機電一體化畢業(yè)設計

1、15機電一體化專業(yè)畢業(yè)設計系 部 機電一體化 班 級 山東科技大學 學生姓名 冉陽 學生學號 指導教師 山東科技大學2011年 09 月 01 日畢業(yè)設計（作品）任務書 畢業(yè)設計（作品）題目： 可編程序控制器-氣動機械手程序設計專業(yè)： 機電一體化 姓名： 冉陽 畢業(yè)設計（作品）工作起止時間： 共一周.（ 2010.11.20 2010.11.26 ） 畢業(yè)設計（作品）的內容要求： 1. 電機為三相異步電動機2. 手動抓物和放物，到達預定位置自動停止運行3. 放物停車時要求自動停車，減輕對放物行程開關的沖擊力4. 抓物運行中機械手始終壓迫放物行程開關，一旦離開立即自動停車，當機械手運行中物體掉落

2、，能及時降下機械手檢修。5. 有總?？刂坪捅匾亩搪?、過載保護環(huán)節(jié)。 指導教師（簽名）： 教研室負責人： 2011 年 09 月 01 日畢業(yè)設計（作品）指導教師意見書專業(yè)： 機電一體化 填表日期：2011 年 09 月 01 日學生姓名冉陽學號班級08120設計（作品）題目可編程控制器-機械手程序設計意見：成績及評語：指導教師職稱工作單位目錄第一章 前言第二章 課程設計的目的、意義及要求第1節(jié)課程設計的目的、意義第2節(jié)課程設計的要求第三章 課程設計的內容第1節(jié) 課程設計的題目第2節(jié) 課程設計的內容第四章 氣動機械手總體方案的確定第1節(jié)系統(tǒng)運動方式的確定第2節(jié)PLC控制系統(tǒng)的確定第五章 I/O

3、 的確定、接線圖第六章 程序的編寫以及程序的指令語句表第七章 致謝、參考資料第一章 前言一 可編程控制器的產生可編程序控制器的問世于1969年，美國數據設備公司（DEC）研制出世界上第一臺可編程控制器。20世紀70年代初期問世的微處理器和微型計算機，經過不斷的開發(fā)和改進，軟、硬件資源和技術已經十分完善，價格也很低廉，因而參透到各個領域?？删幊炭刂破鞯脑O計和制造者及時吸收了微型計算機的優(yōu)點，引入了微處理器和其他大規(guī)模集成電路，研制出了第一代可編程控制器。20世紀70年代后期，隨著微電子技術和計算機技術的迅猛發(fā)展，使PLC從開關量的邏輯控制擴展到數字控制及生產過程控制領域，真正成為一種電子計算機工

4、業(yè)控制裝置，故稱為可編程控制器，簡稱PC（programmable controller）。但由于PC容易和個人計算機(personal computer)相混淆，故人們仍習慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。二 可編程控制器的控制功能 1. 條件控制（邏輯控制） 2. 定時控制 3. 計數控制 4. 步進控制 5. A/D，D/A轉換 6. 數據處理 7. 通信聯網 8. 監(jiān)控三 可編程控制器的主要特點 1. 通用性好 2. 可靠性高 3. 環(huán)境適應性好，抗干擾能力強 4. 功能強 5. 接線簡單 6. 編程簡單，使用方便 7. 體積小、重量輕、功耗低四 可編程控制器的應用 1. 開關量的邏

5、輯控制 2. 運動控制 3. 閉環(huán)過程的控制 4. 數據的處理 5. 通信聯網五 可編程控制器的發(fā)展前景 目前PLC技術總的發(fā)展趨勢是系列化、通用化和高性能化，主要表現在以下幾個方面。1. 在系統(tǒng)構成規(guī)模上向大、小兩個方向發(fā)展發(fā)展小型（超小型）化、專用化、模塊化、低成本PLC，以真正替代最小的繼電器系統(tǒng)；發(fā)展大容量、高速度、多功能、高性能價格比的PLC，以滿足現代化企業(yè)中那些大規(guī)模復雜系統(tǒng)自動化的需要。2. 功能不斷增強，各種應用模塊不斷推出 大力加強過程控制和數據處理功能，提高組網和通信能力，開發(fā)多種功能模塊，以使各種規(guī)模的自動化系統(tǒng)功能更強、更可靠，組成和維護更加靈活方便，使PLC應用范圍

6、擴大。 3. 產品更加規(guī)范化、標準化PLC廠家在使硬件及編程工具換代頻繁、豐富多樣、功能提高的同時，日益向MAP（制造自動化協議）靠攏，并使PLC基本部件如輸入輸出模塊、接線端子、通信協議、編程語言和工具等方面的技術規(guī)格規(guī)范化、標準化，使不同產品間能互相兼容、易于組網，以方便用戶真正利用PLC來實現工廠生產的自動化。第二章課程設計的目的、意義及要求 第一節(jié) 課程設計的目的、意義1. 熟悉PLC指令的編程方法；2. 掌握單流程程序的編制；3. 掌握工業(yè)氣動機械手的程序設計及外部接線；4. 能夠正確運用機電一體化系統(tǒng)設計課程的基本理論和相關知識，掌握機電一體化系統(tǒng)（產品）的功能構成、特點和設計思想

7、、設計方法，了解設計方案的擬定、比較、分析和計算，培養(yǎng)學生分析問題和解決問題的能力，使學生具有機電一體化系統(tǒng)設計的初步能力；5. 通過課程設計提高學生應用手冊、標準及編寫技術說明書的能力，促進學生在科學態(tài)度、創(chuàng)新精神、專業(yè)技能等方面綜合素質的提高。第二節(jié)課程設計的要求1.課程設計應在教師的指導下由學生獨立完成，嚴格地要求自己，不允許相互抄襲；2. 認真閱讀課程設計指導書，明確題目及具體要求；3. 認真查閱題目涉及內容的相關文獻資料、手冊、標準；4. 大膽創(chuàng)新，確定合理、可行的總體設計方案；5. 微機控制系統(tǒng)方案可行，硬件選擇合理，軟件框圖正確；6. 手工或電腦繪制機械系統(tǒng)裝配圖一張，圖紙符合國

8、家標準，布圖合理，內容完整表達清晰。 7. 課程設計說明書一份。包括：目錄，題目及要求，總體方案的確定。參考文獻等。設計說明書應敘述清楚、表達正確、內容完整、技術術語符合標準；第三章 課程設計的內容第一節(jié) 課程設計的題目：可編程控制器氣動機械手的設計已知：傳送帶A為步進式傳送，每當機械手從傳送帶上取走一個物品時，該傳送帶向前步進一段距離，將使機械手在下一個工作循環(huán)取到物品。傳送帶A、B分別由電動機M1、M2驅動，機械手回轉運動由氣動閥Y1、Y2控制，機械手的上、下運動由氣動閥Y3、Y4控制，機械手的夾緊與放松由氣動閥Y5控制。右旋到位信號為SQ1，左旋到位信號SQ2，上升到位信號SQ3，下降到

9、位信號SQ4。1）機械手在原始位置時SQ1動作，按下啟動按鈕，機械手松開，傳送帶B開始運動，機械手手臂開始上升。2） 機械手上升到上限位置，SQ3動作，上升動作結束，機械手開始左轉。3） 機械手左旋到左限位，SQ2動作，左旋動作結束，機械手開始下降。4） 機械手下降到下限位置，SQ4動作，下降動作結束，傳送帶A啟動。5） 傳送帶A向機械手方向前進一個物品的距離后停止，機械手開始抓物。6） 機械手抓物，延時1秒鐘時間，機械手開始上升。7） 機械手上升到上限位置，SQ3動作，上升動作結束，機械手開始右旋。8） 機械手右旋到右限位置，SQ1動作，右旋動作結束，機械手開始下降。9） 機械手下降到下限位

10、置，SQ4動作，機械手松開，放下物品。10）機械手放下物品經過適當延時，一個工作循環(huán)過程完畢。11）機械手的工作方式：單步/循環(huán)。第二節(jié) 課程設計的內容.氣動機械手總體方案的確定a. 氣動機械手的確定b. 分析工藝過程、比較、論證2. 確定I/O點數并分配、氣動機械手PLC的接線圖3. 氣動機械手PLC程序的編寫及氣動機械手控制程序指令語句表第四章 氣動機械手總體方案的確定氣動機械手總體方案設計的內容包括：系統(tǒng)運動方式的確定、PLC控制系統(tǒng)的確定、實驗器材 1. 系統(tǒng)運動方式的確定氣動機械手的任務大多數是搬運物品或器件，并且快速準確。如下圖：2. PLC控制系統(tǒng)的確定 目前，PLC的生產廠家很

11、多，生產的PLC品種繁多，且各有特色。本設計以日本三菱公司FX2型PLC。 FX2系列可編程控制器的特殊功能模塊種類繁多、功能齊全。3. 實驗器材 PLC-2型可編程控制器試驗臺 1臺 PC機或FX2編程器 1臺 編程電纜 1根 連接導線 若干第五章 I/O 的確定及接線圖1. 確定I/O點數并分配。 輸 入輸 出SQ1X0回轉缸磁性開關YV1Y1氣缸右轉SQ2X1YV2Y2氣缸左轉SQ3X2手臂上升/下降氣缸磁性開關YV3Y3手臂上升SQ4X3YV4Y4手臂下降開關0X4單步YV5Y5夾緊與放松開關1X5循環(huán)M1Y0傳送帶A開關2X6手動啟動M2Y6傳送帶B開關3X7手動復位開關4X10手動

12、到原點開關5X11緊急停止2. PLC接線圖第六章 程序的編寫及程序指令語句表 1. 氣動機械手PLC程序的編寫2. 氣動機械手PLC程序指令表致謝 畢業(yè)設計是我在大學里的最后一門課程。通過這次畢業(yè)設計，我學會了如何查閱現有的技術資料、如何舉一反三、如何通過改進并加入自己的想法與觀點，使之成為自己的東西。這次畢業(yè)設計讓懂得了許多東西，也培養(yǎng)了獨立思考和設計的能力，樹立了對知識應用的信心，相信會對今后的學習工作和生活有非常大的幫助，并且提高了自己的動手實踐操作能力， 使自己充分體會到了在設計過程中的成功喜悅。雖然這個設計做的不怎么好，但是在設計過程中所學到的東西是這次課程設計的最大收獲和財富。在

13、此，我對我的論文指導老師表示衷心的感謝，感謝她的監(jiān)督和指導。其次我要感謝這三年里給我授課的所有老師。感謝你們傳給我知識。另外，本人在學習和畢業(yè)設計完成期間，得到了學校的相關領導、老師和同事們的關心和鼓勵以及其他同學的無私幫助。在此向他們表示衷心的感謝。最后還要感謝參考文獻中所列書籍、文章及資料的作者。參考文獻【1】 趙明，許繆. 工廠電氣控制設備【M】. 第二版. 北京：機械工業(yè)出版社，1995.【2】 方承遠. 工廠電氣控制技術【M】. 第二版. 北京：機械工業(yè)出版社，2000.【3】 鐘肇新，彭侃. 可編程序控制器原理及應用 【M】. 廣州：華南理工大學出版社，1992【4】 張萬忠，劉明芹. 電氣與PLC控制技術【M】. 北京：化學工業(yè)出版社，2003.【5】 鐘肇新. 可編程序控制器原理與應用【M】. 廣州：華南理理工大學出版社，1991.【6】 王仁祥. 常用