機械手控制系統(tǒng)設(shè)計

機械手控制系統(tǒng)設(shè)計第一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日項目背景1

機電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試全國技能競賽實訓(xùn)考核裝置，其中搬運機構(gòu)由氣動式機械手完成。上料機構(gòu)上料檢測機構(gòu)搬運機構(gòu)分揀機構(gòu)傳送機構(gòu)第二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日原位下降夾緊上升左行下降松開上升右行原位課程內(nèi)容——A項目2項目B機電一體化設(shè)備組裝與調(diào)試全國技能競賽實訓(xùn)考核裝置搬運機構(gòu)控制系統(tǒng)設(shè)計第三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日教學(xué)目的31熟悉機械手控制系統(tǒng)的電氣工作原理和工作過程理解復(fù)雜控制系統(tǒng)PLC控制的方式24掌握機械手PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方法。了解機械手控制系統(tǒng)中各元器件的作用教學(xué)目的3第四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日教學(xué)要求41制訂、修改和完善機械手PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計方案設(shè)計PLC的接口電路與元器件選型

234根據(jù)設(shè)計方案安裝、調(diào)試PLC控制系統(tǒng)。分析機械手控制系統(tǒng)的功能和技術(shù)要求

教學(xué)要求

應(yīng)用編程工具進行控制程序的設(shè)計、編輯與調(diào)試。

56撰寫設(shè)計文檔與調(diào)試報告。

第五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日能力目標(biāo)51能結(jié)合PLC對機械手控制系統(tǒng)進行設(shè)計能用編程軟件編寫實際應(yīng)用程序并進行模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試234能對整個設(shè)計過程撰寫設(shè)計說明書進行文件資料存檔能對機械手控制系統(tǒng)進行分析能力目標(biāo)第六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日初步設(shè)計方案第一組第二組第三組第四組第五組小組匯報6第六組第七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日自評、互評7互相評價及優(yōu)缺點分析評價第八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日點評及核心知識點8各組制定的方案中需要修改和補充的地方（一）點評第九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（二）機械手的控制方式機械手有手動、單步、單周期、連續(xù)和回原位5種工作方式，用開關(guān)SA進行選擇。點評及核心知識點8為什么要設(shè)置5種工作方式？第十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（二）機械手的控制方式1234單步工作方式時，機械手在原位，每按一次啟動按鈕（SB3），向前執(zhí)行一步。手動工作方式時，用各操作按鈕（SB5、SB6、SB7、SB8、SB9、SB10、SB11）來點動執(zhí)行相應(yīng)動作。5返回原點工作方式時，按下回原位按鈕SB11，機械手自動回到原位狀態(tài)。單周期工作方式時，機械手在原位，按下啟動按鈕SB3，自動執(zhí)行一個工作周期，最后返回原位。連續(xù)工作方式時，機械手在原位，按下啟動按鈕SB3，機械手連續(xù)重復(fù)進行工作。點評及核心知識點8第十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（三）復(fù)雜程序設(shè)計思路與步驟1.確定程序的總體結(jié)構(gòu)

將系統(tǒng)的程序按工作方式和功能分成若干部份，用工作方式、功能的選擇信號作為跳轉(zhuǎn)的條件。確定了系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)形式，然后分別對每一部份程序進行設(shè)計。

點評及核心知識點8第十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日2.分別設(shè)計局部程序公共程序和手動程序相對較為簡單，一般采用經(jīng)驗設(shè)計法進行設(shè)計；自動程序相對比較復(fù)雜，對于順序控制系統(tǒng)一般采用順序控制設(shè)計法，先畫出其自動工作過程的功能表圖，再選擇某種編程方式來設(shè)計梯形圖程序。3.程序的綜合與調(diào)試

進一步理順各部分程序之間的相互關(guān)系，并進行程序的調(diào)試。

PLC程序的調(diào)試可以分為模擬調(diào)試和現(xiàn)場調(diào)試兩個調(diào)試過程。點評及核心知識點8第十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（四）程序內(nèi)容

PLC應(yīng)用程序應(yīng)最大限度地滿足被控對象的控制要求，在構(gòu)思程序主體的框架后，要以它為主線，逐一編寫實現(xiàn)各控制功能或各子任務(wù)的程序。經(jīng)過不斷他調(diào)整和完善。使程序能完成所要求的控制功能。（1）初始化程序

（2）檢測、故障診斷、顯示程序（3）保護、聯(lián)鎖程序

點評及核心知識點8第十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日點評及核心知識點8（五）控制要求分析1機械手的夾緊、松開由只有一個線圈（YV5）的兩位電磁閥驅(qū)動氣缸完成。234機械手的上下左右分別有限位開關(guān)SQ1、SQ2、SQ3、SQ4。機械手升降和左右移動分別由兩個具有雙線圈的兩位電磁閥驅(qū)動氣缸完成，上升下降對應(yīng)線圈YV1、YV2，左行右行對應(yīng)線圈YV3、YV4。5機械手處于右上位，除線圈YV5通電外其他線圈全部斷電的狀態(tài)為機械手原位。夾持裝置不帶限位開關(guān)，通過一定的延時表示夾持動作的完成。第十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（六）氣動控制原理YV1YV2YV3YV4YV5點評及核心知識點8第十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（六）氣動控制原理——氣缸點評及核心知識點8第十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（六）氣動控制原理——雙向電磁閥點評及核心知識點8雙控、有互鎖和自鎖功能第十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（六）氣動控制原理——單向電磁閥點評及核心知識點8單控，類似于點動控制第十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日（六）氣動控制原理——氣動手爪控制手爪夾緊松開由單向控制閥控制點評及核心知識點8第二十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日點評及核心知識點81、YV5處于何狀態(tài)時機械手夾緊？2、突然斷電、PLC出現(xiàn)故障時怎么辦？安全問題不容忽視?。ㄆ撸┬枰⒁獾膯栴}第二十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日

設(shè)計方案確定91確定程序結(jié)構(gòu)：公用程序、自動程序、手動程序和回原位程序四部分。自動程序包括單步、單周期和連續(xù)工作。23采用跳轉(zhuǎn)指令或子程序調(diào)用指令保證自動程序、手動程序和回原位程序不會同時執(zhí)行。保證在緊急情況下能可靠切斷負(fù)載電源，設(shè)置交流接觸器KM。4安全第一！第二十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日方案實施10完善細(xì)節(jié)，開始程序設(shè)計：要求：1、以小組為單位，自主分工，人人參與。2、有分工、更有協(xié)作。3、方案合理可行。5、注意安全問題的設(shè)計。4、I/O分配符合要求。第二十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日參考方案11外部硬件線路圖設(shè)計PLC程序設(shè)計參考方案I/O分配、PLC選型第二十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLCI/O分配1（一）I/O點數(shù)統(tǒng)計類型功能所占點數(shù)(個)輸入設(shè)備啟動按鈕1停止按鈕1工作方式選擇5回原位按鈕1上下左右限位開關(guān)4上升按鈕1下降按鈕1左行按鈕1右行按鈕1松開按鈕1夾緊按鈕1輸出設(shè)備上升線圈1下降線圈1左行線圈1右行線圈1松緊線圈1第二十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLCI/O分配1（二）PLC選型三菱公司FX2N系列PLC吸收了整體式和模塊式PLC的優(yōu)點，有強大的功能和很高的運行速度，可用于較高的機電一體化控制系統(tǒng)，還可以配備擴展單元和模塊，根據(jù)現(xiàn)場功能需要組成不同的控制系統(tǒng)。系統(tǒng)要求18個輸入點、5個輸出點，每項考慮20%的余量，應(yīng)該可以滿足本機在使用過程中增加新功能、進行擴展等要求，故最終選擇三菱FX2N-48MR作為PLC控制系統(tǒng)的基本單元。第二十六頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLCI/O分配1（三）I/O配置元件符號功能I/O點元件符號功能I/O點SA手動方式X0SB5上升X14回原點方式X1SB6下降X15單步方式X2SB7左行X16單周期方式X3SB8右行X17連續(xù)方式X4SB9松開X20SB3啟動X5SB10夾緊X21SB4停止X6YV1上升線圈Y0SB11回原位X7YV2下降線圈Y1SQ1上限位X10YV3左行線圈Y2SQ2下限位X11YV4右行線圈Y3SQ3左限位X12YV5松緊線圈Y4SQ4右限位X13第二十七頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日外部硬件線路設(shè)計2安全第一！第二十八頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLC程序設(shè)計3（一）總體程序設(shè)計方案一方案二第二十九頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLC程序設(shè)計3（二）PLC程序設(shè)計公用程序第三十頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLC程序設(shè)計3（二）PLC程序設(shè)計手動程序第三十一頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLC程序設(shè)計3（二）PLC程序設(shè)計自動程序功能圖單步、單周期、連續(xù)三種方式如何在自動程序中實現(xiàn)呢？第三十二頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLC程序設(shè)計3（二）PLC程序設(shè)計用M1實現(xiàn)連續(xù)與單周期的轉(zhuǎn)換用M2實現(xiàn)單步的轉(zhuǎn)換第三十三頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日PLC程序設(shè)計3（二）PLC程序設(shè)計回原點程序第三十四頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日程序綜合與模擬調(diào)試12第三十五頁，共三十九頁，編輯于2023年，星期日評價與技術(shù)交流131、調(diào)試過程中問題分析