PLC控制系统课程设计-机械手臂搬运加工流程PLC设计.doc

目 录 第1章 机械手臂搬运加工流程控制工艺流程分析 1 1.1 机械手臂搬运加工流程控制过程描述 1 1.2 机械手臂搬运加工流程控制工艺分析 1 第2章 机械手臂搬运加工流程控制系统总体方案设计 3 2.1 机械手臂搬运加工流程控制系统硬件组成 3 2.2 机械手臂搬运加工流程控制方法分析 3 2.3 机械手臂搬运加工流程控制系统的I/O分配 4 2.4 机械手臂搬运加工流程控制系统接线图设计 4 第3章 机械手臂搬运加工流程控制系统梯形图程序设计 5 3.1 机械手臂搬运加工流程控制程序流程图设计 5 3.2 机械手臂搬运加工流程控制程序梯形图设计 5 第4章 机械手臂搬运加工流程控制监控系统设计 6 4.1 PLC与上位监控软件通讯 6 4.2 上位监控系统组态设计 6 4.3 实现的效果 7 第5章 机械手臂搬运加工流程控制监控系统调试及结果分析 8 5.1 机械手臂搬运加工流程控制系统调试及解决的问题 8 5.2 结果分析 8 课程设计心得 9 参考文献 10 附录 11 第1章 机械手臂搬运加工流程控制工艺流程分析 1.1 机械手臂搬运加工流程控制过程描述 图1-1机械手臂搬运加工流程控制过程示意图 1.2 机械手臂搬运加工流程控制工艺分析 。动作示意图如图1-2所示。 图1-2机械手控制动作示意图 第2章 机械手臂搬运加工流程控制系统总体方案设计 2.1 机械手臂搬运加工流程控制系统硬件组成 本设计中采用的机械手，水平（X）轴、垂直（Y）轴采用步进电机控制，底盘的旋转采用直流电机控制，抓取物体的电磁阀采用气动形式。步进电机的控制，由对应的步进电机驱动器电路完成。完成本设计需要的实验设备有：1）机械手模型 2）计算机 3）导线 4）气泵 5）晶体管输出型可编程控制器 机械手的控制面板分以下几个模块： 1.步进电机驱动及步进电机 驱动器电流设定为0.63A，细分设定为8细分，将24V 电源接入驱动器，此时驱动器的电源指示灯应点亮；将24V与OPTO端（驱动器使能端）连接起来；PUL端是脉冲输入端；DIR是方向控制输入端。 2.直流电机本设计用的气夹电机和底座电机均是 24V直流电机，PLC控制两个直流继电器的吸合来控制电机的正转和反转。 3.旋转编码盘 在本设计模型的底座上有一个旋转编码盘，在底座旋转时，在此产生一个 VP-P为24V的方波信号，可以提供给PLC的高速计数器，用于机械手的定位控制。 4.接近开关 在本设计模型中底座和气夹的限位通过4个电感式接近开关来完成。接近开关与触头接近时接近指示灯点亮、输出低电平，否则为高电平。 5.行程开关 在本设计模型中两个滚珠丝杆的限位通过4个滚轴式行程开关来完成。当行程开关压下时，常开触点闭合，给PLC一个控制信号。 2.2 机械手臂搬运加工流程控制方法分析 本次的设计使用的是THWJX-1型机械手实物教学实验装置。本装置需采用晶体管输出型可编程控制器，可同时输出两路脉冲到步进电机驱动器，控制步进电机运行。由于机械手系统的输入/输出点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够用计算机对PLC进行监控和管理，该机械手的控制为纯开关量控制，且I/O 点数不多，考虑留有一定的裕量，故选用日本三菱公司生产的多功能小型FX1N-24MT-D主机。 2.3 机械手臂搬运加工流程控制系统的I/O分配 根据机械手动作的要求及机械手实物教学实验装置说明指导，输入、输出点分配情况如表2-1所示。表2-1PLC的I/O分配表名称 输入 名称 输出 气夹正转限位 X0 驱动器一PUL Y0 气夹反转限位 X1 驱动器二PUL Y1 基座正转限位 X2 驱动器一DIR Y2 基座反转限位 X3 驱动器二DIR Y3 旋转脉冲 X4 气夹正转 Y4 X轴前限位 X5 气夹反转 Y5 X轴后限位 X6 基座反转 Y6 Y轴上限位 X7 基座正转 Y7 Y轴下限位 X10 气夹电磁阀YV+ Y10 启动按钮 X11 复位按钮 X12 2.4 机械手臂搬运加工流程控制系统接线图设计 本模型的接线设计如图2-1所示如下。 图2-1PLC控制系统接线图 第3章 机械手臂搬运加工流程控制系统梯形图程序设计 3.1 机械手臂搬运加工流程控制程序流程图设计 见附录1。 3.2 机械手臂搬运加工流程控制程序梯形图设计 见附录2。 第4章 机械手臂搬运加工流程控制监控系统设计 4.1 PLC与上位监控软件通讯 机械手的全部动作由步进电机和直流电机进行驱动控制。步进电机的运动需要驱动器，有脉冲输入时步进电机才会动作，且每当脉冲由低变高时步进电机走一步；改变电机转向时，需要加方向信号。机械手的上升/下降、前伸/后缩动作就是通过控制这两个步进电机的正反转来实现的。基座正转/反转和气夹