基于plc的機械手控制系統的研究與設計-資料下載頁

【導讀】參與同一工作的其他同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確。的說明并表示了謝意。而本文研究的目的主要從降低工人勞動強度和。主要工作內容包括：了解鋼絲繩生產工藝流程，具體工序的實施步驟和技術要求，從而為后期的機械手系統軟硬件設計與選型奠定基礎。制作以及成品的調試與安裝。養目標和要求等內容提出具體的意見和建議。研究中的幾個關鍵點包。統的軟體與硬體；不斷測試和改進機械手功能，增強產品的適用性和普及性。機械設計與制作方面的配合；真實工況環境下的測試。[15]王永章¸杜君文,程國全.數控技術[M].北京:高等教育出版社出版,2021.[16]王兆義.小型可編程控制器實用技術[M].北京:機械工業出版社出版,2021.－畢業設計中期檢查。－撰寫畢業論文。的角度出發，根據鋼絲繩制作工藝的特點，設計適合于本行業的機械手控制系統。

　　

【正文】 業設計（論文） 15 4)分配 I/O 點數，繪制 PLC 控制系統輸入、輸出端子接線圖。 5)程序設計，繪制工作循環圖或狀態轉移圖。 6)程序調試。先進行模擬調試，再進行現場聯機調試；先進行局部、分段調試，再進行整體、系統調試。 7)調試過程結束，整理技術資料，投入使用。 PLC 控制系統的設計過程的具體流程圖如圖 所示。 圖 3. 1 PLC 控制系統設計步驟流程圖 PLC 的輸出方式 PLC 包括繼電器輸出和 晶體管輸出兩種輸出方式。其適 輸出區別 如下： 1） 負載電壓、電流類型不同 負載類型：晶體管只能帶直流負載，而繼電器帶交、直流負載均可。 電流：晶體管電流 ，繼電器 2A。 電壓：晶體管可接直流 24V（繼電器可以接直流 24V 或交流 220V）。 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 16 2） 負載能力不同 晶體管帶負載的能力小于繼電器帶負載的能力，用晶體管時，有時候要加其他東西來帶動大負載（如繼電器，固態繼電器等）。 3） 晶體管過載能力小于繼電器過載的能力 一般來說，存在沖擊電流較大的情況時，晶體管過載能 力較小，需要降額更多。 4）晶體管響應速度快于繼電器 繼電器輸出型原理是 PLC 驅動繼電器線圈，令觸點吸合，使外部電源通過閉合的觸點來驅動外部負載，其開路漏電流為零，響應時間慢（約 10ms），主要是來控制開關量。 晶體管輸出型原理是 PLC 通過光耦合使晶體管通斷，以控制外部的直流負載，響應時間快（約 甚至更小）。晶體管輸出一般用于高速輸出，如伺服、步進等，動作頻率高的輸出。 額定工作情況下，繼電器有動作次數壽命，晶體管只有老化沒有使用次數的限制。繼電器是機械元件，所以有動 作壽命，晶體管是電子元件，所以只有老化，沒有使用次數限制。繼電器的每分鐘開關次數也是有限制的，而晶體管則沒有。 本文中使用步進電機作為動力源，故采用晶體管輸出，直流 D24V 電源，而兩個電磁閥用的是繼電器輸出。 I/O 點數 I/O 點數是衡量可編程控制器規模大小的依據。其確定依據是將與 PLC 相連的全部輸入、輸出器件根據所需的電壓、電流的大小和種類分別統計，考慮將來發展的需要再相應增加 10％～ 15％ 的余量。 I/O 口分配原則： 1)特殊、特定 I/O 點 優先分配。如高速脈沖輸出口 Y000 或 Y001 或 Y003；方便指令中初始狀態指令等。 2)普通無指定 I/O 點 的歸類分配。 3)適當的方法節 省 I/O 點 數。如編碼等。 所以本課題 的 I/O 口 分配如表 所示為： 表 PLC 的 I/O 分配說明 輸入 功能 (設備 ) 輸出 功能 (設備 X0 x 方向零點接近開關 Y0 x 橫向步進電機 X1 y 方向零點接近開關 Y1 y 水平步進電機 X2 z 方向零點接近開關 Y3 z 垂直步進電機 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 17 X3 工位接近開關（公用） Y5 y 水平步進電機轉向 X11 捻繩筒定位信號 Y6 z 水平步進電機轉向 X12 防 護罩打開信號 Y7 x 水平步進電機轉向 X13 防護罩關閉信號 Y10 開鎖氣缸電磁閥 X14 x 方向極限行程 Y11 氣爪氣缸電磁閥 X15 y 方向極限行程 Y14 電機拖死機構 X16 z 方向極限行程 Y15 復位零點指示燈 X17 夾持卡爪開關（串聯） Y16 報警燈 X21 開鎖氣缸伸接近開關（串聯） Y17 工作顯示燈 X22 開鎖氣缸縮接近開關（串聯） X23 z 方向安全鎖到位（里面接近開關） X24 氣源壓力開關 X25 鎖可靠接觸（串聯） X27 停止 X30 復位 X31 自動運行 X32 手動 /自動 X33 x 方向電機 X34 y 方向電機 X35 z 方向電機 X36 卡爪緊 X37 卡爪松 X40 關索 X41 開鎖 X42 反轉 /正傳 X43 安裝 /卸載 X50 模式轉化 X51 工位 1選擇按鈕 X52 工位 2選擇按鈕 X53 工位 3選擇按鈕 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 18 程序 設計 本課題的程序設計是根據鋼絲繩生產線中捻股車的生產要求來設計的，他的工作流程圖如圖 所示： 圖 機械手的工作流程圖 X54 工位 4選擇按鈕 X55 工位 5選擇按鈕 X56 工位 6選擇按鈕 N 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 19 圖 機械手的工作流程圖（續） N 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 20 控制原理圖 圖 控制原理圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 21 初始化程序 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 22 圖 初始程序化梯形圖 回原點程序 圖 返回原點程 序體形圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 23 圖 返回原點程序體形圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 24 圖 返回原點程序體形圖（續） 手動程序 圖 手動程序梯形圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 25 圖 手動程序梯形圖（續） 自 動程序 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 26 圖 自動程序梯形圖 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 27 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 28 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 29 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 30 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 31 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 32 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 33 圖 自動程序梯形 圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 34 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 35 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 36 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 37 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 38 圖 自動程序梯形圖（續） 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 39 圖 自動程序梯形圖（續）南通大學杏林學院畢業設計（論文） 40 第 4 章 結語 在本次課題設計中，鋼絲繩工業生產中的機械手模型控制系統采用 PLC 進行控制，大大提高了該系統的自動化程度，減少了大量的中間繼電器、時間繼電器和硬件接線，提高了控制系統的可靠性。同時，使用 PLC 進行控制可方便更改生產流程，增強控制功能。通過 本次設計，可以根據工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數，實現機械手控制系統的不同工作需求，機械手控制系統具有了很大的靈活性和可操作性。當然本課題所設計的東西也還不是最完美最好的，也存在這一些不足，在機械方面的不足主要就是這個機械手的機械跨度比較大，占用了大量的空間。還有在控制方面本課題是采用步進電機來傳動的，所以定位還不是很精確，在軟件系統方面，本科課題沒有調試記憶功能，所以對調試起來不是很方便。所以我人為繼續改進的方向主要有一下這幾點： 1)目前本課題運用的是步進電機的開環系統，為了能夠更精確的控制我們 還可以選用伺服電機的閉環系統。 2)在程序方面我們還可以增加一個記憶功能，可以記住每次調試時到達精確 位置的脈沖數。 3)在機械方面也可以進行改進，可以適當的再減小機械手的跨度，節省空間。 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 41 參考文獻 [1]臺達可編程控制器 DVP60ES200T 系列編程手冊，步進梯形圖指令，應用指令說明書 . [2]李寧 , 劉啟新 . 電機自動控制系統 [M]. 北京 : 機械工業出版社出版 , 2021. [3]齊占慶 . 機床電氣控制技術 [M]. 北京 : 機械工業出版社出版 , 2021. [4]程子華 . PLC 原理與編程實例分析 [M]. 北京 : 國防工業出版社出版 , 2021. [5]秦曾煌 . 電工學電子技術 [M]. 第六版 , 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021. [6]張建民 . 機電一體化系統設計 [M]. 北京 : 北京理工大學出版社 , 2021. [7]白傳悅 . 裝配機械手 PLC 控制系統 [J]. 機械制造行業應用 , 2021,5(48),134~136 [8]凌志浩 .智能儀表原理與設計技術 [M].上海，華東理工大學出版社， 2021， 6 [9]陸祥生 , 楊秀蓮 . 機械手理論及應用 [M]. 北京 : 中國鐵道出版社出版 , 1985. [11]王永章184。 杜君文 , 程國全 . 數控技術 [M]. 北京 : 高等教育出版社出版 , 2021. [12]王兆義 . 小型可編程控制器實用技術 [M]. 北京 : 機械工業出版社出版 , 2021. 南通大學杏林學院畢業設計（論文） 42 致謝 幾個月的努力，本次畢業論文已經接近尾聲。作為一個本科生的畢業設計， 經驗 的匱乏，難免有許多考慮不周全之處，望給予指導，得到更大的提高。 在這里首先要感謝我的論文指導老師陳老師。陳 老師平日里工作繁多，但在我做畢業設計的每個階段，傾注了大量的心血和汗水，無論是在論文的選題、構思和資料的收集方面，還是在論文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了 *老師悉心細致的教誨和無私的幫助，特別是她廣博的學識、深厚的學術素養、嚴謹的治學精神和一絲不茍的工作作風使我終生受益，在此表示真誠地感謝和深深的謝意。 其次感謝大學四年以來的每一位授課老師。論文中的主要參考文獻均為四年內所學的教科書，這些理論教材給我了很大的幫助。堅實的理論基礎，為論文的完成提供了有力的基礎。通過重組構建知識體系，靈活運用理論工具 ，將我設想的每一想法都一一變為經得起推敲的論文。 在論文的寫作過程中，也得到了許多同學的寶貴建議，同時還到許多在實習過程中結識的同事們的支持和幫助，在此一并致以誠摯的謝意。