河南科技大学 课 程 设 计 说 明 书

课程名称题 目学 院 班 级 学生姓名 指导教师 日 期

电气控制技术 机械手臂搬运加工流程控制

车辆与动力工程学院 2013年7月6日

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机械手臂搬运加工流程控制设计

摘要

随着工业自动化的普及，越来越多的人力劳动可被一些自动的工业设备所替代，这样，不仅大大减少了人们的工作强度，并且可大大提高工作效益，使企业可在较短的时间里，生产大批量高效的产品。在加工一线上，自动设备被广泛的应用着，这不仅解决了人所不能在的高温，高腐蚀，高辐射等恶劣的环境中的工作，而且，也很大程度上提高了生产工件的精度和寿命。

PLC是近几十年来发展起来的一种新型工业控制器，它将计算机的编程灵活、功能齐全、应用面广的优点和继电器系统的优点结合起来，而本身又具有体积小、重量轻、耗电省等特点，因此，在工业生产过程中的应用越来越广泛。

本文设计的是企业在生产产品时不可缺少的机械手臂搬运加工设备，通过传感器和行程开关的控制，实现工业生产的输入，搬运，加工，输出和对加工的工件数的显示的自动化，用PLC进行软件控制，通过对PLC的编程，来实现上述的过程，编程完成后，可用PLC仿真软件对其仿真，针对仿真过程中遇到的问题对所编写的程序进行修改，优化，直到能在仿真软件中成功的执行，然后再下载到CPU上，来实际具体验证程序的正确性，若有问题，则继续进行修改。

关键词：机械手臂、PLC、行程开关、仿真

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第一章 绪论 ............................................................................................................................... 4

§1.1 现代工业的背景 ........................................................................................................... 4 §1.2工业机械手臂搬运加工流程控制要实现的功能 ........................................................ 4 第二章 总体设计 ............................................................................................................................. 4

§2.1机械手臂搬运加工流程控制过程 ................................................................................ 4

§2.1.1机械手臂搬运加工流程控制过程描述 ............................................................ 4 §2.1.2 流程控制图 ....................................................................................................... 5 §2.2 机械手臂搬运加工流程控制系统硬件组成 ............................................................... 5 §2.3 机械手臂搬运加工流程控制系统的I/O分配 ........................................................... 6

§2.3.1机械手臂搬运加工流程控制系统的I/O分配 ................................................ 6 §2.3.2 机械手臂搬运加工流程控制系统的外部接线 ................................................... 7 §2.4 机械手臂搬运加工流程控制系统梯形图程序设计 ................................................... 7 §2.5 机械手臂搬运加工流程控制系统的仿真 ................................................................. 16 第三章 设计心得 ........................................................................................................................... 18 第四章 参考文献 ........................................................................................................................... 19 第五章 附录 ................................................................................................... 错误！未定义书签。

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第一章 绪论

§1.1 现代工业的背景

随着科学技术的高速发展，先进的科学技术使人们的生活发生着越来越多的变化，体现在社会的方方面面，在工业生产中，这种变化特别的显著。

在现代工业生产中，越来越多的自动化设备取代了传统的人工参与工作的工业生产流程。传统的人工参与工作，不仅危险性高，而且工作效率低，人为因素的影响可能会使整个生产流程崩溃，因此，传统的工业生产应该被先进的自动化生产所代替。

在加工一线上，自动设备被广泛的应用着，这不仅解决了人所不能在的高温，高腐蚀，高辐射等恶劣的环境中的工作，而且，也很大程度上提高了生产工件的精度和寿命。

§1.2工业机械手臂搬运加工流程控制要实现的功能

本文主要介绍基于PLC的工业机械手臂搬运加工的流程控制设计，包括PLC的内部编程和外部接线，通过仿真软件的检验，看所涉及的是否使机械手臂具有自动上升、下降、左移、右移、夹紧、松开、计数、正常停止和紧急停止的功能。

第二章 总体设计

§2.1机械手臂搬运加工流程控制过程

§2.1.1机械手臂搬运加工流程控制过程描述

当机械手臂在A工作台的上限位时（即在原点处），按下启动按钮，传送带A开始工作，把物件输入，当物件被送到工作台A时，传感器感应到该信号，此时机械手臂开始向下运动，直至到下限位，然后电磁阀得电，夹紧物块，经过一定时间后，机械手臂夹紧物块开始向上运动，直至到上限位，在此之后，机械手臂夹紧物块向右移动，直至到工作台1，然后机械手臂夹紧物块向下运行，直至

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到下限位后，电磁阀失电，松开物块，经过一定时间后，机械手臂向上运动，当达到上限位后，机械手臂停止运动，物块在工作台1上被加工，当传感器发出物件在1处被加工完的信号时，机械手臂开始向下运行，到达下限位后，电磁阀得电，夹紧物块，经过一定时间后，再夹紧物块向上运行，然后机械手臂依次进行右移到工作台2→下降→松开→上升→在工作台2上加工，当物块在工作台2上加工完成后，机械手臂又下降→夹紧→上升→右移→到传送带B→下降→放松→上升→传送带B将物件运出并计数→机械手臂回原点，执行下一周期的工作。§2.1.2 流程控制图

按上述描述过程，可得其流程控制图如图2-1：

图2-1 流程控制图

§2.2 机械手臂搬运加工流程控制系统硬件组成

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