示教機(jī)械手控制系統(tǒng)

1、課程設(shè)計(jì)（論文）題目：機(jī)械手控制系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)名稱：機(jī)電傳動(dòng)控制班級(jí)學(xué)號(hào)： 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 成 績(jī) 評(píng) 定 表學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化課程設(shè)計(jì)題目示教機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)評(píng)語(yǔ)組長(zhǎng)簽字：成績(jī)?nèi)掌?年 月 日課程設(shè)計(jì)任務(wù)書學(xué) 院機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化學(xué)生姓名 班級(jí)學(xué)號(hào) 課程設(shè)計(jì)題目示教機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)要求與任務(wù): 1.設(shè)計(jì)內(nèi)容： 1）完成課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書所要求的控制循環(huán)。 2）按停止按鈕，完成當(dāng)前循環(huán)后再停。3）要求可以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)、回原點(diǎn)、單步、單周期、連續(xù)控制。2.設(shè)計(jì)要求：1）畫出端子分配圖和順序功能圖2）設(shè)計(jì)并調(diào)試plc控制梯形圖3）設(shè)

2、計(jì)說(shuō)明書工作計(jì)劃與進(jìn)度安排:1）理解題目要求，查閱資料，確定設(shè)計(jì)方案 1天2）plc梯形圖設(shè)計(jì)與調(diào)試 4天3）說(shuō)明書撰寫 1天4）答辯 1天指導(dǎo)教師： 年 月 日專業(yè)負(fù)責(zé)人： 年 月 日學(xué)院教學(xué)副院長(zhǎng)： 年 月 日目錄0前言51課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求61.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)61.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求72總體設(shè)計(jì)82.1 plc選型82.2 plc端子分配圖92.3外部接線圖103 plc程序設(shè)計(jì)113.1 設(shè)計(jì)思想113.2 順序功能圖123.3 plc梯形圖144程序調(diào)試說(shuō)明225結(jié)束語(yǔ)236參考文獻(xiàn)240前言機(jī)械手的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)，其一，它能部分地代替人的勞動(dòng)并能達(dá)到生產(chǎn)工藝的

3、要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來(lái)完成工件的傳送。因此，它能大大地改善公認(rèn)的勞動(dòng)條件，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。因此受到各先進(jìn)單位的重視，并投入了大量的人力物力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵和噪聲的場(chǎng)合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國(guó)，近代幾年來(lái)也有較快的發(fā)展，并取得一定的成果，受到各工業(yè)部門的重視。在生產(chǎn)過(guò)程中，經(jīng)常要對(duì)流水線上的產(chǎn)品進(jìn)行分檢，本課題模擬開(kāi)發(fā)物料搬運(yùn)機(jī)械手，采用的德國(guó)西門子s7-200系列plc，對(duì)機(jī)械手的上下，左右以及抓取運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，控制機(jī)械手完成各種動(dòng)作。機(jī)電傳動(dòng)以及控制系統(tǒng)總是隨著社會(huì)生產(chǎn)的發(fā)展而發(fā)展的。單就機(jī)電而言

4、，它的發(fā)展大體上經(jīng)歷了成組拖動(dòng)，單電機(jī)拖動(dòng)和多電機(jī)拖動(dòng)三個(gè)階段。所謂成組拖動(dòng)，就是一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一根天軸，再由天軸通過(guò)皮帶輪和皮帶分別拖動(dòng)各生產(chǎn)機(jī)械，這種生產(chǎn)方式效率低，勞動(dòng)條件差，一旦電動(dòng)機(jī)發(fā)生故障，將造成成組機(jī)械的停車；所謂單電機(jī)的拖動(dòng)，就是用一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械，它雖然較成組拖動(dòng)前進(jìn)了一步，但當(dāng)一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的運(yùn)動(dòng)部件過(guò)多時(shí)，機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜；多電機(jī)拖動(dòng)，即是一臺(tái)生產(chǎn)機(jī)械的每一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件分別由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，這種拖動(dòng)的方式不僅大大簡(jiǎn)化了生產(chǎn)機(jī)械的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，而且控制靈活，為生產(chǎn)機(jī)械的自動(dòng)化提供了有利的條件。1課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求1.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)1、 任務(wù)分析及方案確定根據(jù)控制要求

5、進(jìn)行如下工作：1） 任務(wù)分析，然后確定主電路，注意考慮設(shè)備的保護(hù)；2） 確定控制規(guī)則；3） 選擇plc，包括plc點(diǎn)數(shù)、類型及擴(kuò)展模塊的類型，注意操作方式及控制電路的保護(hù)；4） plc輸入輸出點(diǎn)的確定及分配等。2、 電路圖的確定1） 畫出主電路原理圖；2） 畫出plc原理或接線圖。3） 畫出順序功能圖3、 控制軟件的設(shè)計(jì)及調(diào)試根據(jù)控制規(guī)則進(jìn)行如下工作：1） 畫出順序功能圖；2） 設(shè)計(jì)plc控制梯形圖；3） 程序調(diào)試說(shuō)明。1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求動(dòng)作要求：1單循環(huán)為：1）從原點(diǎn)開(kāi)始下降；2）吸工件，延時(shí)1秒；3）上升；4）右轉(zhuǎn)；5）下降；6）放下工件，延時(shí)1秒；7）上升；8）左轉(zhuǎn)，回原點(diǎn)。2要

6、求有四種工作方式：手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)。3連續(xù)時(shí)，循環(huán)5次結(jié)束，聲光間斷報(bào)警5秒。2總體設(shè)計(jì)2.1 plc選型因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)程序時(shí)總共用到了17個(gè)輸入信號(hào)和7個(gè)輸出信號(hào)，這樣cpu的輸入端子要多一些以滿足要求，因此在示教機(jī)械手控制系統(tǒng)中選用的plc的選型為西門子s7-200系列的可編程控制器cpu226ac/dc/繼電器。plc的主機(jī)：選擇西門子s7-200系列作為此控制系統(tǒng)的主機(jī)。選用cpu226的特點(diǎn)，其基本參數(shù)如下：本機(jī)數(shù)字輸入：32路數(shù)字量輸入本機(jī)數(shù)字輸出：16路數(shù)字量輸出內(nèi)部存儲(chǔ)器位：256位定時(shí)器總數(shù)：256定時(shí)器計(jì)數(shù)器總數(shù)：256計(jì)數(shù)器電源電壓允許范圍：ac85264v輸入電流僅

7、cpu/最大負(fù)載：35/100ma,ac240v電壓范圍：dc20.428.8v電流限制：約1.5a2.2 plc端子分配圖圖1 plc端子分配圖2.3外部接線圖圖2 外部接線圖3 plc程序設(shè)計(jì)3.1 設(shè)計(jì)思想該機(jī)械手能完成手動(dòng)，回原點(diǎn)，單步，單周期，連續(xù)工作。自動(dòng)：當(dāng)機(jī)械手處于起始位置時(shí)，上限開(kāi)關(guān)和左限開(kāi)關(guān)開(kāi)關(guān)閉合。將控制按鈕調(diào)到連續(xù)，按下啟動(dòng)按鈕，關(guān)閉上限位左限位，自動(dòng)程序開(kāi)始運(yùn)行，機(jī)械手下降，關(guān)閉啟動(dòng)按鈕。然后按下下限開(kāi)關(guān)，機(jī)械手開(kāi)始吸工件并延時(shí)1秒，延時(shí)完成后按夾緊置位，機(jī)械手上升。按上限位，機(jī)械手右行。按右限位，機(jī)械手下行。按下限位，機(jī)械手放開(kāi)工件并延時(shí)1秒。延時(shí)完成后上升，按上限

8、位和左限位，則左行。完成后計(jì)數(shù)器加1，并重復(fù)上述過(guò)程。手動(dòng)：開(kāi)始手動(dòng)旋鈕，與自動(dòng)不同的是需要自己復(fù)位。3.2 順序功能圖圖3 回原點(diǎn)順序功能圖圖4 自動(dòng)程序順序功能圖3.3 plc梯形圖圖5 主程序梯形圖圖6 公用程序梯形圖圖7 手動(dòng)程序梯形圖圖8 回原點(diǎn)程序梯形圖圖9 自動(dòng)程序梯形圖4程序調(diào)試說(shuō)明仿真軟件不能直接收到s7-200的程序代碼，必須使用編程軟件的導(dǎo)出功能將s7-200的用戶程序轉(zhuǎn)換為擴(kuò)展名為“awl”的asc文件，然后再下載到仿真plc中去。在仿真軟件中執(zhí)行菜單命令“文件”“裝載程序”，在出現(xiàn)的對(duì)話框中選擇下載的程序塊，點(diǎn)擊“確定”按鈕后，在出現(xiàn)的“打開(kāi)”對(duì)話框中雙擊要下載的*.

9、awl文件，開(kāi)始下載。下載成功后，cpu模塊上出現(xiàn)下載的asc文件名稱，同時(shí)會(huì)出現(xiàn)下載的程序代碼文本框和梯形圖。圖10 程序調(diào)試圖點(diǎn)擊運(yùn)行按鈕，開(kāi)始執(zhí)行用戶程序。在執(zhí)行的過(guò)程中可檢查結(jié)果是否正確。本程序經(jīng)仿真軟件模擬后，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，程序符合設(shè)計(jì)要求。5結(jié)束語(yǔ)為期兩周的課程設(shè)計(jì)就這樣結(jié)束了，這兩周讓我收獲了不少。本次課程設(shè)計(jì)只有一個(gè)項(xiàng)目：示教機(jī)械手傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。當(dāng)然其中還學(xué)習(xí)了畫圖等一些與自己專業(yè)關(guān)聯(lián)的知識(shí)。 課程設(shè)計(jì)讓我了解了plc梯形圖、指令表、外部接線圖有了更好的了解，也讓我更加了解了關(guān)于plc設(shè)計(jì)原理。有很多設(shè)計(jì)理念來(lái)源于實(shí)際，從中找出最適合的設(shè)計(jì)方法。本次課程設(shè)計(jì)脫離不了集體的力量，

10、遇到問(wèn)題和同學(xué)互相討論交流，多和同學(xué)討論。我們?cè)谧稣n程設(shè)計(jì)的過(guò)程中要不停的討論問(wèn)題，同學(xué)間相互吸取錯(cuò)誤教訓(xùn)和提高自身任務(wù)的完成質(zhì)量。討論不僅是一些思想的問(wèn)題，還可以深入的討論一些技術(shù)上的問(wèn)題，這樣可以使自己的處理問(wèn)題要快一些，少走彎路。多改變自己設(shè)計(jì)的方法，在設(shè)計(jì)的過(guò)程中最好要不停的改善自己解決問(wèn)題的方法，這樣可以方便自己解決問(wèn)題，“plc是一種專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字運(yùn)算操作的電子裝置。它采用可以編制程序的存儲(chǔ)器，用來(lái)在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并能通過(guò)數(shù)字式或模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。plc及其有關(guān)的外圍設(shè)備都應(yīng)該按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。”在設(shè)計(jì)的過(guò)程中我