2022年简易物料搬运机械手PLC控制设计.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 课程设计电气掌握系统与题目：简易物料搬运机械手地系 别：机械工程学院PLC课程设计PLC 掌握系统设计专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机自 081 班时 间： 2022 年 12 月 1 日指导老师： 冯治国名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 1.设计地目地 1 通过课程设计培育同学综合运用所学地基础理论、基础学问及基本技能 进行分析和解决实际问题地才能 . 2 使同学受到 PLC 系统开发地综合训练 ,达到能够进行 PLC 系统设计和实施 地目地 . 3使同学

2、把握简易机械手地电器工作原理 . 2 设计内容1目录2原理介绍和分析部分3依据要求挑选系统方案4PLC挑选及 I/O 及其它 PLC元器件安排5程序框图和程序设计6心得体会. 3设计任务和要求1. 2. 3. 4.提交报告一份（主要组成：功能阐述 、流程图 、 I/O 安排、电气原理图、 梯形图 ）字数 3000 报告相像程度 80%,按不及格处理 交作业时间： 12.34 器材 简易物料搬运机械手 5 参考资料1 宫淑贞徐世许主编可编程掌握器原理及应用北京人民邮电出版社 2022.4 一、 机械手地掌握及说明一、课题内容1.如下列图为一简易物料搬运机械手地工艺流程图 .该机械手是一个水平 /

3、垂 直位移地机械设备 ,其操作是将工件从左工作台搬运到右工作台 ,由光耦合器VLC 来检测工作台上有没有工件 驱动,而气缸就由相应地电磁阀掌握.机械手通常位于原点 ,它地动作全部由气缸 .其中 ,上升/下降和左移 /右移分别由双线名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 圈二位电磁阀掌握 ,放松 /夹紧由一个单线圈二位电磁阀 称为夹紧电磁阀 控制. 机械手工作循环过程示意图如图2 所示.从图中可见 ,机械手工作循环过程主要有 8 个动作 ,即 为：图 1 机械手结构示意图二 机械手地掌握系统要求分析机械手动作示意图如图1

4、所示 .其全部动作由汽缸驱动 ,而汽缸又由相应地电磁阀和继电器掌握 .其中 ,上升下降和左移右移分别由双线圈两位继电器掌握 .下降继电器线圈通电时,机械手下降；下降继电器线圈断电时,机械手下降停止 .只有上升继电器线圈通电时,机械手才上升；上升继电器线圈断电时 ,机械手上升停止 .同样 ,左移右移分别由左移继电器和右移继电器掌握.机械手地放松夹紧由一个单线圈称为夹紧电磁阀 掌握.该线圈通电 ,机械手夹紧；该线圈断电 ,机械手放松 . 机械手地动作过程如图2 所示 .从原点开头按下启动按钮时,下降继电器线圈通电 ,机械手开头下降 .下降究竟时 ,遇到下限位开关 ,下降继电器线圈断电,下降停止；同

5、时接通夹紧电磁阀 始通电 ,机械手上升；上升到顶时,机械手夹紧 ,夹紧后 ,上升继电器线圈开 ,遇到上限位开关 ,上升继电器线圈断电 ,上名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 升停止；同时接通右移继电器,机械手右移 ,右移到位时 ,遇到右移极限位开关,右移继电器线圈断电 ,右移停止 .此时 ,右工作台上无工作 ,就光电开关接通 , 下降继电器线圈接通 ,机械手下降 .下降究竟时遇到下限位开关下降继电器线圈断电 ,下降停止；同时夹紧电磁阀断电,机械手放松 ,放松后 ,上升继电器线圈通电 ,机械手上升 ,上升到极限时遇到极

6、限位开关 ,上升继电器断电 ,上升停止；同时接通左移继电器 ,机械手左移；左移到原点时 ,遇到左极限开关 ,左移继电器线圈断电 ,左移停止 .至此 ,机械手经过八步动作完成一个循环 . 三 PLC 地共有选型及 I/O 口接线图依据掌握要求共有 和需要我们选用了三菱20 个输入和 5 个输出 ,共有 25 个点数 ,依据设计要求 FX 系列中地 FX2-48 MR 作为设计主体 ,其输入与输出接线图及掌握面板如下列图：单步运行 X12 左移回原点启动右移回原点 X11 X8 X23 单周期 X13 X15 上升手动 X10 自动 X14 X5 电源 X6 X4 X7 X21 夹紧急停X22 松

7、开下降启动停止操作面板示意图名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - LLL1 QF QF QF FV 上升 /下降KM3 左 /右移KM5 KM2 KM1 KM4 夹紧 /放松 FR 外围接M1 M2 YA4 24V PLC 机 械 手 主I/O 口安排表名称输入信号输入点编码名称输出信号输代号代号出点编名师归纳总结 上限位SQ1 X0 上升YV1 码第 5 页,共 16 页Y0 下限位SQ2 X1 下降YV2 Y1 左限位SQ3 X2 右移YV3 Y2 右限位SQ4 X3 左移YV4 Y3 下降点SB1 X4 夹紧YV

8、5 Y4 上升点SB2 X5 左移点SB3 X6 右移点SB4 X7 启动SB5 X8 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 手动操作SA1-1 X10 回原点SA1-2 X11 单步SA1-3 X12 单周期SA1-4 X13 自动SA1-5 X14 回原点启SB6 X15 动全自动SB7 X16 KM1 停止SB10 X17 夹紧SB8 X21 放松SB9 X22 工作检测ST5 X20 KV1 KV2 KM2 KV3 KM3 KV4 KM4 KV5 KM5 220V/380V 外围电路（ 1）名师归纳总结 ST 11X0CCY0K V 1第 6 页,

9、共 16 页ST 2X1ST 3X2Y1ST 4K V 2X3SBX4SB2X5Y2K V 33 4 5PLCSBX6SBX7Y3SBK V 4X24X10SBX11OMK V 5X12X13Y4X146X15SB7X16OMSB8X17SB9X21SB10X22SB11X20KV4 COM- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 外围电路（2）四 初始化程序设计 - PLC 在主电路中 KM1 、KM2 、KM3 、KM4 为继电器 ,YA4 是电磁阀 . 当 PLC中输出 Y0 时,KV1 导通同时接触器KM1 导通继电器动作 ,机械手上升；当KM2 通电

10、时继电器动作 ,机械手下降；当 KM3 导通时继电器动作 ,机械手右移；当 KM4 导通时继电器动作 ,机械手左移；当KM5 通电时电磁阀动作 ,使机械手夹紧或放松 ,而图中地 FV 为短路爱护 ,FR 为过载爱护 .M8044 特别辅名师归纳总结 助继电器作为原点位置条件用,当原点位置条件满意时M8044 接通. 第 7 页,共 16 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1为了使 I ST 指令在每个扫描周期内均执行 和 M 8000 驱动 . ,用 PLC“ RUN” 时 ON2使用IST 指令时五种工作方式加三种必要地按钮,共八种掌握信号：A 手

11、动方式 B 回原点方式 C 单步方式 D 单周期方式 E 自动连续方式 F 回原点方式 G 启动按钮 H 停止按钮3使用 IST 指令后 ,PLC 自动把状态元件S 中 S0S2安排给了 3 大类模式地初始化状态用 ,且规定 S0 用于手动 ,S1 用于回原点 ,S2 用于自 动/单步 /单周期 .S10S19 用于回原点程序模块中地状态 .因此 ,指令 格式中地 S20 是用户可以安排给自动 /单周期 /单步地最小状态号 .下图为置初始状态IST 指令自动动作地特别帮助继电器M8040M8047 地动作内容 . 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页,共 16 页精选学习资料 -

12、 - - - - - - - - M8040 是禁止转移用帮助继电器,当 M8040=ON 时就禁止全部状态转移,手动状态下 M8040 总是接通地 .在原点、单周期运动时按动停止按钮后始终到再按启动按钮地时间内,M8040 始终保持 ON 状态 .单步执行时 M8040常通,但是再按动启动按钮时 ,M8040=OFF,使状态可以次序转移一步 . 转移开头特别帮助继电器 M8041 是初始状态 S2 向另一状态转移地转移条件帮助继电器 .手动加原点M8041 不动作 ,单步、单周期时 ,仅在按动启动按钮时动作,自动时按启动按钮后保持为M8041=ON, 按停止按钮后M8041=OFF. 启动脉

13、冲帮助继电器M8042 是在启动按钮按下时瞬时接通.特别帮助继电器 M8044 是原点条件 ,M8043 是回原点终止 ,这两个元件应由用户程序控制. 1 手动方式程序手动方式梯形图程序如下列图 ,S0 手动方式地初始状态 ,手动方式地夹紧、放松及上升、下降是由相应地按钮来掌握地 . 将挑选开关拨到手东方示（X10 置 1）按启动按钮（ X24）,S0 获得状名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 态,按下降开关X6,下降开头直到遇到下限位开关（X1）下降终止 ,在按下夹紧开关（ X21）夹紧动作开头（ Y4 置 1）,

14、按下上升开关（ X4）上升动作开始,当动作遇到上限位开关（X0）上升终止；按下右移开关（X7）右移动作开头 ,直到遇到右限位开关（X3）动作终止；按左移开关（X6）动作左移,直到遇到左限位开关（Y4 复位 0）. 2 回原点方式程序X2）动作终止 ,按放松按钮（ X22）机械手方松在我们地自动 /单步 /单周期运行之前我们通常要让机械手回到原点 ,才能让他完成自动运行地动作 . 回原点方式也属于自动程序地一种,在机械手地自动操作中 ,由于操作地动作复杂不简洁直接设计出梯形图 ,可以先画出自动操作地流程图 ,用以表示动作地次序和转换地条件 ,然后依据所采纳地掌握方法设计梯形图比较简洁 ,所以后面

15、地自动程序都采纳流程图来完成 . 将操作板上地工作方式打到回原点位置（X11,S1 置 1）,此时 S1 获得信号.当按下回原点启动开关（X11）,S10 得到信号 ,同时下降运行停止 ,机械手松开,上升运动开头 ,直到遇到上限位开关（X0 ）接通 S11,此时右移停止 ,左移运动开头 ,直到遇到左限位开关（ X2）接通S12,此时输出M8043 回来完成,信号自动返回给S12,动作终止 .其原理如下列图：名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 3 自动方式掌握在自动程序中包括单周期、单步运行方式.将掌握面上地工作方式

16、拨到自动工作方式（ X14）,然后按启动按钮（ X24）,此时 M8041 导通置 1（附：名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 在使用自动单步运行、单周期运行之前我们都得先回原点使 M8044 通过置 1）,此时 S2 导通到 S21,下降动作开头 ,直到遇到限位开关（ X1）,停止下降 , 导通 S26,并停留 2秒钟 ,然后导通 S27,机械手放松并开头上升 ,直到遇到上限 位开关 ,上升停止 .S28 导通 ,机械手左移 ,遇到左限位开关 ,信号返回给 S2,达到 循环动作 ,直到按下停止开关 X17, 全部

17、动作停止 .下图为自动方式地梯形图 与状态图自动方式梯形图如下图所示名师归纳总结 - - - - - - -第 12 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 13 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 4 单步运行、单周期运行将掌握面板上地工作方式拨到单步工作方式上,每按一次启动按钮机械手就运到一次运动一个步骤 .将开关拨到单周期工作方式上 ,按动一次启动按钮机械手自动完成一个周期地动作 ,其工作原理与自动方式一样 . 5 程序地语句表手动方式、回原点方式、自动、单步、单周期方式语句表分别为：（1

18、） 初始状态语句表2步 序指 令指令指 令0 LD X0 1 AND X2 2 ANI Y4 3 OUT M8044 4 LD M8000 5 IST X10 S20 S28 手动状态语句表步 序步 序0 STL S0 12 OUT Y1 1 L D X21 13 L D X7 2 RET Y4 14 ANI X0 3 L D X22 15 ANI X2 4 RST Y4 16 ANI Y2 5 L D X5 17 OUT Y3 6 ANI Y1 18 L D X7 7 ANI X0 19 ANI X0 8 OUT Y0 20 ANI X3 9 L D X4 21 ANI Y3 10 ANI

19、Y0 22 OUT Y2 11 ANI X1 23 3自动方式语句表名师归纳总结 步 序指 令步 序指 令第 14 页,共 16 页0 STL S2 20 SET S25 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 1 L D M8041 21 STL S25 2 AND M8044 22 LDI X20 3 SET S21 23 OUT Y1 4 STL S21 24 L D X1 5 OUT Y1 25 SET S26 6 L D X1 26 STL S26 7 SET S22 27 OUT T1 K20 8 STL S22 28 L D T1 9 OUT

20、TO K20 29 SET S27 10 L D T0 30 STL S27 11 SET S23 31 SET Y4 12 STL S23 32 OUT Y0 13 SET Y4 33 L D X0 14 OUT Y0 34 SET S28 15 L D X0 35 STL S28 16 SET S24 36 OUT Y3 17 STL S24 37 L D X3 18 OUT Y2 38 OUT S2 19 L D X2 39 RET 4 回原点方式语句表步 序指 令步 序指 令0 STL S1 10 RST Y2 1 L D X15 11 OUT Y3 2 SET S10 12 L D

21、X2 3 STL S10 13 SET S12 4 RST Y4 14 STL S12 5 RST Y1 15 SET M8043 6 OUT Y0 16 RST S12 7 L D X0 17 OUT S12 8 SET S11 18 RET 9 STL S11 5内部单步、单周期自动梯形图地语句表名师归纳总结 - - - - - - -第 15 页,共 16 页精选学习资料 - - - - - - - - - 步 序指令步 序指令0 L D X14 15 L D X12 1 OR X24 16 ORB 2 AND M8041 17 L D X13 3 ANI X17 18 AND X17

22、4 AND X12 19 ORB 5 OR X13 20 L D M8002 6 L D X14 21 ORB 7 ORB 22 L D M8042 8 L D X24 23 ORB 9 OR X15 24 ANI M8042 10 ANI X10 25 ORB 11 SET M8042 26 OUT M8040 12 L D X10 27 L D M8000 13 L D X11 28 OUT M8047 14 AND X17 四设计小节本次设计完成了简洁地机械手地工作原理及PLC 电气部分地设计 .在这段时间地设计中 ,参考了大量地参考资料,同时我们也作了大量地社会调查,结合实际完成了这套

23、设计 . 通过这段时间地设计 ,我初步把握了设计地方法和要求 ,为以后走上工作岗位打下了肯定地基础 ,实现了理论和实践相结合地初步转变 . 机械手是一种机械与电气紧密相结合地运输产品.随着可编程掌握器在工业中地广泛应用 ,也使机械手子效率和人力方面得到了很大地转变 . 这次设计使我感最深地是：作为一个设计人员 ,当接到这份设计任务之后 ,应当怎么去查资料 ,怎样和合伙伙伴同台设计、调试 . 本次设计地胜利要感谢指导老师给我们地指导和学校给我们供应地试验器材,同时在学校地引导以及老师地指导下 和巩固 ,也提高了对设计地热忱 . ,我们更加充分了所学学问地总结名师归纳总结 - - - - - - -第 16 页,共 16 页