機械手PLC控制設(shè)計

摘 要機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，本文介紹的是機械手模型基于PLC的控制系統(tǒng)設(shè)計。首先，對可編程控制器進(jìn)行相應(yīng)的介紹，選擇了PLC的型號。然后，通過對機械手的各功能實現(xiàn)形式和控制方式研究，給出各部分的實現(xiàn)方案并確定了控制系統(tǒng)的器材。最后，進(jìn)行PLC控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件程序設(shè)計。關(guān)鍵字： 可編程控制器PLC 機械手 步進(jìn)電機目 錄摘 要.1目 錄.2第1章 緒論 .11.1 課題背景.11.2 機械手的定義與分類.11.3 機械手的發(fā)展趨勢.21.4 總體設(shè)計要求.3第2章 PLC的介紹與選擇.42.1 PLC的選型.42.2 三菱 FX系列的結(jié)構(gòu)功能.5第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計.73.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計.73.2 旋轉(zhuǎn)編碼盤.83.2.1 PLC梯形圖中的編程元件.83.2.2 PLC的I/O分配.83.2.3 械手控制系統(tǒng)的外部接線圖.103.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計.113.3.1 自動操作程序.133.3.2 手動單步操作程序.193.3.3 回原位程序.22第4章 設(shè)計小結(jié).25致 謝. .26參 考 文 獻(xiàn).27第1章 緒論1.1 課題背景隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，工業(yè)自動化技術(shù)越來越高，生產(chǎn)工況也有趨于惡劣的態(tài)勢，這對一線工人的操作技能也提出了更高的要求，同時操作工人的工作安全也受到了相應(yīng)的威脅。工人工作環(huán)境和工作內(nèi)容也要求理想化簡單化，對于一些往復(fù)的工作由機械手遠(yuǎn)程控制或自動完成顯得非常重要。這樣可以避免一些人不能接觸的物質(zhì)對人體造成傷害，如冶金、化工、醫(yī)藥、航空航天等。在機械制造業(yè)中，機械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。目前主要應(yīng)用于機床、模鍛壓力機的上下料以及焊接、噴漆等作業(yè)，它可以按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，有些還具備有傳感反饋能力，能應(yīng)付外界的變化。如果機械手發(fā)生某些偏離時，會引起零部件甚至機械本身的損壞，但若有了傳感反饋自動，機械手就可以根據(jù)反饋自行調(diào)整。應(yīng)用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。機械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。近些年，隨著計算機技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機械手中越來越多的應(yīng)用，機械手已經(jīng)成為工業(yè)生產(chǎn)中提高勞動生產(chǎn)率的重要因素。借助PLC強大的工業(yè)處理能力，很容易實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)的自動化?；诖怂悸吩O(shè)計的機械手，在實現(xiàn)各種要求的工序前提下，大大提高了工業(yè)過程的質(zhì)量，而且大大解放了生產(chǎn)力，改善了工作環(huán)境，減輕了勞動強度，節(jié)約了成本，提高了生產(chǎn)效率，具有十分重要的意義。同時，借助組態(tài)軟件的輔助作用，大大提高了系統(tǒng)的工作效率。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。綜上所述，有效地應(yīng)用機械手是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。1.2 機械手的定義與分類機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，它有多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。機械手的迅速發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識。其一，它能部分代替人工操作；其二，它能按照生產(chǎn)工藝要求，遵循一定的程序、時間和位置來完成工件的傳送和裝卸；其三，它能操作必要的機具進(jìn)行焊接和裝配。因此，它能大大地改善工人的勞動條件，顯著地提高勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。因而，受到各先進(jìn)工業(yè)國家的重視，并投入了大量的物力和財力加以研究和應(yīng)用。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪音以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用得更為廣泛。機械手一般分為三類。第一類是不需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它可以根據(jù)任務(wù)的需要編制程序，以完成各項規(guī)定工作。它的特點是除具備普通機械的物理性能外，還具備通用機械、記憶智能的三元機械。第二類是需要人工操作的，稱為操作機。它起源于原子、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電信號操作機械手來進(jìn)行探測月球、火星等。第三類是專用機械手，主要附屬于自動機床或自動線上，用于解決機床上下料和工件傳送。這種機械手在國外稱為“Mechanical Hand”，它是為主機服務(wù)的，由主機驅(qū)動，除少數(shù)外，工作程序一般是固定的，因此是專用的。本項目要求設(shè)計的機械手模型可歸為第一類，即通用機械手。1.3 機械手的發(fā)展趨勢機械手自二十世紀(jì)六十年代初問世以來，經(jīng)過40多年的發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)成為制造業(yè)生產(chǎn)自動化中重要的機電設(shè)備。目前，機械手技術(shù)有了新的發(fā)展：出現(xiàn)了仿人型機械手、微型機械手和微操作系統(tǒng)（如細(xì)小工業(yè)管道機械手移動探測系統(tǒng)、微型飛行器等）、機械手化機器、智能機械手（不僅可以進(jìn)行事先設(shè)定的動作，還可按照工作狀況相應(yīng)地進(jìn)行動作，如回避障礙物的移動，作業(yè)順序的規(guī)劃，有效的動態(tài)學(xué)習(xí)等）。機械手的應(yīng)用領(lǐng)域正在向非制造業(yè)和服務(wù)業(yè)方向擴展，并且蓬勃發(fā)展的軍用機械手也將越來越多地裝備部隊。國外方面：近幾年國外工業(yè)機械手領(lǐng)域有如下幾個發(fā)展趨勢。機械手性能不斷提高，而單機價格不斷下降；機械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展；控制系統(tǒng)向基于PC機的開放型控制器方向發(fā)展；傳感器作用日益重要；虛擬現(xiàn)實技術(shù)在機械手中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過程控制。國內(nèi)方面：目前在一些機種方面，如噴涂機械手、弧焊機械手、點焊機械手、搬運機械手、裝配機械手、特種機械手（水下、爬壁、管道、遙控等機械手）基本掌握了機械手操作機的設(shè)計制造技術(shù)，解決了控制驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計和配置，軟件的設(shè)計和編制等關(guān)鍵技術(shù)，還掌握了自動化噴漆線、弧焊自動線及其周邊配套設(shè)備的全套自動通信、協(xié)調(diào)控制技術(shù)；在基礎(chǔ)元件方面，諧波減速器、機械手焊接電源、焊縫自動跟蹤裝置也有了突破。從技術(shù)方面來說，我國已經(jīng)具備了獨立自主發(fā)展中國機械手技術(shù)的基礎(chǔ)。1.4 總體設(shè)計要求1.機械手結(jié)構(gòu)示意圖圖1-1機械手示意圖1、手爪張開閉合 2、手腕旋轉(zhuǎn) 3 、水平移動 4、升降 5 、立柱旋轉(zhuǎn) 6、手爪 7 、手腕電動機 8、橫軸 9、 豎軸 10、豎軸電動機 11、橫軸電動機 12、底盤 13、底盤電動機2. 機械手工作流程機械手工作流程是：開始運行后，如果機械手不在初始位置上，步進(jìn)電動機開始運轉(zhuǎn)(橫軸向手抓方向移動，豎軸向上移動)。歸位后首先橫軸步進(jìn)電動機工作，橫軸前伸；前伸到位后，手爪電動機得電帶動手爪旋轉(zhuǎn)；當(dāng)傳感器檢測到限位磁頭時，電動機停止，PLC控制電磁閥動作，手張開；延時一段時間，豎軸步進(jìn)電動機工作，豎軸下降；下降到位后，電磁閥復(fù)位，手爪夾緊；延時過后，豎軸上升，同時橫軸縮回、底盤電動機帶動底盤旋轉(zhuǎn)；當(dāng)橫軸、豎軸、底盤都到位后，橫軸前伸；到位后手爪旋轉(zhuǎn)，然后豎軸下降，電磁閥動作，手爪張開；延時后豎軸上升復(fù)位，然后開始下一周期動。3.控制要求(1)手臂上下直線運動。(2)手臂左右直線運動。(3)手腕旋轉(zhuǎn)運動。(4)手爪夾緊動作。(5)機械手整體旋轉(zhuǎn)運動。手臂采用步進(jìn)電機驅(qū)動，由PLC發(fā)出控制脈沖控制步進(jìn)電動機運轉(zhuǎn),實現(xiàn)手臂的進(jìn)給和定位，手爪采用氣壓驅(qū)動。第2章 PLC的介紹與選擇對于機械手的控制系統(tǒng)可以采用多種方式，如繼電器控制、單片機控制、PLC控制等。但由于PLC可編程控制器操作靈活性強和穩(wěn)定性較好，所以，我們選擇PLC控制。2.1 PLC的選型對于PLC的選擇，我們必須考慮多方面的因素。例如輸入、輸出的最多點數(shù)，掃描速度，內(nèi)存容量，指令條數(shù)，功能模塊等。同時還要考慮其經(jīng)濟(jì)實用性以及工作環(huán)境對其的影響。（1）常用PLC介紹PLC發(fā)展這么多年，技術(shù)成熟，各種型號的也很多，各個廠家生產(chǎn)的也有一定區(qū)別，各個重點發(fā)展方向也不同，所以我們必須根據(jù)自己設(shè)計需要，考慮如何選擇。西門子的中國業(yè)務(wù)是其亞太地區(qū)業(yè)務(wù)的主要支柱，活躍在中國的信息與通訊、自動化與控制、電力、交通、醫(yī)療、照明以及家用電器等各個行業(yè)中，其核心業(yè)務(wù)領(lǐng)域是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和工業(yè)解決方案。OMRON的可編程序控制器更加小型化。SYSMAC CPM1A的大小僅相當(dāng)于一個PC卡(對于10點的機型來說)，從而使安裝體積大幅度減小，同時也進(jìn)一步節(jié)省了控制柜的空間。它不僅具備了以往小型PLC所具備的功能，而且還可連接可編程序終端，為生產(chǎn)現(xiàn)場創(chuàng)造了新的環(huán)境。編程環(huán)境與CQM1及SYSMAC A等機種相同。由于原有SYSMAC支持軟件及編程器都可繼續(xù)使用，故而系統(tǒng)的擴展及維護(hù)都可簡單進(jìn)行。三菱FX系列可編程控制器是當(dāng)今國內(nèi)外最新，最具特色、最具代表性的微型PLC。在FX中，除基本的指令表編程方式外，還可以采用梯形土編程及對應(yīng)機械動作流程進(jìn)行順序設(shè)計的SFC順序功能圖編程，而且這些程序可互相轉(zhuǎn)換。在FX系列PLC中設(shè)置了高數(shù)計數(shù)器，對來自特定的輸入繼電器的高頻脈沖進(jìn)行中斷處理，擴大了PLC的應(yīng)用領(lǐng)域。其FX2N PLC還可以采用作為擴展設(shè)備的硬件計數(shù)器，可獲取最高50kHz的高速脈沖。(2）確定型號FX1N60MR綜上，對于被控對象，采用PLC系統(tǒng)與采用其它形式的控制系統(tǒng)相比較，力求具有較好的性價比，使用和維修方便；選用的PLC主機和配置、控制功能等必須能滿足被控對象的各種控制要求；選用的PLC主機及配置必須是功能較強的新一代PLC機型，一般最好不要選用舊機型（若采用三菱公司的PLC，則選FX系列，不選F1系列）。同時還應(yīng)當(dāng)考慮將來工藝的變化和擴展，在滿足確定的要求外，留有一定的余量；確保整個控制系統(tǒng)可靠。還要考慮大家對產(chǎn)品的熟悉程度，以及編程指令的易懂性。在此，我選用三菱FX1N來做控制核心。FX系列PLC是由三菱公司近年來推出的高性能小型可編程控制器，以逐步替代三菱公司原F、F1、F2系列PLC產(chǎn)品。其中FX2是近年推出的產(chǎn)品，F(xiàn)X0是在FX2之后推出的超小型PLC，近幾年來又連續(xù)推出了將眾多功能凝集在超小型機殼內(nèi)的FX0S、FX1S、FX0N、FX1N、FX2N、FX2NC等系列PLC，具有較高的性能價格比，應(yīng)用廣泛。它們采用整體式和模塊式相結(jié)合的疊裝式結(jié)構(gòu)。2.2 三菱FX系列的結(jié)構(gòu)功能可編程控制器是一種工業(yè)控制微型計算機，它的結(jié)構(gòu)原理與微型計算機相似。硬件構(gòu)成有微處理器、存儲器和各種輸入、輸出接口。系統(tǒng)程序和接口器件又與微機不同，這使它的操作使用方法、編程語言、工作方式等與微型機有所不同。PLC是用微處理器實現(xiàn)繼電器、定時器和計數(shù)器以及A/D、D/A模擬轉(zhuǎn)換器件的組合體的功能，采用軟件編程進(jìn)行它們之間的聯(lián)系。本設(shè)計采用FX系列PLC作為控制核心，所以現(xiàn)在就以它來講述PLC的應(yīng)用知識、操作技能。FX系列PLC硬件組成與其它類型PLC基本相同，主體由三部分組成，其PLC的基本結(jié)構(gòu)如圖2-1系統(tǒng)電源有些在CPU模塊內(nèi)，也有單獨作為一個單元的，編程器一般看作PLC的外設(shè)。PLC內(nèi)部采用總線結(jié)構(gòu)，進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。圖2-1 PLC 的組成框圖外部開關(guān)信號、模擬信號以及各種傳感器檢測信號作為PLC的輸入變量，它們經(jīng)PLC的輸入端子進(jìn)入PLC的輸入存儲器，收集和暫存被控對象實際運行的狀態(tài)信號和數(shù)據(jù)；經(jīng)PLC內(nèi)部運算與處理后，按被控對象實際動作要求產(chǎn)生輸出結(jié)果；輸出結(jié)果送到輸出端子作為輸出變量，驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)。PLC的各個部分協(xié)調(diào)一致地實現(xiàn)對現(xiàn)場設(shè)備的控制。PLC輸入輸出接口的安全保護(hù)當(dāng)輸出口連接電感類設(shè)備時，為了防止電路關(guān)斷時刻產(chǎn)生高壓對輸入、輸出口造成破壞，應(yīng)在感性元件兩端加保護(hù)元件。對于直流電源，應(yīng)并接續(xù)流二極管，對于交流電路應(yīng)并接阻容電路。阻容電路中電阻可取51120，電容取0.10.47F，電容的額定電壓應(yīng)大于電源的峰值電壓。續(xù)流二極管可選1A的管子，其額定電壓應(yīng)大于電源電壓的3倍。圖2-2為輸入輸出口的保護(hù)環(huán)節(jié)示意圖。圖2-2 輸入輸出口的保護(hù)第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計3.1 控制系統(tǒng)硬件設(shè)計機械手電氣控制系統(tǒng)，除了有多工步特點之外，還要求有連續(xù)控制和手動控制等操作方式。工作方式的選擇可以很方便地在操作面板上表示出來，在手動方式時可以通過手動按鈕來實現(xiàn)，其控制面板如下圖4-1。當(dāng)旋鈕打向回原點時，系統(tǒng)自動地回到右上角位置待命。當(dāng)旋鈕打向連續(xù)時，系統(tǒng)自動完成各工步操作，且循環(huán)動作。當(dāng)旋鈕打向手動時，每一工步都要按下該工步按鈕才能實現(xiàn)。圖3-1 控制面板示意圖3.2 旋轉(zhuǎn)編碼盤機械手底盤和軀干每旋轉(zhuǎn)3度發(fā)出一個脈沖，并把信號送回可編程控制器來得到轉(zhuǎn)過的準(zhǔn)確的角度。編碼盤的機構(gòu)如圖3-2。圖3-2 旋轉(zhuǎn)編碼盤可以通過改變程序中計數(shù)器C0的初值來確定所要轉(zhuǎn)過的角度，這里可以通過用計算機讀出指令表，然后修改得到不同的控制角度。綜上所述，根據(jù)機械手的各部分要求條件可確定本設(shè)計機械手控制系統(tǒng)所選器材列表如表3.1。表3.1所選器材列表名稱型號或規(guī)格數(shù)量名稱型號或規(guī)格數(shù)量PLCFX1N-60MR1限位開關(guān)LX19-1118電磁閥VF31301轉(zhuǎn)換開關(guān)LW6-51按鈕LA10-1H13熔斷器RC1A-30/152連接導(dǎo)線若干3.2.1 PLC梯形圖中的編程元件設(shè)計選用FX1N60MR，其輸入繼電器（X）36點，輸出繼電器(Y)24點，輔助繼電器(M)384點，狀態(tài)繼電器(S)1000點，定時器(T)256點，計數(shù)器(C)，數(shù)據(jù)寄存器(D)等。特殊輔助繼電器M8000運行監(jiān)控（PLC運行時自動接通，停止時斷開）；M8002初始脈沖（僅在PLC運行開始時接通一個掃描周期）；M8005PLC后備鋰電池電壓過低時接通；M801110ms時鐘脈沖； M8013100ms時鐘脈沖；M80121s時鐘脈沖； M80141min時鐘脈沖。3.2.2 PLC的I/O分配根據(jù)機械手動作的要求，輸入、輸出分配如表3.2所示。表3.2 PLC輸入/輸出分配表輸入信號輸出信號手動SAX0上升/下降步進(jìn)電機YA0Y0回原位SAX1YA1Y1連續(xù)SAX2YA2Y2回原位SB1X3前進(jìn)/后退步進(jìn)電機YA3Y3啟動SB2X4YA4Y4停止SB3X5YA5Y5下降SB4X6夾緊YA6Y6上升SB5X7手順轉(zhuǎn)YA 7Y7夾緊SB6X10手逆轉(zhuǎn)YA 8Y10松開SB7X11底盤順轉(zhuǎn)YA 9Y11手順轉(zhuǎn)SB8X12底盤逆轉(zhuǎn)YA10Y12手逆轉(zhuǎn)SB9X13底盤順轉(zhuǎn)SB10X14底盤逆轉(zhuǎn)SB11X15下限位SQ1X16上限位SQ2X17前限位SQ3X20后限位SQ4X21底盤順限位SQ5X22底盤逆限位SQ6X23手順限位SQ7X24手逆限位SQ8X25底旋轉(zhuǎn)脈沖X26前行SB12X30后退SB13X313.2.3 機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖PLC外部電氣接線圖如下圖3-3圖3-3 PLC外部電氣接線3.3 控制系統(tǒng)軟件設(shè)計程機械手控制系統(tǒng)軟件設(shè)計的序總體結(jié)構(gòu)如圖3-4，分為公用程序、自動程序、手動程序和回原位程序等四部分。其中自動程序包括單步、連續(xù)運動程序，因它們的工作順序相同所以可將它們和編在一起。CJ（FNC00）是條件跳轉(zhuǎn)應(yīng)用指令，指針標(biāo)號PX是其操作數(shù)。該指令由于某種條件下跳過CJ指令和指針標(biāo)號之間的程序，從指針標(biāo)號處繼續(xù)執(zhí)行，以減少程序執(zhí)行時間。如果選擇“手動”工作方式，即X0為ON，X1為OFF則PLC執(zhí)行完公用程序后將跳過自動程序到P0處，由于X0動斷觸點斷開所以直接執(zhí)行“手動程序”。由于P1處的X1的動斷觸點閉合，所以又跳過回原位程序到P2處。如果選擇“回原位”工作方式，同樣只執(zhí)行公用程序和回原位程序，如果選擇“連續(xù)”方式，則只執(zhí)行公用程序和自動程序。圖3-4 程序總的結(jié)構(gòu)圖 公用程序如圖3-5，簡要說明如下：當(dāng)Y6復(fù)位（電磁閥松開）、后限位X21和上限位X17接通時，輔助繼電器M0變?yōu)镺N，表示機械手在原位。如果開始執(zhí)行用戶程序（M8002為ON）、系統(tǒng)處于手動或回原位狀態(tài)（X0或X1為ON），那么初始步對應(yīng)的M10被置位，連續(xù)工作方式做好準(zhǔn)備。如果M0為OFF，M10被復(fù)位，系統(tǒng)不能進(jìn)入連續(xù)工作方式。指令ZRST是成批復(fù)位應(yīng)用指令，以防止系統(tǒng)從自動方式轉(zhuǎn)換手動方式，再返回自動方式時出現(xiàn)兩種不同的活動步。圖3-5公用程序梯形圖圖3-6 自動的功能流程圖3.3.1 自動操作程序自動操作順序功能流程圖見圖3-6所示。當(dāng)機械手處于原位時，按啟動X4接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S1，驅(qū)動前伸Y3，當(dāng)?shù)竭_(dá)前限位使行程開關(guān)X20接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S2，而S1自動復(fù)位。驅(qū)動手順轉(zhuǎn)Y7，X24接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S3，驅(qū)動下降Y2，X16接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S4，S4驅(qū)動Y6置位，延時1秒，以使電磁力達(dá)到最大夾緊力。當(dāng)T0接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S5，驅(qū)動Y0上升，當(dāng)上升到達(dá)最高位，X17接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S6。S6驅(qū)動Y4后退。移到后限位，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S7底逆轉(zhuǎn)Y12，狀態(tài)到S8，X20接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S9下降。下降到最低位，X16接通，電磁鐵放松。為了使電磁力完全失掉，延時1秒。延時時間到，T1接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S11上升。上升到最高位，X25接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S13后退。后退到后限位，使X21接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S14，底盤順轉(zhuǎn)是X21接通，返回初始狀態(tài)，再開始第二次循環(huán)動作。在編寫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖時注意各狀態(tài)元件只能使用一次，但它驅(qū)動的線圈，卻可以使用多次，但兩者不能出現(xiàn)在連續(xù)位置上。因此步進(jìn)順控的編程，比起用基本指令編程較為容易，可讀性較強。自動連續(xù)程序說明：當(dāng)系統(tǒng)處于自動連續(xù)方式時，X2為ON，它的動合觸點閉合，在初始步時按下啟動按鈕X4，M1得電并保持，就按照圖3-5自動功能圖進(jìn)行工作。按下停止按鈕X7后，M1變?yōu)镺FF，系統(tǒng)不會立即停止，而是完成當(dāng)前的工作周期后，機械手最終停止在原位。根據(jù)自動功能流程圖的順序編寫的自動程序梯形圖為圖3-7。圖3-7 自動程序段梯形圖3.3.2手動單步操作程序如圖3-8所示。圖中上升/下降，左移/右移都有連鎖和限位保護(hù)。手動程序說明：用對應(yīng)機械手的上下前后移動和夾緊松開按鈕。按下不同的按鈕，機械手執(zhí)行相應(yīng)的動作。在前后移動的程序中串聯(lián)上線位置開關(guān)的動合觸點是為了避免機械手在較低位置移動時碰撞其他工件。為保證系統(tǒng)安全運行，程序之間還進(jìn)行必要的連鎖。圖3-8 手動程序梯形圖3.3.3 回原位程序回原位程序；在系統(tǒng)處于回原位工作狀態(tài)時，按下回原位按鈕（X3），M3變?yōu)镺N，機械手松開和上升，當(dāng)升到上限位（X17變?yōu)镺N），機械手后退，直到后限位（X21為ON）才停止，并且M3復(fù)位。圖3-8 回原位程序梯形圖第4章 設(shè)計小結(jié)通過本設(shè)計可以讓大家清楚的了解三菱公司FX系列PLC的特點,機械手模型控制系統(tǒng)利用了三菱FX系列PLC的特點，對按鈕、電磁閥、編碼盤以及其他一些輸入/輸出點進(jìn)行控制，實現(xiàn)了工業(yè)機械手模型的手動和自動控制。采用PLC進(jìn)行工業(yè)機械手模型運行控制，控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)大為簡化，同時由于采用的是“軟接線”方法的程序控制，系統(tǒng)的可靠性和靈活性都大大提高。當(dāng)然，機械手模型系統(tǒng)的信號輸入點數(shù)較多，工作方式多樣，所以程序較復(fù)雜。通過本次設(shè)計對所涉及的知識有了更透徹的掌握，對實用化的技術(shù)理論有了更清晰了解。知道設(shè)計的方法，如何去查閱資料，怎樣去解決問題，為以后做設(shè)計鋪平道路。致 謝在這三年中我學(xué)到了許多專業(yè)知識，提高了理論與實踐相結(jié)合的能力，提高了自學(xué)能力，這都得感謝老師的細(xì)心教導(dǎo)和培養(yǎng)，在此，我向給予我教育和幫助的老師說聲謝謝。在校期間所學(xué)到的東西應(yīng)該對我以后工作和生活有很大幫助。經(jīng)過近一個多月的努力我終于完成了這篇論文，PLC課程是我們的主要課程，自從接觸了這門課程我便對她產(chǎn)生了濃厚的興趣，所以在做畢業(yè)設(shè)計時我毅然的選擇了PLC設(shè)計。本篇論文雖然凝聚著自己的汗水，但卻不是個人智慧的產(chǎn)品，沒有老師的指引和贈予，沒有同學(xué)和朋友的幫助和支持，我得畢業(yè)設(shè)計也不會完成。當(dāng)我打完畢業(yè)論文的最后一個字符，涌上心頭的不是長途跋涉后抵達(dá)終點的欣喜，而是源自心底的誠摯謝意。回首這一個多月來的設(shè)計過程，可以說是收獲良多，也付出了不少心力。它檢驗了我對PLC這門課程的掌握程度，通過老師們和同學(xué)們的幫助今天我的設(shè)計終于做完了。雖然在畢業(yè)設(shè)計中遇到很多困難，但在做的過程中我真正掌握和領(lǐng)會了各項知識。面對問題仔細(xì)揣摩，查閱各方文件資料，也得到老師和同學(xué)的幫助。我首先要感謝我的指導(dǎo)老師徐潔老師，徐老師每周安排見面會，她對我們的構(gòu)思以及論文的內(nèi)容不厭其煩的進(jìn)行多次指導(dǎo)和悉心指點，使我在完成論文的同時也深受啟發(fā)和教育。徐老師不僅治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)而且為人師表，堪稱良師益友，教給我們的不僅是知識還有待人處世的積極態(tài)度，在此表示衷心的感謝。我還要感謝其他帶畢業(yè)設(shè)計的老師在本次設(shè)計中給予我們幫助和指導(dǎo)！也感謝對本次設(shè)計提供幫助的人。參 考 文 獻(xiàn)1 吳明亮，蔡夕忠.可編程控制實訓(xùn)教材M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.82 張桂香.機電類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計指南J.北京：機械工業(yè)出版社，2005.13 瞿大中. 可編程控制與實驗P.華中科技大學(xué)出版社,2002.12.4 殷建國.工廠電氣控制技術(shù)M.北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,2006.9.5 齊占慶.機床電氣控制技術(shù)G.北京:機械工業(yè)出版社,2006.1.6 余雷聲. 電器控制與PLC應(yīng)用M. 北京：機械工業(yè)出版社，1996：58-637 程周. 可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用M. 北京：電子工業(yè)出版社，2002.8：99-1028 郁漢琪，郭健. 可編程序控制器原理及應(yīng)用M. 北京：中國電力出版社，2004：88-909 黃凈. 電氣及PLC控制技術(shù)M. 北京：機械工業(yè)出版社：7210 張萬忠，孫晉. 可編程控制器入門與應(yīng)用實例（三菱FX2N系列）M. 北京：中國電力出版社，2005：86-9811 王孫.關(guān)節(jié)式機械手本體及控制系統(tǒng)設(shè)計M.西安交大機械電子工程研究所,CN 44-1259/TH. 12 高欽和. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計實例M. 北京：人民郵電出版社，2004.7：7-10第 26 頁 共 27 頁