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LOGO指导教师：论文题目:plc控制机械手的实现班级：学生：学号：系统的背景及意义意义1.可以提高生产过程的自动化程度2.可以改善劳动条件，在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有毒性污染及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故3.可以减少人力，便于有节奏地生产背景工业自动化的全面发展和科学技术的不断提高，要求工作效率的提高也迫在眉睫。单纯的手工劳作已满足不了工业自动化的要求，因此，必须利用先进设备生产自动化机械以取代人的劳动，满足工业自动化的需求。综上所述，有效地应用机械手是发展机械工业的必然趋势。论文的结构和主要内容第一部分:机械手机械结构第二部分:可编程控制器PLC第三部分:三相异步电动机的工作原理及结构第四部分:变频器第五部分:机械手PLC控制系统设计该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等，是机电一体化的典型代表之一。本论文设计介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横轴、竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。Plc的特点及功能功能：1）.用于逻辑控制。这是PLC最基本，最广泛的应用。2）.用于模拟量控制3）.用于数字控制。现代PLC具有很强的数据处理功能，可以与机械加工中的数字控制（NC）及计算机控制（CNC）紧密结合，实现数字控制。4）.用于工业机器人控制5）.用于多层分布式控制系统。高功能的PLC具有较强的通信联通能力，可实现PLC与PLC之间、PLC与远程I/O之间、PLC与上位机之间的通信，从而形成多层分布式控制系统网络6）.用于运动控制7）.用于过程控制8）.用于闭环控制（PID）特点：1）.可靠性高、抗干扰能力强，平均无故障时间间隔长达30万h2）.控制系统构成简单、通用性强3）.编程简单、使用、维护方便4）.组合方便、功能强、应用范围广5）.体积小、重量轻、功耗低，空载功耗约1.2KW6）.易学易用，深受工程技术人员欢迎Plc的原理当PLC投入运行后，其工作过程一般分为三个阶段，即输入采样、用户程序执行和输出刷新三个阶段。完成上述三个阶段称作一个扫描周期。在整个运行期间，PLC的CPU以一定的扫描速度重复执行上述三个阶段。在每次循环过程中，如图，plc还要完成内部处理、通信处理等工作，一次循环可分为5个阶段。当可编程序控制器处于停止（STOP）状态时，只执行以上2个操作。可编程序控制处于（RUN）状态时，还要完成另外3个阶段的操作。PLC的组成及部件功能部件功能（一）中央处理器（CPU）CPU是可编程控制器的核心，它在系统程序的控制下，完成逻辑运算、数学运算、协调系统内部各部分工作等任务。（二）存储器（三）输入输出接口（四）电源（五）外部设备1、编程器2、其他外部设备3.PLC还配有其他一些外部设备：（1）盒式磁带机，用以记录程序或信息。（2）打印机，用以打印程序或制表。（3）EPROM写入器，用以将程序写入到用户EPROM中。（4）高分辨率大屏幕彩色图形监控系统，用以显示或监视有关部分的运行状态。PLC的型号表示PLC的软件（一）PLC的软件分类PLC的软件包含系统软件和应用软件二大部分：1、系统软件.系统软件包含系统管理程序，用户指令的解释程序，另外还包括一些供系统调用的专用标准程序块等。2、应用软件.应用软件也叫用户软件。是用户为达到某种控制目的，采用厂家提供的编程语言自主编制的程序。（二）应用软件编程语言的表达方式1、梯形图2、指令表3、顺序功能图4、功能块图PLC设计的一般流程和要求1.分析控制要求，明确控制任务2.确定所需输入设备（按钮、限位开关、操作开关、传感器登），输出设备（接触器、继电器、信号灯灯）和由输出设备驱动的控制对象（电动机、电磁阀等），估算I/O点数3.选择PLC4.分配、定义I/O点，绘制I/O连接图5.PLC的控制程序设计。包括设计梯形图、编写语句表、绘制系统流程图。6.调试机械手传送工件系统示意图动作逻辑关系图为了满足生产要求，机械手设置了手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步、单周期和连续工作方式。1）手动工作方式：利用按钮对机械手每一步动作进行控制2）单步工作方式：从原点开始，按照自动工作循环的步序，每按一次启动按钮，机械手完成一步动作后自动停止3）单周期工作方式：按下启动按钮，机械手按工序自动完成一个周期的动作，返回原点后停止4）连续工作方式：按下按钮，机械手从原点，按步序自动反复连续工作，在连续工作方式下设置两种停车状态：正常停车：在正常工作状态下停车。紧急停车：在发生事故或紧急状态时停车。原位→下降→夹紧→上升→右移↑↓左移←上升←放松←下降分配PLC的输入/输出端子PLC控制系统程序设计为了方便编程，可将手动和自动程序分别编出相对独立的程序段，用跳转指令进行选择，控制系统程序结构框图，如总程序图。选择手动方式时，X3接通，跳过自动程序，执行手动程序；选择自动工作方式时，X3断开，执行自动程序。手动程序手动按钮X20-X25分别控制下降、上升、右移、左移、加紧和放松各个动作。为了保证系统的安全与进行，设置了一些必要的连锁。其中在左、右移动的电路中加入X11作上限连锁，这是因为机械手只有处于上限位置时，才允许左、右移动。1）连续及单周期操作自动程序2）单步操作当自动操作程序采用步进指令设计时，单步操作程序用“禁止状态转移”标志器M8040来实现，如图所示。该继电器线圈接通时，禁止步进状态转移，线圈断电时，允许状态转移。机械手PLC控制系统设计总图在单步操作方式下，利用启动按钮X0作为单步操作信号，X4接通。不按启动按钮时，X0断开，其常开触点闭合，M8040接通，状态转移被禁止。将单步操作梯形图（17页的图）连接在自动程序（16页的图）上端，就得到了包括单步、单周期、连续操作在内的整个自动操作的梯形图。至此，机械手的控制程序分段设计完毕。根据总程序结构框图（14页的图），将手动操作程序梯形图和自动程序梯形图嵌入，就得到整个程序的梯形图。致谢本论文写作是在我的指导老师张志鹏老师和教研室诸位老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他们严肃的科学态度、渊博的知识、敏锐的洞察力、严谨的治学精神、精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。从课题的选择到项目的最终完成，张志鹏老师和各位老师都始终给予我细心的指导和不懈的支持。在论文写作中，遇到问题时，张老师和各位老师有问必答，耐心指导并给我悉心讲解，给我解决了很多的实际问题。在此谨向张志鹏老师和各位老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。还要感谢和我在一起愉快度过四年生活的电气本科0701班的各位同学，正是由于你们的帮助和支持，我才能克服一个一个的困难和疑惑，直至本文的顺利完成。从开始进入课题到论文的顺利完成，还有很多可敬的师长、同学、朋友都给了我无言的帮助，在这里页请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母，谢谢你们！参考文献杨少光主编机电一体化设备的组装与调试–南宁：广西教育出版社2009.4王本轶主编机电设备控制基础-北京：机械工业出版社2007.3重印彭鸿才主编电机原理与拖动-2版–北京：机械工业出版社2007.3（2008.4重印）王庭有主编可编程控制器原理及应用-2版–北京：国防工业出版社2008.8黄坚主编自动控制原理及其应用–北京：高等教育出版社2001（2007重印）2004.1010.杨永平主编液压与气动技术基础–北京：化学工业出版社2005.1111.赵伟、宫国顺主编计算机应用基础–北京：北方交通大学出版社2003.9