机械手课程设计

职业技能实训说明书

2009/2010 学年第一学期

课程名称：电气控制与PLC课程设计

课题：PLC机械手设计

姓名：陈永耀

班级：自动化0802

学号：08031409

指导老师：蔡晓东

起止时间：第17 周~ 第18周

电气电子工程系 . 2010.1.8

课程设计任务

一、设计任务

PLC机械手控制的实现

二、设计要求：

1、输入/输出分析分析系统信号输入/输出要求，画出PC

主机的I/O分配图及主电路图。

2、安排I/O端口及所用内部元件地址

3、设计PLC控制程序

（1）、画出PC控制功能流程图（2）、绘制梯形图

（3）、写出指令表

4、按要求连接线路

5、程序输入与调试将编制的程序输入可编程序控制器，在

PC运行状态下输入相应控制信号和现场模拟信号进行程序调

试、修改和完善。

三、设计的步骤

1、分析工艺流程和控制要求

2、确定输入/输出设备

3、选择合适的PLC

4、I/O点分配

5、设计软件及硬件

6、离线模拟调试

7、现场联机调试8、整理技术文件

目录

课程设计任务 (2)

目录 (3)

机械手课题设计实训装置介绍 (4)

机械手的概述 (6)

第一章：课题内容 (7)

1.1 PLC在机械手搬物控制中的应用 (7)

1.2控制要求 (8)

第二章：机械手程序设计 (9)

2.1 机械手PLC控制的I/O地址表 (9)

2.2 PLC的I/O电气接线图 (11)

2.3 PLC顺序控制流程图、梯形图及指令表 (12)

1)工艺流程图. (12)

2）梯形图. (15)

3）指令表. (17)

2.4 课题关键技术设计说明 (18)

1）循环启动、单循环启动的设计 (18)

2）断电保持功能控制的设计 (18)

第三章：总结与评价 (19)

参考文献：工厂电气控制技术 (20)

亚龙YL-235型光机电一体化实训考核装置

机械手课题设计实训装置介绍

课题设计实训使用装置为亚龙YL-235型光机电一体化实训考核装置

该实训考核装置,由铝合金导轨式实训台、机电一体化设备部件、PLC

模块、变频器模块、按钮模块、电源模块、接线端子排和各种传感器等组成其整体结构采用开放式和拆装式，学生可以自由组装和调试送料检测部件、物料搬运部件、物料分拣部件和自动生产线等机电一体化设备；PLC模块、变频器模频、按钮模块、常用装置模块等可任意调换和组合，进行机电设备安装与调试、PLC控制程序的编写与运行、变频器调速系统的组装与调试、PLC控制系统的安装与调试、光机电一体化设备的组装与调试等专业知识与技能的教学和实训

该实训考核装置PLC模块的I/O端子、变频器的接线端子、各常用模块与PLC的连接端子，均与安全插座连接，使用带安全插头的导线进行电路连接；各指令开关、光电开关、传感器和指示元件的电路，则通过端子排进行连接插拔线连接电路与端子牌连接电路相结合，既保证学生基本技能的训练、形成和巩固，又保证电路连接的快速、安全和可靠

该实训考核装置既能进行机电设备安装、PLC应用技术、电气控制技术、自动控制技术、机电一体化技术等专业知识模块的单项实训项目的教学，也能进行机电一体化设备、气动系统、自动控制系统的综合技能训练

技术参数

交流电源三相AC380V±10% 50Hz;

外形尺寸1190×800×1500mm

整机容量≤15kV A

机械手的概述

机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手虽然目前还如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，例如：

(1)机床加工工件的装卸，特别是在自动化车床、组合机床上使用较为普遍。

(2)在装配作业中应用广泛，在电子行业中它可以用来装配印制电路板，在机械行业中它可以用来组装零部件。

(3)可在劳动条件差，单调重复易子疲劳的工作环境工作，以代替人的劳动。

（4）可在危险场合下工作，如军工品的装卸、危险品及有害物的搬运等。

(5）宇宙及海洋的开发。

(6)军事工程及生物医学方面的研究和试验。

第一章：课题内容

1.1 PLC在机械手搬物控制中的应用

下图为机械手动作示意图，机械手按下述顺序周而复

始地搬物：

光电开关X1

机械手搬物动作示意图

转盘Y0为步进式传送物料，每当机械手从转盘Y0输送通道上取走一个物料时，该转盘向前步进一个步距，将使机械手在下一个循环取走物料。

机械手搬物动作示意图1中转盘Y0由电动机M控制，械手的左右回转运动由Y10、Y11电控阀控制，机械手的上下运动由电控阀Y12、Y13控制，机械手的夹紧与放松由电

控阀控制Y2、Y3，机械手的伸出与缩回由电控阀Y6、Y7控制。

位置信号分别为：机械手左、右转到位开关为磁性传感器X13、X7，机械手手臂上升、下降到位开关为磁性传感器X5、X3，机械手伸出、缩回到位开关为磁性传感器X2、X6。

1.2控制要求

1）、在初始状态（机械手在上限、左限、手臂缩回）下，按下启动按钮，转盘转动开始输送物料，当光电开关检测到物料时，机械开始动作。

2）机械手伸出到权限位置时，停止伸出；然后机械手开始下降下降到下限权限位置时，停止下降；然后机械手夹紧物料。

3）、机械手夹紧物料后开始上升上升到上限的权限位置时，停止上升；然后机械手缩回缩回到权限位置时，停止缩回。4）、停止缩回后机械手开始右转右转到右限位置时，停止右转；当右转停止后机械手开始伸出伸出到伸出权限时，停止伸出、随着机械手开始下降下降到下限位置时，停止下降然后松开物料。

4）、松开物料后机械手开始上升上升到上限位置后，停止上