姓名：院系：学号：时间：1目录一 . 课程设计目的 .31. 机械手的工作原理 .31.1.1机械手的概述 .31.1.2机械手的工作方式 .3二 . 课程设计题目和要求 .4三 . 设计内容 .51. 设计思路 .52. 输入和输出点分配表及原理接线图 .63. 顺序功能图 .74. 机械手流程图 .8四 . 仿真测试 .错误! 未定义书签。1连续测试 .错误! 未定义书签。2单步测试 .错误! 未定义书签。五 . 设计总结 .13参考文献 .14附录 .142一. 课程设计目的1. 机械手的工作原理1.1.1 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。机械手通常应用于动作复杂的场合来代替人的反复的操作，从而节省人的劳动， 普通继电器由于其体积和接口等各方面限制，经常被应用于动作简单的电气及流水线控制，而 PLC 以其可靠性高、抗干扰能力强 ; 控制系统构成简单、通用性强 ; 编程简单、使用、维护方便 ; 组合方便、功能强、应用范围广 ; 体积小、重量轻、功耗低等有点被广泛应用于类似机械手的控制动作复杂的场合，本设计正是以PLC控制为基础从而实现机械手的各种动。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。1.1.2机械手的工作方式机械手电气控制系统， 除了有多工步特点之外， 还要求有自动控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。当旋钮打向手动时， 每一工步都要按下该工步按钮才能实现。本设计按要求只设计出单步和连续控制。机械手传送工件系统示意图，如图所示。3二. 课程设计题目和要求搬运物品机械手控制设计某气动机械手搬运物品工作示意图如图 35 所示。传送带 A 、B 分别由电动机 M1 、M2驱动，转送带 A 为 步进式传送；机械手的回转运动、上下运动、夹紧与放松分别由气动阀 Y1Y2 、Y3Y4 、Y5 控制。试按以下 要求运用步进顺控指令编程。1、 动作要求：（1）机械手在原始位置时（右旋到位）SQ1 动作，按下启动按钮，机械手松开，转送带 B 开始运动，机械手手臂开始上升。（2）上升到上限时 SQ3 动作，上升结束，开始左旋；左旋到左限时 SQ2 动作，左旋结束，开始下降；下降到下限时SQ4 动作，下降结束，传送带A 启动。（3）传送带A 向机械手方向前进一个物品的距离后停止，机械手开始抓物，延时1s后机械手开始上升。到上限SQ3 动作右旋到右限SQ1 动作下降到下限SQ4 动作松开、放物，延时 1s 后一个工作循环结束。（4）机械手的工作方式为：单步/循环。2、课题任务与要求：1）确定输入 /输出设备；2）PLC I/O 点分配，并绘制I/O 接线图以及其它外部硬件图；3）绘制系统功能表图；设计梯形图和人机界面并调试运行并模拟调试；4）整理技术资料，编写使用说明书。三.设计内容41. 设计思路机械手共有 6 个动作，分别是上升、下降、左旋、右旋、松开和抓紧，其中抓紧需要保持，所以要用 SET保持，而松开就用 RSET即可。B 带运动也是长时间运动，也要用 SET 保持，在运行完整个周期后按停止按钮才将 B 带 RSET 停止。 A 带在一个周期内只负责传送一个工件，不需要长时间运作，所以用一个计时器让它运动 5S 即可。单步和连续转换问题， 单步设计需要加一个中间继电器W20.11，当选择连续方式时， W20.11长通。当选择单步时，按下一下启动按钮才接通一次，并在每一步上都要加上常开的W20.11。连续设计也加一中间继电器w20.10，当按下启动按钮时 W20.10接通，并长通，按停止按钮时断开。具体设计图如下2 输入和输出点分配表及原理接线图表 1 机械手传送系统输入和输出点分配表输入输出名称符号地址名称符号地址启动按钮SB10.00电磁阀上升KM01.00上限行程开关SQ30.03电磁阀下降KM11.01下限行程开关SQ40.04电磁阀左旋KM21.02左限行程开关SQ20.02电磁阀右旋KM31.03右限行程开关SQ10.01电磁阀松开KM41.04停止按钮SB20.05电磁阀抓紧KM51.05单步开关SB32.01A 带运动Y61.06连续开关SB42.02B 带运动Y71.07原点指示灯L01.085SB10.001.00SQ11.010.01SQ21.020.02SQ31.030.03SQ41.040.04SB21.050.05SB31.062.011.07SB42.021.08comcom24VDC外部接线图3. 顺序功能图KM0KM1KM2KM3KM4KM5Y6Y7L0220V AC6A200.11W2.001.08原点指示灯SQ10.00w20.10W2.01RSET1.05松开SQ31.07B 带运动1.00上升W2.021.02左旋SQ2W2.031.01下降SQ4W2.041.06A 带运动T0TIM0000#50W2.05SET1.05T1TIMW2.061.000001上升#10SQ3W2.071.03右旋SQ1W2.081.01下降SQ4W2.09RSET1.05松开