用三菱PLC设计控制气动机械手Word文档格式.docx
《用三菱PLC设计控制气动机械手Word文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《用三菱PLC设计控制气动机械手Word文档格式.docx（15页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
传统的继电器控制，因机械触点多，接线复杂，因而控制装置体积较大，并且故障率高，可靠性差，动作精确度低；
单片机控制系统由于所需驱动电流较大因而必须设计功率接口电路，还要进行抗干扰及其可靠性的设计。
PLC作为一种新型的工业控制器，其通用性和扩展性能良好、运算指令丰富，并且它的体积小、安装灵活、价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强易于实现机电一体化且非常适合在环境条件较恶劣下使用。
本设计采用的是以PLC为核心，通过设计相应的硬件电路和软件编程实现对机械手的控制。
主要作用是完成机械部件的搬运工作，能放置在各种不同的生产线或物流流水线中，使零件搬运、货物运输更快捷、便利。
关键词：
PLC，机械手，搬物、软件、控制系统
MitsubishiPLCcontrolwithpneumaticmanipulatordesign
Abstract:
IndustrialrobotsareusedintheproductionprocesstosimulatethemanualoperationwiththeElectricalandMechanicalmachineryandequipment,itcanreplacemanualhandlingheavyobjectsorinhightemperature,toxic,highdust,inflammable,explosive,radioactiveandotherharshmonotone,andworkingconditions.Thetraditionalrelaycontrol,duetomechanicalcontactsandmorecomplexwiring,whichcontrolslargesizeandhighfailurerate,reliability,precisionlowaction;
singlechipcontrolsystemduetotherequireddrivecurrentandthushigherpowerinterfacemustbedesignedcircuit,butalsotheinterferenceandreliabilityofthedesign.
AsanewindustrialPLCcontroller,itsversatilityandgoodscalability,operationinstructionrich,anditssmallsize,flexibleinstallation,lowcost,highreliability,easytoimplementstronganti-interferenceabilityandverysuitableformechanicalandelectricalintegrationunderharshenvironmentalconditionsthantouse.PLCisusedinthedesignofthecore,throughthedesignofappropriatehardwareandsoftwareprogrammingforrobotcontrolMainroleistocompletethemechanicalcomponentsofthetransportationwork,canbeplacedinavarietyofdifferentproductionlinesorlogisticspipeline,thepartshandling,transportofgoodsmoreefficientandconvenient.
KeyWords:
PLC,robot,movingobjects,software,controlsystem
第一章绪论
1.1论文现状及意义
作为通用工业控制计算机，30年来，PLC可编程控制器从无到有，实现了工业控制领域接线逻辑到存储逻辑的飞跃；
其功能从弱到强，实现了从逻辑控制到数字控制的进步；
其应用领域从小到大，实现了单体设备简单控制到胜任运动控制、过程控制及集散控制等各种任务的跨越。
今天的可编程控制器正在成为工业控制领域的主流控制设备，在世界各地发挥着越来越大的作用，因此，PLC的应用也就成为了一个热点问题。
而PLC作为一种新型的工业控制器，其通用性和扩展性能良好、运算指令丰富，并且它的体积小、安装灵活、价格低廉、可靠性高、抗干扰能力强易于实现机电一体化且非常适合在环境条件较恶劣下使用。
本设计采用三菱FX2N系列PLC为核心，通过设计相应的硬件电路和软件编程实现对夹持式气动机械手的控制，它主要由手部和运动机构组成。
PLC控制系统通过PLC程序来控制手部和运动机构，以完成抓持工件（或工具）的部件，使机械手完成夹紧、松开、右移、左移运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势等动作。
具有一定的实用性。
1.2论文研究的内容
一、控制系统的分析
二、控制系统设计
三、控制系统主要元器件介绍
四、控制系统硬件电路设计
五、控制系统程序设计及调试
1.3本论文的组织
硬件电路的设计方案、系统原理图、接线图的绘制一一做了草稿，这让我熟悉了器件，也进一步掌握了硬件系统的设计；
接下来的日子是弄程序框图、源程序的设计编制，程序调试以及故障分析。
第一章说明了论文的背景、意义、论文研究的内容等；
第二章通过对控制系统系统分析的控制分析、功能分析和输入/输出信号（I/O）分析，介绍了PLC控制系统的设计思想；
第三章介绍了控制系统主要元器件FX2N-48MRPLC的功能及性能规格等资料；
第四章说明了控制系统硬件电路的设计思想，画出了原理图和外部电器接线图；
第五章介绍了程序设计思想及程序调试过程，画出了流程图、梯形图，给出了相应的指令表，并调试成功。
最后在结束语中进行了论文总结。
第二章控制系统设计简介
2.1系统分析
一、控制要求分析
气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。
机械手的控制要完成上升、下降、左行、右行、夹紧和放松等.
（1）机械手的上升、下降，左行、右行等分别使用了不同的双螺线管的电磁阀
（在某方向的驱动线圈失电时能保持在原位置上，必须驱动反方向的线圈才能反方向运动），夹钳使用单螺线管电磁阀（只在有电时能夹紧）。
（2）上升、下降的电磁阀线圈分别为YV2、YV1；
右行、左行的电磁阀线圈为YV3、YV4；
（3）机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV5来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件；
图1气动机械手原理示意图
（4）机械手的夹钳的松开、夹紧动作均须延时1S；
（5）机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现；
机械手移动工件是以左上作原点，按下降、夹紧、上升、右行、下降、松开、上升、左行的次序依次运行。
电磁阀的动作如表1所示：
表1电磁阀的动作
序号
工步
电磁元件动作
Y0
（下降）
Y1
（夹紧/松开）
Y2
（上升）
Y3
（右行）
Y4
（左行）
起始位置
（原点）
－
1
下降
＋
2
夹紧
3
上升
4
右行
5
6
松开
7
8
左行
二、功能要求分析
机械手要求实现手动、回原位、单步、单周期和连续等五种工作方式。
1、手动工作方式时，除松开、夹紧动作为按钮自锁控制外，其他动作均为按钮点动控制相应的动作；
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，每按下一次“启动自动”按钮，机械手向前执行一步；
4、单周期工作方式时，每按下一次“启动自动”按钮，机械手只运行一个周期；
5、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下“启动自动”按钮，机械手就会连续循环工作，直到按下“停止自动”按钮；
6、出现紧急情况，按下“紧急停车”按钮时，机械手停止所有的操作。
注意：
传送工件时，机械手必须升到最高点才能左右移动，以防止机械手在较低位置运行时碰到其他工件。
2.2输入/输出信号（I/O）分析
系统有限位开关、转换开关、输入信号、电磁伐输出信号；
PLC有20个输入点，6个输出点，I/O点总数是26个；
列出这些输入输出信号与PLCI/O地址的对应关系表格。
I/O赋值（分配输入输出）列表如表2：
表2I/O赋值列表
地址
信号名称
备注
信号类别
PLCI/O地址
开关量
输入信号
X1
机械手下限位
机械手的
现场检测开关
（限位开关）
X2
机械手上限位
X3
机械手右限位
X4
机械手左限位
X5
手动机械手上升
面板上的
控制信号
（按钮）
X6
手动机械手向左
X7
手动机械手松开
X10
手动机械手下降
X11
手动机械手向右
X12
手动机械手夹紧
X20
手动操作方式选择
旋钮选择开关
控制信号输入
X21
回原点操作方式选择
X22
单步操作方式选择
X23
单循环操作方式选择
X24
连续自动操作方式选择
X25
回原位
分别为面板上的“回原位”、“启动自动”、
“停止自动”按钮
X26
自动运行启动
X27
自动运行停止
输出信号
机械手向下电磁阀
机械手夹紧/松开电磁阀
“1”夹紧；
“0”松开。
机械手向上电磁阀
机械手向右电磁阀
机械手向左电磁阀
Y5
运行指示
第三章控制系统主要元器件介绍
根据I/O点数、PLC的硬件功能、指令系统的功能、用户程序存储容量，确定PLC型号。
选用FX2N-48MRPLC一台及驱动线圈、夹钳、发光二极管、接触器、电磁阀。
一、FX2N系列简介
FX2N系列是FX系列PLC家族中最先进的系列。
由于FX2N系列具备如下特点：
最大范围的包容了标准特点、程式执
升级会员 