1、广西电力职业技术学院毕业论文毕 业 论 文论文题目： PLC 控制机械手在汽车制造中的应用 学生姓名 学 号 105120911 所属系部 机电工程及自动化系 专业名称 机电一体化 指导教师 2014 年 3 月 20 日广西电力职业技术学院毕业论文目 录毕业论文任务2前言 3企业简介 4第 1 章 绪论51.1 本课题的意义51.2 本文的主要工作5-6第二章 PLC 的概述 72.1 PLC 的基本知识7-82.2 PLC 的应用与前景9-10第 3 章 PLC 的编程语言113.1 梯形图编程语言11-123.2 功能块图编程语言12第四章 PLC 控制机械手的设计134.1 机械手在工
2、业生产中的应用13-144.2 各电器设备的制方式及控制要求14-174.3 电器元件设备的选择17-184.4 控制系统的软、硬件设计18-304.5 功能表图设计31-37致谢及心得体会 38-39参考文献40广西电力职业技术学院毕业论文1广西电力职业技术学院机电工程及自动化系毕业论文任务书学生姓名 所在专业 就读班级学生信息 学生学号 联系电话 电子邮箱论文题目指 导老师命题 指 导老师结合学生就业岗位命题课题信息 任务来源学生从实习岗位提炼，指导 老师确认任务下达： 年 月 日时间安排 定稿提交： 年 月 日 毕业答辩： 年 月 日教师姓名 职称 指导老师 联系电话 电子邮箱毕业论文任
3、务简介：（由指导老师填写） 毕业论文应完成的工作内容：（由指导老师填写，以下供参考）1.结合顶岗实习岗位的工作任务，确定 毕业论文题目，列出写作提纲；2.根据选题，查阅参考文献（不少于 10 篇），收集技 术资料；3.撰写毕业论文（不少于 8000 字）；4.参加并通过毕业答辩。主要参考文献：（可由指导老师指定部分必读文献，学生 补 充有关文献资料）1 王建、赵金周.电器设备安装与维修M.机械工业出版社 ,2007.2学生签名： 指导教师签名： 年 月 日专业带头人签名： 系主任签名： 年 月 日广西电力职业技术学院毕业论文2前 言PLC 是以现代微处理器技术为核心的控制器，作为一种通用的工业
4、控制器，其可靠性高、抗干扰能力强；PLC 由于采用现代大规模集成电路技术，采用严格的生产工艺制造，内部电路采取了先进的抗干扰技术，具有很高的可靠性，此外，PLC 带有硬件故障自我检测功能，出现故障时可即使发出警报信息；PLC 采用光电隔离和滤波技术有效一直外部干扰源对 PLC 的影响，此外 PLC 还可再强、通用性好；开发周期短，功耗小。本课题将 PLC 控制机械手应用在汽车制造中，对现代工业的发展具有很重要的意义。关键词：意义，应用，前景，编程语言，设计广西电力职业技术学院毕业论文3企业简介桂林福达股份有限公司（简称“福达股份”）是一家以汽车零部件为主营业务的国家高新技术企业，主要从事发动机
5、曲轴、汽车离合器、汽车螺旋锥齿轮和精密锻件等汽车零部件的研发、生产与销售，是国内主要的锻钢曲轴、汽车离合器生产企业。公司共有 6 家全资生产型企业，分布在广西桂林市和湖北襄阳市、孝感市。公司总资产 29.7 亿元，员工 2600 余人。福达股份具备年产 112 万根发动机锻钢曲轴、130 万套汽车离合器总成、15 万套螺旋锥齿轮和 10 万吨精密锻件的生产能力。产品为国内外 30 多家知名的汽车、发动机及车桥企业配套，部分产品进入国际知名汽车制造商全球采购体系，产品主要配套范围包括商用车、乘用车和工程机械。福达股份拥有广西壮族自治区认定的企业技术中心，公司以及全资子公司桂林福达曲轴有限公司、襄
6、阳福达东康曲轴有限公司、桂林福达齿轮有限公司具有强大的自主开发能力，拥有多项生产关键汽车零部件产品的核心技术和生产工艺，先后被认定为国家高新技术企业。公司已拥有 41 项专利以及轴颈及圆角淬火、圆角滚压等多项核心技术。公司锻钢发动机曲轴项目被国家科学技术部列为 2006 年度国家火炬项目（项目编号：2006GH041399），公司年产 10 万吨精密锻件建设项目被列为 2011 年度国家火炬项目（项目编号：2011GH031814）和广西壮族自治区重大统筹推进项目。公司是国家QC/T25汽车干摩擦式离合器总成技术条件以及 QC/T27汽车干摩擦式离合器总成台架试验方法两项行业标准的制定单位之一
7、。福达股份已通过 TS16949/ISO14001/OHSAS18001 质量/环境/职业健康安全管理体系认证，产品及“FOTO”商标分别被评为“国家免检产品”、“广西名牌产品”和“广西著名商标”，公司于 2013 年获得首届桂林市市长质量奖，2014 年获得第二届广西壮族自治区主席质量奖。广西电力职业技术学院毕业论文4第一章 绪论1.1 本课题的意义机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，并已成为现代科技的一个重要组成部分。汽车业的快速发展，车外型愈求美观流线，并由于汽车外板件要求完美无尘的冲压生产线也向高速化、高品质、自动化、柔性化方向发展。传统冲压生产过程中的手工操作、人工送料的生产
8、方式已无法满足该行业的需要。 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因此，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。 1.2 本文主要做的工作 1、机械手的组成结构：机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取
9、、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。(图 1）目前工业中使用的机械手可分为手动控制型和自动控制型两大类，手动控制型机械手可复现操作者手的动作和作用力，并且在许多场合下，可以增大执行机构的位移和作用力，机械式仿形机械手由两个对称分布的机构-控制机构和执行机构组成，它们之间的联系广西电力职业技术学院毕业论文5机械传动来实现。2、问题提出 ：PLC 控制的机械手最主要是应用于自动化生产中，如何综合地运用前面学过知
10、识点，根据实际工程要求合理组合成控制系统， 在此介绍组成可编程控制器控制系统的一般方法。 3、系统设计的主要内容 （1）拟定控制系统设计的技术条件。技术条件一般以设计任务书的形式来确定，它是整个设计的依据； （2）选择电气传动形式和电动机、电磁阀等执行机构； （3）选定 PLC 的型号； （4）编制 PLC 的输入 / 输出分配表或绘制输入 / 输出端子接线图； （5）根据系统设计的要求编写软件规格说明书，然后再用相应的编程语言（常用梯形图）进行程序设计； （6）了解并遵循用户认知心理学，重视人机界面的设计，增强人与机器之间的友善关系；广西电力职业技术学院毕业论文6第二章 可编程控制器的概述2
11、.1 可编程控制器的基本知识PLC 的种类繁多，其规格和性能也各不相同，对 PLC 的分类，通常根据其形式的不同、功能的差异和 I/O 点数的多少等进行大致分类.根据1、 PLC 的结构形式可将 PLC 分为整体式和模块式两类（1）整体式 PLC 整体式 PLC 是将电源、CPU 、I/O 接口等各件都集中装在一个机箱内，具有结构紧凑、体积小、价格低的特点。小型 PLC 一般采用这种整体式机构。整体 PLC 由不同 PLC 点数的基本单元和扩展单元组成，基本单元内有 CPU、I/O 接口，与 I/O 扩展单元相连的扩展口、以及编程器或 EPROM 写入器相连的接口等。扩展单元内只有 I/O 和
12、电等，没有 CPU，基本单元和扩展单元之间一般用扁平电缆连接。整体式PLC 一般还可配备特殊功能单元，如模拟量单元、位置控制单元等，使其功能得以扩展(2) 模块式 PLC 模块式 PLC 是将 PLC 各组成部分分别作成若干个单独的模块，如 CPU 模块、I/O模块、电源模块（有的含在 CPU 模块中）以及其他模块。模块式 PLC 由框架或基板和各种模块组成，模块装在框架或基板的插座上。这种模块式 PLC 的特点是配置灵活、可根据需要选配不同规模的系统，而且装配方便，便于扩展和维修。大、中型 PLC 一般采用这种模块式结构。还有一些 PLC 将整体式和模块式的特点结合起来，构成所谓叠装式 PL
13、C。叠装式PLC 其 CPU，电源， I/O 接口等也是各自独立的模块。但它们之间是非电缆进行联接，并且各模块可以应地叠装，这样不但系统可以灵活配置，还可以做的体积小巧。2、按功能分根据 PLC 所具有的功能不同，可将 PLC 分为低，中，高档次（1）低档 PLC 具有逻辑运算、定时、计数、移位以及自诊断监控等基本功能还可以少广西电力职业技术学院毕业论文7量模拟量输入/输出，算术运算，数据传送和比较等功能，主要用于逻辑控制，顺序控制或少量模拟量控制的单机控制系统。（2）中档 PLC 出具有低档 PLC 的功能外，还具有模拟量输入/输出，算术运算，数据传送和比较；数据转换，远程 I/O，子程序，
14、通信联网等功能，有些还可增设中断控制，PID 控制等功能，适应于复杂控制系统。（3）高档 PLC 除具有中档 PLC 的功能外，还增加了符号算术运算，矩阵运算，位逻辑运算，平方根运算及其他特殊功能函数的运算，制表及表格传递功能等。高档 PLC 具有更强的通信联网功能，可用于大规模过程控制或构成分布式网络控制系统，实现工厂自动化。3、按 I/O 点数分类根据 PLC 的 I/O 点数的多少，可将 PLC 分为小型，中型和大型三类（1）小型 PLCI/O 点数2048 点，多 CPU，16 位、32 位处理器，用户存储器容量 8-16KS7-400 德国西门子公司GE-IV GE 公司C-2000
15、 立石公司广西电力职业技术学院毕业论文8K3 三菱公司2.2 可编程控制器 PLC 的应用与前景目前，在国内外 PLC 已广泛应用冶金，石油，化工，剪彩，机械制造，电力，汽车，轻工，环保及文化娱乐等各行各业，随着 PLC 性能价格 的不断提高，器应用领域不断扩大，从应用类型看大致可归纳为以下几个方面：2.2.1 强量逻辑运算利用 PLC 最基本的逻辑运算，定时，计收等功能实现逻辑运算，科取代传统的继电器控制用于单片机控制，多机群控制，生产自动线控制等。例：机床，注塑机印刷机械，装配生产线，电镀流水线及电梯的控制等。这是 PLC 最基本的应用，也是 PLC 最广泛的应用领域。2.运动控制大多数
16、PLC 都有拖动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块，这一功能广泛用于各种机械设备。例如：各种机床，装配机械。机器人等进行运动控制。3.过程控制大，中型 PLC 都具有多路模拟量 I/O 模块和 PID 控制功能。有的小型 PLC 也具有模拟量输入输出，所以 PLC 可实现模拟量控制而且具有 PID 控制功能的 PLC 可构成闭环控制，用于过程控制。这一功能已广泛用于铝炉，反应堆，水处理，酿酒及闭环位置控制和速度控制等方面。4.数据处理现代的 PLC 都具有数学运算数据传递，转换，排序和查表等功能，可进行数据的采集，分析和处理，同时的通过通信接口将这些数据传送给其电智能装置。例如：CNC 设备进行处理。5.通信联网PLC 的通信包括 PLC 与 PLC，PLC 与计算机，PLC 与其它智能设备之间的通信，PLC 系统与通用计算机可直接或通过通信处理单元，通信转换单元相连构成网络，已实现信息的交换和构成。集中管理分散控制的多级分布式控制系统。满足工厂自动化（FA）系统发展的需要。
