自动搬运机械手的plc控制系统的设计-毕业设计（论文）

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1、炎黄职业技术学院毕业论文姓名:学号：系(院):机电系专业:机电一体化题目:自动搬运机械手的PLC控制系统的设计指导者：评阅者：2011年06月炎黄职业技术学院自动搬运机械手的PLC控制系统的设计摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运,可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升

2、下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。19炎黄职业技

3、术学院目录第1章前言1.1设计优点41.2设计的一般步骤4第2章机械手设计简介2.1设备的控制要求52.2装置简介6第3章搬运机械手硬件系统设计3.1机械手的结构83.2电气控制的设计83.3操作面板及动作说明9第4章机械手的PLC控制4.1控制特点104.2系统控制示意图104.3输入和输出点分配表及原理接线图114.4操作系统124.5回原位程序124.6手动单步操作程序134.7自动操作程序144.8机械臂传送系统梯形图154.9指令语句表1719炎黄职业技术学院第1章前言机械手是工业生产中常用的机械设备,是

4、现代企业和建筑工地不可缺少的运输工具,它的动作由相应的控制系统控制，如采用传统的继电接触控制,由于机械触点多,接线复杂,因而控制装置体积很大,并且故障率高,可靠性差,动作精确度低。而可编程控制器是以中央处理器为核心,综合了计算机和自动控制等先进技术,具有可靠性高、功能完善、组合灵活、编程简单、功耗低等优点，已成为目前在机械手控制系统中使用最多的控制方式。PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。它的使用大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。PLC在工业自动化控制特别是顺序控

5、制中的地位非常重要！本设计主要研究内容：要求有两种工作方式：点动和自动操作；点动操作时，用按钮单独操作机械上升或下降，右移或左移，夹紧或放松；自动操作时，按下起动按钮，机械从“原点”开始工作，自动完成一个工作循环过程，即将工件夹紧后，从A点移动到B点放下工件，然后返回“原点”等待下一次操作。1.1设计的优点用可编程控制器，具有投资省、见效快的特点。因为使用PLC控制机床电气系统后，可去掉了机械手的中间继电器、时间继电器、顺序控制二极管及电阻，使线路简化。同时，由于PLC的高可靠性，输入／输出部分还具有信号指示，这不

6、仅使电气故障次数大大减少，而且还能给准确判断电器故障的发生部位提供了很大的方便。论文从PLC选型开始介绍，并按照设计的全过程逐次的介绍了系统资源配置、控制系统程序设计集调试的方法、自动操作系统流程图、总程序结构框图、源程序、程序清单、梯形图、电气原理图。1.2设计的一般步骤（1）先要全面的了解被控对象的机构、运行过程等，并明确动作逻辑关系；根据系统的功能要求选择PLC的型号及各种附加的配置，并有规则，有目的分配输入输出点；19炎黄职业技术学院（2）根据控制及流程要求，对应输入输出开发相应的应用程序；同时连接PLC与

7、外部设备的连线；（3）将编制完成的程序写入PLC中，模拟工况运行，进行调试及修改；在模拟成功后，接入现场实际控制系统中进行再次调试，直至完全通过为止。第2章机械手设计简介每设计都要分析被控对象并提出控制要求：1.详细分析被控对象的工艺过程及工作特点，了解被控对象机、电、液之间的配合，提出被控对象对PLC控制系统的控制要求，确定控制方案，拟定设计任务书。确定输入／输出设备2.根据系统的控制要求，确定系统所需的全部输入设备（如：按纽、位置开关、转换开关及各种传感器等）和输出设备（如：接触器、电磁阀、信号指示灯及其它执行

8、器等），从而确定与PLC有关的输入/输出设备，以确定PLC的I/O点数。2.1设备的控制要求设备应具有“正常运转”和“强制停止”。控制系统设有手动、单周期、单步和连续4种工作方式，机械手在最上面和左边且放松时，成为系统处于原点状态或初始状态。机械手自动控制顺序功能图见图2-1，机械手的运动过程主要有八个动作即为：原点→下降→夹紧→上升→右移↑↓左移←上升←放