淆，仍习惯称为PLC。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展，并且现今已出现SOFTPLC，更是PLC领域无限的发展前景。本文主要通过气动机械臂的PLC控制来介绍PLC的具体应用，让我们更熟悉PLC，为今后学习打下基础。机械手采用PLC控制，具有可靠性高，改变程序灵活等优点。无论进行时间控制

6、还是控制或混合控制，都可以通过设置PLC的程序实现。可以根据机械手的动作顺序改变程序，是机械手通用性更好 。采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。工作环境适应性好。阻力损失和泄露减少。不会污染环境，造价低。由于时间仓促和个人水平限制，我的设计存在着许多还没来得及解决的问题，希望广大老师、同学能够给予批评指正并予以解决。第一章 机械手简介第一节 概述MECHANICAL HAND 也被称为自动手，AUTO HAND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

7、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。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出了第一台机械手。第二节 机械手的组成机械手简述:机械手的形式是多种多样的，有的较为简单，有的较为复杂，但基本的组成形式是相同的，一般由执行机构、传动系统、控制系统和辅助装置组成。1执行机构机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。支柱用来支撑手臂，也可以根据需要做成移动。2传动系统执行机构的动作要由传动系统来实现。传动系统使手部完成各种转

8、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23个自由度。3.控制系统机械手控制系统的主要作用是控制机械手按一定的程序、方向、位置、速度进行动作，简单的机械手一般不设置专用的控制系统，只采用行程开关、继电器、控制阀及电路便可实现动传动系统的控制，使执行机构按要求进行动作动作复杂的机械手则要采用可编程控制器、微型计算机进行控制。第三节 机械手的分类机

9、械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。第四节 机械手的应用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。另外，机械手在锻造工业中的应用不仅能进一步发展锻造设备的生产能力，而且还能改善热、累等劳动条件。 第二章 机械手的控制方案与选择第一节 控制要求操作要求气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手

10、的功能是将工件从A处移送到B处。控制要求为：1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向的线圈才能反向运动；2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1；右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件；4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S实现；5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现；操作功能机械手的操作面板如图2所示。机械手能实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。1、手动工作方式时，用

11、各按钮的点动实现相应的动作；2、回原位工作方式时，按下“回原位”按钮，则机械手自动返回原位；3、单步工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手向前执行一步；4、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运行一个周期；5、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下启动安钮，机械手就会连续循环工作，直到按下停止安钮；6、传送工件时，机械手必须升到最高点才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件；7、出现紧急情况，按下紧急停车按钮时，机械手停止所有的操作。第二节 机械手的控制系统设计方案的比较在工业自动化生产中常用的控制系统有：传统的继电器接触器控制系统、PLC控制系统和单片机控制系统这三种

12、。但从使用性、经济性、可靠性出发，本设计选用了PLC。因为从上述该机械手所需完成的控制动作分析来看，本机械手是用于各种传感器在复杂的条件下工件的传输，主要动作是上升、下降、左移、右移、夹紧、放松和工序延时控制等，控制动作基本上是以简单的顺序逻辑动作为主。是属典型的继电逻辑顺序动作控制系统，这是PLC最擅长的功能，而且PLC具有体积小、重量轻、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单、易于维护等特点，特别是替代继电器控制系统，这更是它的优势。第三章 PLC的简介第一节 PLC的产生 1968年美国通用汽车公司（GM）招标要求:软连接代替硬接线;维护方便;可靠性高于继电器控制柜;体积小于继电器控制柜;成本

13、低于继电器控制柜;有数据通讯功能;输入115V;可在恶劣环境下工作;扩展时，原系统变更要少;用户程序存储容量可扩展到4K 。核心思想：用程序代替硬接线，输入/输出电平可与外部装置直接相联，结构易于扩展 ，这是PLC的雏形。 1969年美国DEC公司研制出世界上第一台PLC（PDP-14），并在GM公司汽车生产线上应用成功 。第二节 PLC的定义和特点3.2.1 PLC的定义美国电气协会制造商协会NEMA和国际电工委员会IEC对可编程控制器分别作了定义：可编程控制器是一种专门用于工业环境的、以开关量逻辑控制为主的自动控制装置。它具有存储控制程序的存储器，能够按照控制程序，将输入的开关量（或模拟量

14、）进行逻辑运算、定时、计数和算术运算等处理后，以开关量（或模拟量）的形式输出，控制各种类型的机械或生产过程。早期的可编程控制器，主要用于开关量逻辑控制，所以称为可编程逻辑控制器，简称PLC，后来随着计算机计术不断发展，其功能已不仅限于开关逻辑控制，所以被称之为可编程控制器PC，但这很容易和个人计算机PC相混淆，因此，一般仍把PLC作为可编程控制器的简称。3.2.2 PLC的特点可编程控制器之所以能够得到迅速发展和广泛应用，主要是由于它具有以下特点：（1） 可靠性高，抗干扰能力强 用软件实现大量的开关量逻辑运算，克服了因继电器触点接触不良而造成的故障；输入采用直流低电压，更加可靠、安全；面向工业

15、环境设计，采取了滤波、屏蔽、隔离等抗干扰措施，适应各种恶劣的工作环境，远远地超过了传统的继电器控制系统和一般的计算机控制系统。(2) 编程简单，易于掌握 PLC采用梯形图方式编写程序，与继电器控制逻辑的设计相似，具有直观、简单、容易掌握等优点。（3） 功能完善，灵活方便 随着PLC技术的不断发展，其功能更加完善，不仅具有开关量逻辑控制功能和步进、计算功能，而且还具有模拟量处理、温度控制、位置控制、网络通信等功能。既可以单机使用、也可联网运行，既可集中控制、也可分布控制或者集散控制。而且在运行过程中，可随时修改控制逻辑，增减系统的功能。（4） 体积小、质量轻、功耗低 由于采用了单片机等集成芯片，

16、体积小、质量轻、机构经凑、功耗低。第三节 可编程控制器的主要性能指标 可编程控制器的性能指标有很多，主要有以下几项指标。（1）输入/输出点数(I/O) I/O点数是指可编程控制器外部输入、输出端子数的总和。它标志着可以接多少个开关按钮和可以控制多少个负载。（2）存储容量 存储容量是指可编程控制器内部用于存放用户程序的存储容量。（3）扫描速度 一般以执行1000步指令所需的时间来衡量，单位为ms/千步，也有以执行一步指令所需来计算，单位us/步。（4）功能扩展能力 可编程控制器除了主模板块之外，通常都可配备一些可扩展模块，以适应各种特殊功能应用的需要。如A/D模块、D/A模块、位置控制模块等。（

17、5）指令系统 指令系统是指一台可编程控制器指令的总和，它是衡量可编程控制器功能强弱的主要指标。第四节 可编程控制器的分类通常PLC产品可按结构形式、控制规模等进行分类。（1）按结构形式分类 按结构形式不同，可分为整体式和模块式两类。整体式的PLC是将电源、CPU、存储器、输入/输出单元等各个功能部件集成在一个机壳内，从而具有结构经凑、体积小、价格低等优点，许多小型PLC多采用这种机构。模块式的PLC将各个功能部件做成独立模块，如电源模块、CPU模块、I/O模块等，然后进行组合。（2）按控制规模分类 按控制规模大小，可分为小型、中型和大型PLC三种类型。 1）小型PLC。 型PLC的I/O点数在

18、256点以下，存储容量在2K步以内，其中输入输出点数小于64点的PLC又称为超小型或微型PLC，具有逻辑运算、定时、计数、移位及自诊断、监控等基本功能。 2）中型PLC。 中型PLC的开关量I/O点数通常在2562048点之间，用户程序存储器的容量为28KB，除具有小型机的功能外，还具有较强的模拟量I/O、数字计算、过程参数调节，如比例、积分、微分（PID）调节、数据传送与比较、数制转换、中断控制、远程I/O及通信联网功能。 3）大型PLC。 大型PLC也称为高档PLC，I/O点数在2048点以上，用户程序存储容量在8K以上，其中I/O点数大于8192点的又称为超大型PLC，除具有中型机的功能

19、外，还具有较强的数据处理、模拟调节、特殊功能函数运算、监视、记录、打印等功能，以及强大的通信联网、中断控制、智能控制和远程控制等功能。第五节 PLC系统的组成PLC是一种以微处理器为核心的工业通用自动控制装置，其硬件结构上与微型计算机控制系统相似，也是有硬件系统和软件系统两大部分组成。3.5.1 PLC的硬件结构一套PLC系统在硬件上由以下几部分组成：（1） 中央处理器(CPU) 与计算机一样，是PLC的核心部件。（2） 存储器 PLC配有两种存储器：系统存储器和用户存储器。（3） 输入/输出（I/O）接口电路。（4） 电源。（5） 扩展单元。（6） 外部设备。3.5.2 PLC的软件 PLC

20、的软件是指PLC所使用的各种程序的集合。它由系统程序（系统软件）和用户程序（用户软件）组成。（1） 系统程序 系统程序包括监控程序，输入译码程序及诊断程序等。（2） 用户程序 用户程序是用户根据控制要求，用PLC的编程语言（如梯形图）编制的应用程序。第六节 可编程控制器的工作方式可编程控制器在进入RUN状态之后，采用循环扫描方式工作。从第一条指令开始，在无中断或跳转控制的情况下，按程序存储的地址号递增的循序逐条执行程序，即按循序逐条执行程序直到程序结束。然后再从头开始扫描，并周而复始地重复进行。第(N-1)个扫描周期输出刷新第(N+1)个扫描周期输入采样第N个扫描周期输入采样输出刷新用户程序执

21、行可编程控制器工作的扫描过程包括五个阶段：内部处理、通信处理、输入扫描、程序执行、输出处理。PLC完成一次扫描过程所需的时间成为扫描周期。扫描周期的长短与用户程序的长度和扫描速度有关。第七节 PLC的编程语言PLC的编程语言有梯形图语言、助记符语言、顺序功能图语言等。其中前两种语言用的较多，流程图语言也在许多场合被采用。1. 梯形图语言（1） 梯形图从上至下编写，每一行从左至右顺序编写。PLC程序执行顺序与梯形图的编写顺序一致。（2） 图左、右边垂直线称为起始母线、终止母线。每一逻辑行必须从起始母线开始画起，终止母线可以省略。（3） 梯形图中的触点有两种，即动合触点和动断触点。（4） 梯形图的

22、最右端必须连接输出元素。（5） 梯形图中的触点可以任意串、并联，而输出线圈只能并联，不能串联。2. 助记符语言助记符语言是PLC命令的语言表达式。用梯形图编程虽然直观、简便，但要求PLC配置较大的显示器放可输入图形符号，这在有些小型机上常难以满足，所以助记符语言也是一种较常用的一种编程方式。不同型号的PLC，其助记符语言也不同，但其基本原理是相近的。编程时，一般先跟据要求编制梯形图语言，然后再根据梯形图转换成助记符语言。3. 顺序功能图语言顺序功能图SFC是一种描述顺序控制系统功能的图解表示法，主要由“步”、“转移”及“有限线段”等元素组成，它将一个完整的控制工程分为若干个阶段(状态)，各阶段

23、具有不同的动作，阶段间有一定的转换条件，条件满足就实现状态转移，上一状态动作结束，下一动作开始。第八节 FX2N系列PLC3.8.1 FX2N系列PLC的内部资源各种不同型号和档次的PLC具有不同数量和功能的内部资源，但构成PLC基本特征的内部软元件是类似。下例为FX2N系列小型PLC的内部资源。（1） 输入触点 X（2） 输出继电器 Y（3） 内部继电器 M（4） 定时器 T（5） 计算器 C（6） 数据寄存器 D、V、Z（7） 常数指针3.8.2 FX2N系列PLC的基本顺控指令1. FX2N系列可编程控制器的基本顺序控制指令的助记符、功能、对应梯形图及可用软元件如下表所示：第九节 PLC

24、的应用领域目前，PLC在国内外已广泛应用于钢铁、石油、化工、电力、建材、机械制造、汽车、轻纺、交通运输、环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。 1、开关量的逻辑控制 这是PLC最基本、最广泛的应用领域，它取代传统的继电器电路，实现逻辑控制、顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。如注塑机、印刷机、订书机械、组合机床、磨床、包装生产线、电镀流水线等。 2、模拟量控制 在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度、压力、流量、液位和速度等都是模拟量。为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量（Analog）和数字量（Digital）之间的A/D转换及

25、D/A转换。PLC厂家都生产配套的A/D和D/A转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。 3、运动控制 PLC可以用于圆周运动或直线运动的控制。从控制机构配置来说，早期直接用于开关量I/O模块连接位置传感器和执行机构，现在一般使用专用的运动控制模块。如可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。世界上各主要PLC厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械、机床、机器人、电梯等场合。 4、过程控制 过程控制是指对温度、压力、流量等模拟量的闭环控制。作为工业控制计算机，PLC能编制各种各样的控制算法程序，完成闭环控制。PID调节是一般闭环控制系统中用得较多的调节方法。大中型PLC都有P

26、ID模块，目前许多小型PLC也具有此功能模块。PID处理一般是运行专用的PID子程序。过程控制在冶金、化工、热处理、锅炉控制等场合有非常广泛的应用。 5、数据处理 现代PLC具有数学运算（含矩阵运算、函数运算、逻辑运算）、数据传送、数据转换、排序、查表、位操作等功能，可以完成数据的采集、分析及处理。这些数据可以与存储在存储器中的参考值比较，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能传送到别的智能装置，或将它们打印制表。数据处理一般用于大型控制系统，如无人控制的柔性制造系统；也可用于过程控制系统，如造纸、冶金、食品工业中的一些大型控制系统。 6、通信及联网 PLC通信含PLC间的通信及PLC与其它智

27、能设备间的通信。随着计算机控制的发展，工厂自动化网络发展得很快，各PLC厂商都十分重视PLC的通信功能，纷纷推出各自的网络系统。新近生产的PLC都具有通信接口，通信非常方便。第三章 PLC对机械手的控制第一节 PLC的选型考虑到机械手工作的稳定性、可靠性以及各种控制元器件连接的灵活性和方便性，采用PLC作为核心控制器，各控制对象都必须在PLC的统一控制下协同工作，同时考虑到工作流程和造价。所以我们采用日本三菱公司的FX2N-32MR型PLC(16点输入、16点输出)。三菱FX2N系列可编程控制器是小型化，高速度，高性能的产品，是FX系列中最高档次的超小型程序装置。性能规格：FX2N性能规格运转

28、控制方法 通过储存的程序周期运转I/O控制方法 批次处理方法（当执行END指令时） I/O指令可以刷新运转处理时间 基本指令：0.08S应用指令：1.52至几百微秒 ，指令编程语言 逻辑梯形图和指令清单 使用步进梯形图能生成SFC类型程序程式容量 8000步内置 。第二节 PLC的梯形图操作方式 设备的操作方式一般可分为手动和自动两大类，手动操作方式主要用于设备的调整，自动操作方式用于设备的自动运行。 手动操作方式-手动操作：用单个按钮接通或断开各自对应的负载。 -回原点：按下回原点按钮，使设备自动回归到原点位置。 自动操作方式-单步运行：每按一次启动按钮，设备前进一个工步。 -单周期运行：在

29、原点位置时，按下启动按钮设备自动运行一个周期后停止原位；途中按下停止按钮，设备停止运行；再按下启动按钮时，设备从断点处继续运行，直到原位停止。 -连续运行：在原点位置按下启动按钮，设备按既定工序连续反复运行。中途按下停止按钮，设备运行到原位停止。机械手的操作系统程序 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：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

30、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。5.2 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。5.3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。5.4 自动操作程序自动操作状态转移见图6所示。当机械臂处于原位时，按启动X0接通，状态转移到S20，驱动下降Y0，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转移到S21，而S20自动复位。S21驱动Y1置位，延时1秒，以使电磁力达到最大夹紧力。当T0接

31、通，状态转移到S22，驱动Y2上升，当上升到达最高位，X2接通，状态转移到S23。S23驱动Y3右移。移到最右位，X3接通，状态转移到S24下降。下降到最低位，X1接通，电磁铁放松。为了使电磁力完全失掉，延时1秒。延时时间到，T1接通，状态转移到S26上升。上升到最高位，X2接通，状态转移到S27左移。左移到最左位，使X4接通，返回初始状态，再开始第二次循环动作。在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次，但它驱动的线圈，却可以使用多次，但两者不能出现在连续位置上。因此步进顺控的编程，比起用基本指令编程较为容易，可读性较强。第三节 指令程序第四节 I/O接线图机械手控制系统采用的PLC型号或

32、规格是FX2N-32MR，表1是输入点及输出点的分配表。表1 机械臂传送系统输入和输出点分配表名 称代号输入名 称代号输入名 称代号输出启动SB1X0左限位SQ1X8单周期SB13X16停止SB2X1右限位SQ3X9回原点启动SB14X17上升SB3X2上限位SQ2X10电磁阀下降YV1Y0下降SB4X3下限位SQ4X11电磁阀上升YV2Y1左移SB5X4手动SB9X12电磁阀左行YV3Y2右移SB6X5自动SB10X13电磁阀右行YV4Y3放松SB7X6回原点SB11X14电磁阀夹紧YV5Y4夹紧SB8X7单步SB12X15第五节 相关电气设备选择和校验系统调试系统调试分模拟调试和联机调试硬

33、件部分的模拟调试可在断开主电路的情况下，主要试一试手动控制部分的可靠性。软件部分的模拟调试可借助于模拟开关和PLC输出端的指示灯进行。需要模拟量信号I/O时，可用电位器和万用表进行。调试时，可利用上述外部设备模拟各种现场开关和传感器的状态，然后观察PLC的输出逻辑是否正确。如果有错误则修改程序后反复调试。现在PLC的主流产品都可在PC上编程，并可在PC上进行模拟调试。连机调试时，可把编制好的程序下载到现场的PLC中。有时PLC也许只有一台，这时就要把PLC安装到控制柜相应的位置上。调试时一定要先将主电路断开，只对控制电路进行连机调试。通过现场连机调试信号的接入常常会发现软硬件中的问题，有时厂家

34、对某些控制功能进行改造，反复调试后，控制系统才能交付使用。程序的运行与调试机械手PLC控制系统程序编写完成后，通过手编程器或在PC计算机编好程序后写入到PLC存储器中。编好程序首先要对照步进流程图进行校对、修改、补充后，然后再进行室内模拟调试。把机械手的各限位开关、气动电磁阀负载，在模拟板上用信号灯代替。运行程序时，要观察是否符合预计的动作要求，发现错误立即修改和调整程序，直到满足工艺流程要求。室内模拟调试完成后，把程序固化在PLC中，可以进入现场实际运行调试阶段。这时先不带负载，只带上驱动电磁阀的线圈，而与之连接的机械负载则脱开，再连上必要的指示信号灯，即空载运行调试。在空载运行调试阶段时，

35、可以按运行方式如回原点、点动、手动操作、单周期运行等逐步进行，最后进行连续运转调试。在调试运行中，可借助于步进流程图，判断故障原因与部位，随时查清原因，及时采取修改程序或接线等措施予以排除。如果运行正常了，则可以进入带负载运行调试阶段。将各电磁阀连接上机械负载，并通过操作按钮按机械手工艺顺序，手动运行各机械部份看动作是否正常，如上升、下降、左移、右移、夹紧动作顺序，有无机械位置干涉等现象。如有机械干涉可通过调整各个接近开关的安装位置等措施解决，还可以通过调节其距离来控制机械手动作的范围。经仔细调整一切正常后，就可以启动PLC进行自动运转。但在自动运转阶段时，必须密切注意观察机械手各部件动作，如

36、有异常立即按紧急停止按钮停车检查。最后再进行考机运行，一般连续运行72小时以上，以考核电气及机械运行是否稳定可靠，如遇干扰一般要采取以下措施来解决如：检查PLC控制柜、气动电磁阀等接地是否良好（一定要分别接地）；清查接线看强弱电信号线有无分开敷设；在PLC输入通道加接硬件滤波（如阻容滤波）或改变软件数字滤波时间常数；在感性负载两端加阻容吸收回路或加接防浪涌反向二极管电路等。通过对机械手PLC控制系统的室内模拟调试和现场带负载运行调试工作，我深切体会到以上调试原则和步骤的重要性，往往遇到问题按学过的知识和方法去处理就能顺利解决了。第六节 材料清单表4.7 系统所需设备、工具、材料明细表名 称型

37、号 或 规 格数 量可编程控制器FX2N-32MR1台双线圈电磁阀VF32302只单线圈电磁阀VF31301只按钮LA10H-1H9个限位开关LX19-1114个转换开关LW6-51个熔断器RC1A-30/151只连接导线若干第七节 不足和改进本次毕业设计虽然参考了大量的书籍，也经过辅导老师的指导，但我仍然深知有许多不足与需要改进的地方。比如说在设计机械手操作面板时没有考虑到设计相应动作完成的指示灯，有了指示灯操作会变得很直观，操作会变得很方便。还有，在机械手的放松位置，最好应安装一个光电开关，用来检测工件是否已脱离机械手。虽然夹钳它是通过延时1.7s来表示夹紧、松开的动作完成的。但不排除会遇

38、到特殊情况，很有可能1.7s后工件会因某特殊情况未能与机械手脱离，但机械手会依旧自动执行下一个动作，造成不可估量的后果。有了光电开关就不会出现这种情况，整个工作流程会更加的保险、安全。诸如此类不足之处应该还有好多，希望各位指导老师能当面指出为我改善本次设计。学生不胜感激第五章 毕业设计总结通过机械手PLC控制系统的程序设计，让我体会到设计需要技术经验更需要孜孜不倦的工作态度，从选择控制系统到选择PLC编程语言的选择，从元气件的理论选择到具体元气件的购置，都要求设计人员工作要更加细致，要考虑设计的可行性，经济性。通过此次毕业设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在查找资料的过程中也了解

39、了许多课外知识，开拓了视野，认识了将来电子的发展方向，使自己在专业知识方面和动手能力方面有了质的飞跃。毕业设计是我作为一名学生即将完成学业的最后一次作业，他既是对学校所学知识的全面总结和综合应用，又为今后走向社会的实际操作应用铸就了一个良好开端，毕业设计是我对所学知识理论的检验与总结，能够培养和提高设计者独立分析和解决问题的能力；是我在校期间向学校所交的最后一份综和性作业，从老师的角度来说，指导做毕业设计是老师对学生所做的最后一次执手训练。其次，毕业设计的指导是老师检验其教学效果，改进教学方法，提高教学质量的绝好机会。毕业的时间一天一天的临近，毕业设计也接近了尾声。在不断的努力下我的毕业设计终

40、于完成了。在没有做毕业设计以前觉得毕业设计只是对这几年来所学知识的大概总结，但是真的面对毕业设计时发现自己的想法基本是错误的。毕业设计不仅是对前面所学知识的一种检验，而且也是对自己能力的一种提高。通过这次毕业设计使我明白了自己原来知识太理论化了，面对单独的课题的是感觉很茫然。自己要学习的东西还太多，以前老是觉得自己什么东西都会，什么东西都懂，有点眼高手低。通过这次毕业设计，我才明白学习是一个长期积累的过程，在以后的工作、生活中都应该不断的学习，努力提高自己知识和综合素质。 总之，不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还

41、得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。第六章 致答谢词经过半年的忙碌和工作，本次毕业设计已经接近尾声，作为一个专科生的毕业设计，由于经验的匮乏，难免有许多考虑不周全的地方，如果没有王蕊导师的督促指导，以及一起工作的同学们的支持，想要完成这个设计是难以想象的。 在这里，首先我要感谢我的导师王蕊老师。王老师平日里工作繁多，但在我做毕业设计的每个阶段，从外出实习到查阅资料，设计草案的确定和修改，中期检查，后期详细设计，装配草图等整个过程中都给予了我悉心的指导。我的设计较为复杂烦琐，但是王老师仍然

42、细心地纠正图纸中的错误。除了敬佩王老师的专业水平外，她的治学严谨和科学研究的精神，也是我永远学习的榜样，并将积极影响我今后的学习和工作。 其次，我要感谢在我毕业设计中帮助我的的朋友们。然后，我还要感谢大学三年来所有的老师，为我们打下机械专业知识的基础；同时我还要感谢所有的同学们，正是因为有了你们的支持和鼓励。此次毕业设计才会得以顺利完成。 最后，我要感谢汽车与电气工程系和我的母校扬州职业大学三年来对我的大力栽培。参考文献1 岳庆来主编 变频器、可编程序控制器及触摸屏综合运用技术 机械工业出版社 20062 胡晓明主编 电气控制及PLC 机械工业出版社 20063 程周主编 PLC技术与应用 福建科学技术出版社 20044 李中年主编 控制电气及应用 清华大学出版社 20065 刘美俊编著 通用变频器应用技术 福建科学技术出版社 20046 冯辛安主编 机械制造装备设计 机械工业出版社 20057 廖常初主编 可编程序控制器应用技术 重庆大学出版社 20028 张继和 张润敏 梁海峰主编 电机控制与供电基础 西南交通大学出版社 20009 邱士安主编 机电一体化技术 西安电子科技大学出版社 200510. 田鸣主编 机械技术基础 机械工业出版社 200527