机电控制综合设计课程设计-气动机械手PLC控制系统设计.doc

成绩:
2011~2012学年第1学期
机电控制综合设计课程设计
设计题目名称: 气动机械手控制系统设计

院系名称: 机电工程专业班级:
学生姓名: 学号:
指导教师:
材料目录
序号
名称
数量
备注
1
课程设计任务书
1
2
课程设计说明书
1
3
图纸
0
4
5
6
2011 年 12月 9日

目录之中。
机电工程学院
课程设计说明书
设计题目: 气动机械手控制系统设计
学生姓名:
学号:
专业班级:
指导教师:
2011年 12 月 9 日
内容摘要
本课题主要目的是通过S7-200PLC的设计,实现机械手的物料搬运,其中包括手动工作方式,回原位工作方式,单步工作方式,单周期工作方式,连续工作方式,以及一些关于安全保护类要求。具体来说包括实现机械手的各种动作控制,像上升、下降、左行、右行、夹紧以及放松的控制,另外该过程中还包括分析系统硬件要求,选择合适工作方式,选择合适的CUP以及合理分配I/O地址和完成PLC外部接线图,最后完成气动机械手的程序设计梯形图,并进行调试,完成语句表。
关键词:机械手;S7-200PLC;可编程技术
目录
第1章 引言 1
第2章 系统总体方案设计 2
2
3
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操作面板操作 3
气动机械手的工作方式 3
第3章 PLC控制系统设计 5
5
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PLC外部接线图 6
气动机械手控制流程图 7
程序设计梯形图 8
结论 9
设计总结 10
谢辞 11
附录 12
参考文献 19
引言
由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以气动机械手被广泛应用于汽车制造业、半导体及家电行业、化肥和化工,食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。现代汽车制造工厂的生产线,尤其是主要工艺的焊接生产线,大多采用了气动机械手。车身在每个工序的移动;车身外壳被真空吸盘吸起和放下,在指定工位的夹紧和定位;点焊机焊头的快速接近、减速软着陆后的变压控制点焊,都采用了各种特殊功能的气动机械手。高频率的点焊力控的准确性及完成整个工序过程的高度自动化,堪称是最有代表性的气动机械手应用。
本课题拟开发物料搬运机械手,采用西门子系列S7-200PLC,对机械手的上升、下降、左行、右行、夹紧以及放松进行控制。我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成各种动作。
系统总体方案设计

气动机械手动作示意图如图2-1所示,气动机械手的功能是将工件从A点搬运到B点,控制要求为:
图2-1 气动机械手示意图
1、气动机械手的升降和左右移动分别由不同的双线圈电磁阀实现,电磁阀线圈失电时能保持原来的状态,必须驱动反向的线圈才能反向运动;
2、上升、下降的电磁阀线圈分别为MB2、MB1;右行、左行的电磁阀线圈为MB3、MB4;
3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀MB5来实现,线圈通电夹紧,断电松开;
4、机械手的夹钳的松开,;
5、机械手下降、上升、右行、左行的限位由行程开关BG1、BG2、BG3、BG4来实现。

图2-2气动机械手的气压传动系统图

操作面板操作
机械手用来将工件从A点搬运到B点,,为0时被松开。工作方式选择开关的5个位置分别对应于5种工作方式,操作面板左下部的6个按钮式手动按钮。为了保证在紧急情况下(包括PLC发生故障时)能可靠地切断负载电源,设置了交流接触器QA。PLC开始运行时按下“负载电源”按钮,使QA线圈得电并自锁,QA的主触点接通,给外部负载提供交流电源,出现紧急情况时用“紧急停车”按钮断开负载电源。
气动机械手的工作方式
系统设有手动、单周期、连续、单步和回原点五种工作方式(如图2-3)。
1、手动工作方式时,——、上升、右行、左行、夹紧、放松;
2、回原位工作方式时,按下“回原位”按钮,则机械手自动返回原位;
3、单步工作方式时,从初始步开始,按一下启动按钮,系