简易物料搬运机械手的PLC控制系统设计.pdf

课程设计

电气控制系统与PLC课程设计

题目：简易物料搬运机械手的PLC控制系统设计

系别：机械工程学院

专业：机械设计制造及其自动化

班级：机自081班

时间：2011年12月1日

指导教师：冯治国

1.设计的目的

1通过课程设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识及基本技能

进行分析和解决实际问题的能力。

2使学生受到PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实

施的目的。

3使学生掌握简易机械手的电器工作原理。

2设计内容

1．目录

2．原理介绍和分析部分

3．根据要求选择系统方案

4．PLC选择及I/O及其它PLC元器件分配

5．程序框图和程序设计

6．心得体会

。

3．设计任务和要求

1.提交报告一份（主要组成：功能阐述、流程图、I/O分配、电气原理图、

梯形图）

2.字数＞3000

3.报告相似程度＞80%，按不及格处理

4.交作业时间：12.3

4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《可编程控制器原理及应用》北京人民邮电

出版社2009.4

一、机械手的控制及说明

一、课题内容

1.如图所示为一简易物料搬运机械手的工艺流程图。该机械手是一个水平/

垂直位移的机械设备，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。机械手通常位于原点，它的动作全

部由气缸驱动，而气缸则由相应的电磁阀控制。其中，上升/下降和左移/右

移分别由双线圈二位电磁阀控制，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

二机械手的控制系统要求分析

机械手动作示意图如图1所示。其全部动作由汽缸驱动，而汽缸又由相

应的电磁阀和继电器控制。其中，上升／下降和左移／右移分别由双线圈两

位继电器控制。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

右移继电器控制。机械手的放松／夹紧由一个单线圈(称为夹紧电磁阀)控制。

该线圈通电，机械手夹紧；该线圈断电，机械手放松。

机械手的动作过程如图2所示。从原点开始按下启动按钮时，下降继电

器线圈通电，机械手开始下降。下降到底时，碰到下限位开关，下降继电器

线圈断电，下降停止；同时接通夹紧电磁阀，机械手夹紧，夹紧后，上升继

电器线圈开始通电，机械手上升；上升到顶时，碰到上限位开关，上升继电

器线圈断电，上升停止；同时接通右移继电器，机械手右移，右移到位时，

碰到右移极限位开关，右移继电器线圈断电，右移停止。此时，右工作台上

无工作，则光电开关接通，下降继电器线圈接通，机械手下降。下降到底时

碰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，上升到极限时碰到

极限位开关，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，碰到左极限开关，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的共有选型及I/O口接线图

根据控制要求共有20个输入和5个输出，共有25个点数，按照设计要

求和需要我们选用了三菱FX系列中的FX-48MR作为设计主体，其输入与

2

输出接线图及控制面板如图所示：

单步运行X12

回原点启动

回原点X11单周期X13