機(jī)電系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)方案門式拾放機(jī)構(gòu)

1、機(jī)電系統(tǒng)綜合課程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目:門式拾放機(jī)構(gòu)機(jī)電與氣動(dòng)控制系統(tǒng)專業(yè)班級(jí)：09機(jī)械工程及自動(dòng)化小組成員：指導(dǎo)老師:目錄一、 設(shè)計(jì)題目、工作原理和要求1. .設(shè)計(jì)題目 .32.工作原理 .33.控制要求 .4二、 電氣和氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)思想和方法.52.氣動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖.63.系統(tǒng)工作流程圖.74、PLC輸入輸出端口地址對(duì)照表 .75、控制梯形圖.86、電氣接線圖(1) 電氣接線圖.9(2) 使用器件說明.9三、 總結(jié).10一、設(shè)計(jì)題目、工作原理和要求1設(shè)計(jì)題目近年來隨著科技的飛速發(fā)展 ,PLC 的應(yīng)用正不斷走向深入 , 同時(shí)帶動(dòng)傳統(tǒng)的控 制檢測日新月異更新 . 在實(shí)時(shí)監(jiān)測和自動(dòng)控制的單片機(jī)應(yīng)

2、用系統(tǒng)中, 單片機(jī)往往作為一個(gè)核心部分來使用 , 針對(duì)其應(yīng)用對(duì)象的特點(diǎn)配以其他期間來完善 .PLC可編程控制器是一微處理為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算技術(shù)，自動(dòng)控制技術(shù)和通訊 技術(shù)的一種新型工業(yè)控制裝置 .它具有結(jié)構(gòu)簡單 ,編程方便 ,可靠性高等優(yōu)點(diǎn) ,已 經(jīng)廣泛用于工業(yè)過程和位置自動(dòng)控制中 . 可編程控制器發(fā)出兩路脈沖到步進(jìn)電機(jī) 驅(qū)動(dòng)器 / 分別驅(qū)動(dòng)橫軸縱軸的步進(jìn)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn) :直流電機(jī)拖動(dòng)底座和手抓旋轉(zhuǎn)。接 近開關(guān),微動(dòng)開關(guān),旋轉(zhuǎn)碼盤將位置信號(hào)反饋給主機(jī)發(fā)信號(hào)到氣動(dòng)電磁閥 ,以控制 手抓的張合來抓放物體 , 本設(shè)計(jì)可根據(jù)工作件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改 相關(guān)參數(shù) , 具有很大的靈活性和可操作性 ,PL

3、C 課程組決定讓我們完成一份 PLC 課程設(shè)計(jì)說明書，這一周是PLC課程設(shè)計(jì)周，我們要全面投入課程設(shè)計(jì)中，按時(shí)完 成一份完整的并排版打印好的PLC課程設(shè)計(jì)說明書.本課程設(shè)計(jì)是我經(jīng)歷一周 時(shí)間,花費(fèi)很多精力才完成的，我設(shè)計(jì)的題目是”某機(jī)械手搬運(yùn)過程PLC控制裝置設(shè)計(jì)” ,此次涉及內(nèi)容主要包括 :工作過程分析 ,梯形圖,接線圖,電氣原理圖及 情況說明 .可編程控制器(Programmable Controller)縮寫為PC,為了與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC(Personal Computer) 相區(qū)別，有時(shí)在 PC 中人為地增加了 L(logic) 而寫成 PLG 60年代末，隨著市場的轉(zhuǎn)變，工業(yè)生產(chǎn)開始

4、由大批量少品種的生產(chǎn)轉(zhuǎn)變 為小批量多品種生產(chǎn)方式。多年來可編程控制器從無到有,實(shí)現(xiàn)了工業(yè)控制 領(lǐng)域接線邏輯到存儲(chǔ)邏輯的飛躍；其功能從弱到強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)了邏輯控制到數(shù)字控 制的進(jìn)步：其應(yīng)用領(lǐng)域從小到大，實(shí)現(xiàn)了單體設(shè)備簡單控制到勝任運(yùn)動(dòng)控制、 過程控制及散集控制等各種任務(wù)的跨越。具有可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)；配套 齊全功能完善，適用性強(qiáng)；易學(xué)易用，深受工程技術(shù)人員歡迎；系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)、建造工作量小，維護(hù)方便，改造容易；體積小，重量輕，能耗低等特點(diǎn)。 目前， PLC 在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制 造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個(gè)行業(yè)，作為自動(dòng)化控制網(wǎng) 絡(luò)或國際通用網(wǎng)絡(luò)

5、的重要的組成部分。將在工業(yè)及工業(yè)以外的眾多領(lǐng)域發(fā)揮越 來越大的作用。門式拾放機(jī)構(gòu)是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。在 現(xiàn)代生產(chǎn)過程中，被廣泛運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中。拾放機(jī)構(gòu)的研制和生產(chǎn)已成為 高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來的一門新興的技術(shù)。它更加促進(jìn)了拾放機(jī)構(gòu)的發(fā) 展，使其能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。拾放機(jī)構(gòu)雖然目前還不 如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)和抓 舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn)。因此，拾放機(jī)構(gòu)已受到普遍重視，并越來越 廣泛地得到了應(yīng)用。門式拾放機(jī)構(gòu)主要用于傳動(dòng)不同位置之間的工件以提高生產(chǎn)效率和減少人員 的勞動(dòng)強(qiáng)度。通過設(shè)計(jì)門式拾放機(jī)

6、構(gòu)的機(jī)電與氣動(dòng)控制系統(tǒng)，掌握氣動(dòng)和低壓 電器元件的工作原理和選擇方法，并能應(yīng)用相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)基本的機(jī) - 電- 氣控制 系統(tǒng)。氣缸AI I2.工作原理:門式拾放機(jī)構(gòu)工作原理圖 人手臂升降氣缸；&氣爪開閉氣缸; G移動(dòng)氣缸；ST磁性開關(guān)門式拾放機(jī)構(gòu)工作原理示意圖如圖所示。該機(jī)構(gòu)由手臂升降氣缸A、氣爪氣缸B和橫向移動(dòng)氣缸C組成。在初始狀態(tài)，手臂在左上端， A氣缸伸出，手 臂下降，氣爪夾合，夾住工件；A氣缸縮回，手臂上升，C氣缸右移，手臂右 移；A氣缸伸出，手臂下降，B氣缸縮回，氣爪松開放下工件；A氣缸縮回，手 臂上升，C氣缸左移回到原點(diǎn)，完成一個(gè)工作循環(huán)。3.控制要求：左I：作臺(tái)右上作臺(tái)門式拾放機(jī)構(gòu)

7、控制程序流程圖該機(jī)構(gòu)通常位于原點(diǎn)。拾取工件時(shí)，先按下啟動(dòng)按鈕SB1, YAO得電，門式拾放機(jī)構(gòu)先由原點(diǎn)下降，碰到下限位開關(guān) ST1后，停止下降；夾緊電磁閥 YA1 動(dòng)作將工件夾緊，限位開關(guān)ST3確認(rèn)夾緊后；YAO失電，機(jī)械手開始上升， 碰到上限位開關(guān)ST4后，停止上升，YA2得電，機(jī)械手向右移動(dòng)；移到右限位 開關(guān)ST5位置后，停止右移，YAO再次得電，機(jī)械手開始下降，至碰到下限位 開關(guān)ST6時(shí)，YA1失電將工件松開，放在右工作臺(tái)上，限位開關(guān)ST7確認(rèn)松開之后；YAO和YA2同時(shí)失電，機(jī)械手沿斜線方向回到原點(diǎn)，循環(huán)上述步驟，直 至按下停止按鈕SB2二、電氣與氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1.設(shè)計(jì)思想和方法總體方案

8、的選擇和設(shè)計(jì)：門式拾放機(jī)構(gòu)的動(dòng)作控制主要是行程，因此選擇 氣動(dòng)執(zhí)行元件氣缸實(shí)現(xiàn)拾放機(jī)構(gòu)行程的驅(qū)動(dòng)，這樣會(huì)使機(jī)械系統(tǒng)傳動(dòng)部分結(jié)構(gòu) 簡單，總體實(shí)現(xiàn)方便容易。拾放機(jī)構(gòu)上下、左右運(yùn)行都有行程開關(guān)檢測和判 斷，并及時(shí)進(jìn)行步序切換。控制方式選擇 PLC控制，可以使線路更加簡單并可 以依據(jù)環(huán)境不同要求及時(shí)調(diào)整控制程序等。拾放機(jī)構(gòu)位于原點(diǎn)時(shí)用指示燈顯示 其位置。設(shè)置系統(tǒng)啟動(dòng)按鈕，使系統(tǒng)通電準(zhǔn)備工作。選用氣動(dòng)液壓PLC控制實(shí)驗(yàn)臺(tái)。2.氣動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖RSTRSTYOYORSTRSTY0Y0KsrY2Y23、系統(tǒng)工作流程圖4、PLC輸入輸出端口與換向閥和各信號(hào)檢測開關(guān)的地址對(duì)照表現(xiàn)場器件內(nèi)部PLC地址說明SB1

9、X11啟動(dòng)按鈕SB2X12停止按鈕入輸STOX0左限位開關(guān)j j 菊YQYQ下位位位左上位右上位下伐到原右F位確認(rèn)夾緊確認(rèn)夾緊確確認(rèn)預(yù)松認(rèn)預(yù)松右限侍右限侍MT | 勿 |二U國點(diǎn)位蘭條件-二iCR 位-ISET fYl I曲丁 I IST1ST3ST4ST5ST6ST7YAOYA1輸出YA2X1左下限位開關(guān)X3確認(rèn)夾緊開關(guān)X4上限位開關(guān)X5右限位開關(guān)X6右下限位開關(guān)X7確認(rèn)松開開關(guān)Y3下降電磁閥Y1夾緊電磁閥Y2右移電磁閥5.plc梯形圖N8O02N8O0227273939勿X012X012XH1XH1IETL -井一一| 卜M0M0M0M0820820H012H012| 刃L L -”521

10、521XW12XW12TSTLTSTL -艸522522M1M11212STLSTL | |-44-44-MOT -SET S20MOODMOOD-I-I | |-SETSETYU03YU03NOO1NOO1T -STS21S21moimoi-|-| I I-SETSETYOOIYOOIM)O9M)O9-I -SETS22S22s?as?aXW1?XW1?|沉 -H HS?4S?4X12X12|STL|STL_-T T YOOSYOOS煩4 4I |- TYBO?MOBH H I I- T TS2SS2SXOOEXOOEX0U7X0U7一C也闊-QISTYB01-SETS24S24-pST0-

11、SETS20RETRET220V06、電氣接線圖(1)電氣接線圖左限位左限位 左左下限位下限位 確認(rèn)夾緊確認(rèn)夾緊上限位上限位右限位右限位右下限位右下限位確認(rèn)松開確認(rèn)松開啟動(dòng)啟動(dòng)停止停止PLA劌場尿處山iL按(2)使用器件說明元器件目錄序號(hào)代號(hào)名稱數(shù)量1SB1啟動(dòng)按鈕12SB2停止按鈕13ST0-ST7接近開關(guān)74YAO YA1 YA2電磁閥3夾緊電磁閥夾緊電磁閥右移電磁閥右移電磁閥下降電磁閥下降電磁閥三、總結(jié)在這為期一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)中，我們經(jīng)歷了很多，開始的時(shí)候，我們準(zhǔn) 備只有繼電器完成門式拾放機(jī)，可是，他的動(dòng)作比較復(fù)雜，比如， A 氣缸和 B 氣缸之間，A缸伸出第一次時(shí)候B缸伸出，A缸第二

12、次伸出的時(shí)候B缸要收回， 然后就是A缸和C缸的關(guān)系。我們想了各種辦法，經(jīng)過小組之間的討論，后來 我們一致決定用PLC編程。這樣對(duì)于我們的來說比較簡單?？删幊绦蚩刂破魇且环N數(shù)字運(yùn)算操作電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而 設(shè)計(jì)。它采用了可編程序的存儲(chǔ)器，用來在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控 制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過數(shù)字的，模擬的輸入和輸 出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)的外圍設(shè)備， 都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體、易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。利用 PLC氣動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)了拾放機(jī)構(gòu)的機(jī)電綜合設(shè)計(jì)，完成了對(duì)拾放機(jī)構(gòu)的控制， 達(dá)到了設(shè)計(jì)目的。這次設(shè)計(jì)的 PLC

13、控制拾放機(jī)構(gòu)的主要內(nèi)容包括設(shè)計(jì)了系統(tǒng)接 線圖、梯形圖、拾放工作工序圖；運(yùn)用步進(jìn)指令進(jìn)行PLC控制程序的設(shè)計(jì)；完成了外接氣動(dòng)控制的設(shè)計(jì)及連接，經(jīng)過調(diào)試后完成了拾放系統(tǒng)到外接的一體化 設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)中運(yùn)用所學(xué)的理論知識(shí)，進(jìn)行拾放運(yùn)行原理設(shè)計(jì)、硬件系統(tǒng)設(shè) 計(jì)、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)、創(chuàng)新性設(shè)計(jì)，提高了理論知識(shí)工程應(yīng)用能力、系統(tǒng)調(diào)試能 力、分析問題與解決問題能力。綜合運(yùn)用了所學(xué)知識(shí)，理論與實(shí)際相結(jié)合，加 強(qiáng)了建立PLC控制工業(yè)機(jī)械和生產(chǎn)過程系統(tǒng)的整體概念，初步掌握了PLC控制工業(yè)生產(chǎn)和社會(huì)生活的軟硬件開發(fā)方法，為以后進(jìn)行實(shí)際的PLC軟、硬件應(yīng)用開發(fā)奠定了良好的基礎(chǔ)。在用PLC編程之后，我們進(jìn)行調(diào)試，調(diào)試的時(shí)候我們

14、發(fā)現(xiàn)，編程序時(shí)候 我們寫的覺得很有邏輯，但當(dāng)在電腦中運(yùn)行時(shí)候，就不是我們想象中的動(dòng)作， 老師說，有時(shí)候自己覺得很有道理，但運(yùn)行時(shí)候都會(huì)出現(xiàn)問題，所以才要調(diào) 試。經(jīng)過我們大家的調(diào)試，程序終于正確了，并且程序很簡單 , 但是程序在邏輯 上仍然有很多問題。只有通過實(shí)際的實(shí)驗(yàn)才能看出自己在哪方面有欠缺，就像 這次課程設(shè)計(jì)，只有動(dòng)手做了，才知道原來自己這方面很差，在今后的學(xué)習(xí)中還要更加努力的學(xué)習(xí)才行。在設(shè)計(jì)的過程中我們還得到了老師的幫助與意見。在學(xué)習(xí)的過程中，不是 每一個(gè)問題都能自己解決，向老師請(qǐng)教或向同學(xué)討論是一個(gè)很好的方法，不是 有句話叫做思而不學(xué)者殆。做事要學(xué)思結(jié)合。有的初學(xué)者在理論上花了很多功夫

15、，結(jié)果半年下來還是沒有把PLC 搞懂，其實(shí)他們只是缺少了一些 PLC 的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，只要再進(jìn)行一些實(shí)際的梯形圖編 寫、程序下載、調(diào)試等操作，增加對(duì) PLC的感性認(rèn)識(shí)，很快就可以掌握 PLC這 項(xiàng)技術(shù)了。開始階段可以先學(xué)習(xí)一種品牌的PLC因?yàn)樗械腜LC原理都是差不多的，掌握了一種PLC其它的只要翻閱一下手冊(cè)也就能上手使用了。初學(xué)時(shí)可以編一些簡單的梯形圖，如觸點(diǎn)的與、或、輸出等，在PLC的機(jī)器里運(yùn)行一下。成功了就會(huì)增加你學(xué)習(xí)的興趣、和信心。然后再把PLC的主要功能逐個(gè)運(yùn)用一次，比如高速計(jì)數(shù)器，你可以用PLC本身的脈沖輸出端接到高速計(jì)數(shù)器的輸入端，下載編好的梯形圖，打開變量觀察窗口，運(yùn)行程序，觀察

16、計(jì)數(shù)的值是否正確。經(jīng)過了這樣的實(shí)踐，你基本上知道PLC到底能做哪些事情了，在實(shí)際的工控應(yīng)用中就能做到胸有成竹了。在這次課程設(shè)計(jì)中，大家在一起集思廣益，互相彌補(bǔ)，因?yàn)槊總€(gè)人都有自 己的思維誤區(qū)，旁觀者清，別人看了就能立刻找到錯(cuò)誤在哪，這就是團(tuán)隊(duì)合作 的力量，缺少了團(tuán)隊(duì)合作也許我們就要花費(fèi)更多的時(shí)間完成這個(gè)設(shè)計(jì)，當(dāng)有問 題的時(shí)候我們一起討論解決問題的方法，這也為我們以后的工作和學(xué)習(xí)打下了 很好的基礎(chǔ)，從隊(duì)友身上我學(xué)會(huì)了細(xì)心和耐心，在這次課程設(shè)計(jì)中，我們學(xué)到 的真的很多，還有就是和指導(dǎo)老師，在老師的幫助下才能將這次課程設(shè)計(jì)做出 來。主要參考文獻(xiàn)11姚伯威、呂強(qiáng) .機(jī)電一體化原理及應(yīng)用 M. 北京 :國防工業(yè)出版社 ,2004.215-22022王永華 .現(xiàn)代電氣控制及 PLC 應(yīng)用技術(shù)