plc控制机械手设计

毕业论文（设计）论文（设计）题目PLC控制机械手的设计姓名李自杰学号10050303050院系机电工程学院专业机电一体化技术专业年级10机电三班指导教师年月日目录摘要1ABSTRACT2第1章绪论311机械手的应用概况312机械手的应用意义413机械手的分类414机械手国内外的发展趋势及方向4第2章机械手PLC控制方面的简介621可编程控制器简介622PLC的工作原理623可编程控制器PLC的优点7第3章机械手工作原理931驱动方式的选择932机械手动作原理及示意图1133机械手动作过程1234控制要求1335机械手操作方式15第4章PLC选型及输入/输出端子地址分配17第5章PLCI/O地址、内部辅助继电器分配表18第6章PLC的程序设计1961程序整体结构1962实现单操作动作的程序2063自动操作程序21结论32致谢33参考文献34摘要工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的作业在构造和性能上兼有人和机器各自的优点尤其体现在人的智能和适应性。机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力在国民经济领域有着广泛的发展空间。机械手在工业生产中得到广泛的应用,传统工艺中采用继电器控制时,需要的继电器多,接线复杂,因此故障多,维修困难,费时费工,不仅加大了成本,而且影响设备的工效。本文介绍了用德国西门子公司生产的S7200系列可编程控制器,根据机械手的运动规律左/右、上/下、夹/松等进行软件编程。实现了手动操作,即用按钮操作,对机械手的每一种运动单独进行控制自动操作包括单步、单周期和连续操作。另外,对右工作台有工件的特殊情况进行了处理。采用梯控制直观易懂,为电气人员所熟悉采用PLC控制使接线简化,安装而且保证了运行的可靠性，减少维修量，提高功效。关键词可编程控制器PLC继电器机械手ABSTRACTTHEMECHANICALMANIPULATORISWIDELYUSEDINOURINDUSTRYPRODUCETINEINTHEPAST,THEMANIPULATORWASCONTROLLEDBYRELAY,WHICHNEEDEDALOTOFRELAYSANDITSCONNECTIONISVERYCOMPLEX,THISBROUGHTUSMUCHTROUBLE,MADETHEMANIPULATORHARDTOREPAIR,ANDINFLUENCEDTHEWORKEFFICIENCYOFTHEEQUIPMENTSOINTHISARTICLEWEINTRODUCEDTHES7200SERIESPROGRAMMABLECONTROLLERMADEBYSIEMENSGERMANBYTHELAWOFTHEMANIPULATORMOVEMENTWHICHISLEFT/RIGHT,UP/DOWN,TIGH/LOOSEANDUSINGSHIFTREGISTERSTOPROGRAMTHESOFTWARE,ATLASTTHEARTICLEACTUALIZEDTHEMANIPULATORMANUALOPERATION,SINGLESTEPOPERATION,SINGLECYCLEOPERATION,CONTINUOUSOPERATIONANDDEALEDWITHSPECIALPARTSOFWORKBENCHAPROGRAMINLADDERCHARTGIVENTOCONTROLCIRCUITMADEITEASYTOUNDERSTAND,THEUSEOFPLCMADEINSTALLATIONCONVENIENTLYANDSTEADILY,THETROUBLEWITHTHEMANIPULATORISFALLENDOWN,THENIMPROVEDITSWORKINGEFFICIENCYKEYWORDSPROGRAMMABLELOGICCONTROLLER；RELAY；MECHANICALMANIP第1章绪论11机械手的应用概况在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效办法，程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要办法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5。从这里可看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面1热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。2冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。3拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。12机械手的应用意义在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下1可以提高生产过程的自动化程度应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故3可以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。13机械手的分类机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等14机械手国内外的发展趋势及方向国内外研究概况国内外研究概况、水平和发展趋势水平和发展趋势、应用前景目前国内机械于主要用于机床加工、铸锻、热处理等方面，数量、品种、性能方面都不能满足工业生产发展的需要。所以，在国内主要是逐步扩大应用范围，重点发展铸造、热处理方面的机械手，以减轻劳动强度，改善作业条件，在应用专用机械手的同时，相应的发展通用机械手，有条件的还要研制示教式机械手、计算机控制机械手和组合机械手等。同时要提高速度，正确定位，以便更好的发挥机械手的作用。此外还应大力研究伺服型、记忆再现型，以及具有触觉、视觉等性能的机械手，并考虑与计算机连用，逐步成为整个机械制造系统中的一个基本单元。国外机械手在机械制造行业中应用较多，发展也很快。目前主要用于机床、横锻压力机的上下料，以及点焊、喷漆等作业，它可按照事先指定的作业程序来完成规定的操作。国外机械手的发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手。使它具有一定的传感能力，能反馈外界条件的变化，作相应的变更。如位置发生稍许偏差时，即能更正并自行检测，重点是研究视觉功能和触觉功能。目前已经取得一定成绩。目前世界高端工业机械手均有高精化，高速化，多轴化，轻量化的发展趋势。定位精度可以满足微米及亚微米级要求，更重要的是将机械手、柔性制造系统和柔性制造单元相结合，从而根本改变目前机械制造系统的人工操作状态。同时，随着机械手的小型化和微型化，其应用领域将会突破传统的机械领域，而向着电子信息、生物技术、生命科学及航空航天等高端行业发展。第2章机械手PLC控制方面的简介21可编程控制器简介可编程控制器，英文称PROGRAMMABLECONTROLLER,简称PC。它采用可编程序的存储器，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。PLC是微机技术与传统的继电器控制技术相结合的产物，它克服了继电接触控制系统中的机械触点的接线复杂、可靠性低、功耗高、通用性和灵活性差的缺点，充分利用了微处理器的优点，又照顾到现场电气操作维修人员的技能与习惯，特别是PLC的程序编制，不需要专门的计算机编程语言知识，而是采用了一套以继电器梯形图为基础的简单指令形式，使用户程序编制形象、直观、方便易学；调试与查错也都很方便。用户在购买到所需的PLC后，只需按说明书的提示，做少量的接线和简易的用户程序编制工作，就可灵活方便地将PLC应用于生产实践。22PLC的工作原理由于PLC以微处理器为核心，故具有微机的许多特点，但它的工作方式却与微机有很大不同。微机一般采用等待命令的工作方式，如常见的键盘扫描方式或I/O扫描方，若有键按下或有I/O变化，则转入相应的子程序，若无则继续扫描等待。PLC则是采用循环扫描的工作方式。对每个程序，CPU从第一条指令开始执行，按指令步序号做周期性的程序循环扫描，如果无跳转指令，则从第一条指令开始逐条执行用户程序，直至遇到结束符后又返回第一条指令，如此周而复始不断循环，每一个循环称为一个扫描周期。扫描周期的长短主要取决于以下几个因素一是CPU执行指令的速度；二是执行每条指令占用的时间；三是程序中指令条数的多少。一个扫描周期主要可分为3个阶段。1输入刷新阶段；在输入刷新阶段，CPU扫描全部输入端口，读取其状态并写入输入状态寄存器。完成输入端刷新工作后，将关闭输入端口，转入程序执行阶段。在程序执行期间即使输入端状态发生变化，输入状态寄存器的内容也不会改变，而这些变化必须等到下一工作周期的输入刷新阶段才能被读入。2程序执行阶段；在程序执行阶段，根据用户输入的控制程序，从第一条开始逐步执行，并将相应的逻辑运算结果存入对应的内部辅助寄存器和输出状态寄存器。当最后一条控制程序执行完毕后，即转入输入刷新阶段。23可编程控制器PLC的优点（1）可靠性高，抗干扰能力强隔离PLC的输入、输出接口电路一般都采用光电耦合器来传递信号，这种光电隔措施使外部电路与PLC内部之间完全避免了电的联系，有效的抑制了外部的干扰源对PLC的影响，还可防止外部强电窜入内部CPU。滤波在PLC电路电源和输入、输出I/O电路中设置多种滤波电路，可有效抑制高频干扰信号。在PLC内部对CPU供电电源采取屏蔽、稳压、保护等措施，防止干扰信号通过供电电源进入PLC内部，另外各个输入、输出（I/O）接口电路的电源彼此独立，以避免电源之间的互相干扰。在软件方面采取的主要措施有设置故障检测与诊断程序，每次扫描都对系统状态、用户程序、工作环璄和故障进行检测与诊断，发现出错后，立即自动做出相应的处理，以适应恶劣的工作环璄对用户程序及动态数据进行电池后备,以保障停电后有相关状态及信息人不会因此而丢失采用以上抗干扰措施后，一般PLC的抗电平干扰强度可达峰值1000V，脉宽10US，其平均无故障时间可高达3050万小时以上。（2）程序简单易学PLC采用与继电器控制线路图接近的梯形图作为编程语言，它既有继电器电路清淅直观的特点，又充分考虑到电气工人和技术人员的读图习惯，对于使用者来说，几乎不需要专门的计算机知识，因此，易学易懂，程序改变也容易修改。（3）功能完善，适应性强目前PLC产品已经标准化、系列化和模块化，不仅具有逻辑运算、计时、计数、顺序控制等功能，还具有A/D、D/A转换、算术运算及数据处理、通信联网和生产过程监控等功能。它能根椐实际需要，方便灵活地组装成大小各异、功能不一的控制系统既可控制一台单机、一条生产线、以可以控制一个机群、多条生产线；既可以现场控制，以可以远程控制。（4）用简单，调试维修方便PLC的接线极其方便，只需将产生输入信号的设备（按钮、开关等）与PLC的输入端子连接，将接收输出信号的被控设备（如接触器、电磁阀等）与的输出端子连接，仅用螺丝刀即可完成全部接线工作。PLC的用户程序可在实验室摸拟调试，输入信号用开关来摸拟，输出信号可以观察PLC的发光二极管。调试后再将PLC在现场安装通调。调试工作量要比继电器控制系统少得多。（5）体积小、重量轻、功耗低由于PLC的采用半导体大规模集成电路，体积小、重量轻、功耗低。PLC很容易装入机械设备内部，是实现电一体化的理想的控制设备。第3章机械手工作原理31驱动方式的选择机器人关节的驱动方式有液压式、气动式、和电动式。下面将三种驱动方式进行分析比较。1液压驱动机器人的驱动系统采用液压驱动，有以下几个优点1液压容易达到较高的压力（常用液压为2563MPA），体积较小，可以获得较大的推力或转矩；2液压系统介质的可压缩性小，工作平稳可靠，并可得到较高的位置精度；3液压传动中，力、速度和方向比较容易实现自动控制；4液压系统采用油液作介质，具有防锈性和自润滑性能，可以提高机械效率，使用寿命长。液压传动系统的不足之处是1油液的粘度随温度变化而变化，影响工作性能，高温容易引起燃爆炸等危险；2液体的泄漏难于克服，要求液压元件有较高的精度和质量，故造价较高；3需要相应的供油系统，尤其是电液伺服系统要求严格的滤油装置，否则会引起故障。液压驱动方式的输出力和功率更大，能构成伺服机构，常用于大型机器人关节的驱动。2气压驱动与液压驱动相比，气压驱动的特点是1压缩空气粘度小，容易达到高速；2利用工厂集中的空气压缩站供气，不必添加动力设备；3空气介质对环境无污染，使用安全，可直接应用于高温作业；4气动元件工作压力低，故制造要求也比液压元件低。它的不足之处是1压缩空气常用压力为0406MPA，若要获得较大的力，其结构就要相对增大；2空气压缩性大，工作平稳性差，速度控制困难，要达到准确的位置控制很困难；3压缩空气的除水问题是一个很重要的问题，处理不当会使钢类零件生锈，导致机器人失灵。此外，排气还会造成噪声污染。气动式驱动多用于点位控制、抓取、开关控制和顺序控制的机器人。3电动机驱动电动机驱动可分为普通交、直流电动机驱动，交、直流伺服电动机驱动和步进电动机驱动。普通交、直流电动机驱动需加减速装置，输出力矩大，但控制性能差，惯性大，适用于中型或重型机器人。伺服电动机和步进输出力矩相对小，控制性能好，可实现速度和位置的精确控制，适用于中小型机器人。交、直伺服电动机一般用于闭环控制系统，而步进电动机则主要用于开环控制系统，一般用于速度和位置精度要求不高的场合。本课题设计的机械手的特点1点位控制进行搬运工作，采用顺序控制方式。2负载小，精度要求不高。3要求成本低。根据以上特点，确定选用液压驱动。32机械手动作原理及示意图如图21中，机械手的所有动作均是采用点动控制、液压驱动。它的上升/下降和左移/右移均采用双线圈三位电磁阀推动液压缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直保持当前的机械动作，直到相反动作的线圈通电为止。例如当下降电磁阀线圈通电后，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持当前的下降动作状态，直到上升电磁阀线圈通电为止。机械手的夹紧/放松采用单线圈二位电磁阀推动液压缸完成，线圈通电时执行夹紧工作，线圈断电时执行放松动作。为了使动作准确，机械手上安装了限位开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4，分别对机械手进行下降、上升、右行、左行等动作的限位，并给出了动作到位的信号。另外，还安装了光电开关SP，负责监测工作台B上的工件是否已经移走，从而产生无工件信号，为下一个工件的下放做好准备。图32机械手工作示意图33机械手动作过程机械手的动作过程如图33所示。从原点开始按下启动按钮时,下降电磁阀通电,机械手开始下降。下降到底时,碰到下限位开关,下降电磁阀断电,下降停止同时接通夹紧电磁阀,机械手夹紧,夹紧后,上升电磁阀开始通电,机械手上升上升到顶时,碰到上限位开关,上升电磁阀断电,上升停止同时接通右移电磁阀,机械手右移,右移到位时,碰到右移极限位开关,右移电磁阀断电,右移停止。此时,右工作台上无工作,则光电开关接通,下降电磁阀接通,机械手下降。下降到底时碰到下限位开关下降电磁阀断电,下降停止同时夹紧电磁阀断电,机械手放松,放松后,上升电磁阀通电,机械手上升,上升到极限时碰到极限位开关,上升电磁阀断电,上升停止同时接通左移电磁阀,机械手左移左移到原点时,碰到左极限开关,左移电磁阀断电,左移停止。至此,机械手经过八步动作完成一个循环。图33机械手的动作过程图34控制要求工作台A、B上工件的传送不用PLC控制；机械手要求按一定的顺序动作，其流程图如图33所示。图34控制系统流程图启动时，机械手从原点开始按顺序动作；停止时，机械手停止在现行工步上；重新启动时，机械手按停止前的动作继续进行。35机械手操作方式为满足生产要求，机械手设置手动工作方式和自动工作方式，而自动工作方式又分为单步、单周和连续工作方式。手动工作方式利用按钮对机械手每一步动作单独进行控制，例如当选择上下运动时，按下启动按钮，机械上升；按下停止按钮，机械手下降。当选择左右运动时，按下启动按钮，机械手左移；按下停止按钮，机械手右移。当选择夹紧放松运动时，按下启动按钮，机械手夹紧；按下停止按钮，机械手放松。单步工作方式从原点开始，按自动工作循环的工序，每按一下启动按钮，机械手完成一部的动作后自动停止。单周期工作方式机械手从原点开始，按下启动按钮，机械手自动完成一个周期的动作后停止。在工作中若按一下停止按钮，则机械手动作停止。重新启动时需用手动操作方式将机械手移回到原点，然后按一下启动按钮，机械手又开始重新单周期操作。连续工作方式机械手从原点开始，按一下启动按钮，机械手将自动地、连续地周期性循环。在工作中若按一下停止按钮，则机械手停止工作。重新启动时，必须用手动操作将机械手移回到原点，然后按下启动按钮，机械手又开始重新连续工作。在工作中若按下复位按钮，则机械手将继续完成一个周期的动作后，回到原点自动停止。36操作面板布置根据控制要求，需安排一定的操作开关，并设计控制箱面板布置如图36所示。图36操作面板布置图图中，接通I07是手动操作模式。手动操作时，按加载选择开关的位置，用启动/停止按钮选择加在操作，当加载选择开关打到左/右位置时，按下启动行行按钮，机械手右行；若按下停止按钮，机械手左行。用上述操作可使机械手停在原点。接通I10是单步方式。机械手在原点时，按下启动按钮，向前操作一步；每按启动按钮一次操作一步。接通I11是单周期操作方式。机械手在原点时自动操作一个周期。接通I12是连续操作方式。机械手在原点时，按下启动按钮，连续执行自动周期操作，当按下停止按钮，机械手完成此周期后自动回到原点并不再动作。第4章PLC选型及输入/输出端子地址分配根据控制要求，该机械手控制系统所采用的可编程控制器是德国西门子公司生产的S7200CPU224。图41是S7200CPU224输入/输出端子地址分配。该机械手控制系统共使用了14个输入量，6个输出量。图41输入/输出端子地址分配第5章PLCI/O地址、内部辅助继电器分配表根据控制系统外部接线图，PLCI/O地址分配见表51。表51外部I/O继电器分配表序号符号功能描述序号符号功能描述1I00启动11I12连续2I01下限12I13左与右3I02上限13I14上与下4I03右限14I15夹与松5I04左限15Q00下降6I05无工件检测16Q01上升7I05停止17Q02夹紧8I07单操作18Q03右行9I10步进19Q04左行10I11单周20Q05原位显示第6章PLC的程序设计61程序整体结构为了在程序中安排机械手控制系统单操作、步进操作、自动操作等功能程序，先规划整体程序结构如图61所示。图61整体程序结构图如图61，若选择单操作工作方式，I07断开，接着执行但操作程序。但操作程序独立于自动操作程序，可另行设计。在单周期工作方式和连续操作方式下，可执行自动操作程序。在步进操作方式，执行不仅操作程序，按一下启动按钮执行一个动作，并按规定顺序进行。在需要自动操作方式，中间继电器M10接通。步进工作方式、单操作工作方式和自动操作方式，都用同样的输出继电器。有了整体程序结构后，再针对各功能编制各分段程序。62实现单操作动作的程序图62是实现单操作工作的梯形图程序，表61是单操作指令表。为避免发生误动作，插入了一些联锁电路。例如，将加载开关扳倒“左/右”挡，按下启动按钮，才能执行（即为安全起见，设上限安全联锁保护）。图62单操作梯形图表61单操作指令表地址指令数据地址指令数据地址指令数据1LDI139ANQ0317LDI142AI0210Q0418AI003LPS11LDI1519ANQ014AI0012AI0020Q005ANQ0413SQ02,121LDI146Q0314LDI1522AI067LPP15AI0623ANQ008AI0616RQ02,124Q01将加载选择开关扳到“夹/松”挡，按启动按钮，执行夹紧动作；按停止按钮，则松开。将加载选择开关扳到“上/下”挡，按启动按钮，下降；按停止按钮，上升。63自动操作程序图63是机械手自动操作流程图，图64是与之对应的梯形图。PLC由STOP转为RUN时，初始脉冲SM10对状态进行初始复位。当机械手在原点时，将状态S00置1,这是第一步。按下启动按钮后，置位状态S01，同时将原工作状态S00清零，数出继电器Q00得电，Q05复位，原点指示灯熄灭，执行下降动作。当下降到底碰到下限位开关时，I01接通，状态转移到S02,同时将状态S01清零，输出继电器Q00复位，Q02置1，于是机械手停止下降，执行夹紧动作；定时器T37开始计时，延时17S后，接通T37常开触点将状态S03置1，同时将工作状态S02清零。而数出继电器Q01得电，执行上升动作。由于Q02已被置1，加紧动作继续执行。当上升到上限位时，I02接通，状态转移到S04,同时将状态S03清零，Q01失电，不再上升，而Q03得电，执行右行动作。当右行执行到右限位时，I03接通，Q03失电，机械手停止右行，若此时I05接通，则状态转移到S05,同时将状态S04清零，而Q00再次得电，执行下降动作。当下降到底碰到下限位开关时，I01接通，状态转移到S06，同时将状态S05清零，数出继电器Q00复位，Q02被复位，于是机械手停止下降，执行松开动作；定时器T38开始计时，延时15S后，接通T38常开触点将状态S07置1，透光石将工作状态S06清零，而数出继电器Q01再次得电，执行上升动作。行至上限位置，I02接通，状态转移到S10，同时将状态S07清零，Q01失电，停止上升，而Q04得电，执行左行动作。到达左限位，I04接通，将状态S10清零。如果此时为连续工作状态，M10置1,即状态转移回到S01，重复执行自动程序。若为单周期操作方式，状态转移到S00,则机械手停在原点。在运行中，如按停止按钮，机械手的动作执行完当前一个周期后，回到原点自动停止。在运行中，PLC若掉电，机械手动作停止。重新启动时，先用手动操作将机械手移回原点，再按启动按钮，又重新开始自动操作。步进动作是按下启动按钮动作一次。步进动作状态转移图与图53相似，只是每步动作都需增加一个启动按钮，如图55所示。步进操作所用的输出继电器、定时器与其他操作所用的输出继电器、定时器相同。图63自操作流程图图64自动操作梯形图表62自动操作指令表地址指令数据地址指令数据地址指令数据1LDSM0126LDSM0051SCRE2MOVW0,SW027M2252LSCRS073LDI0228LDI0253LDSM004A29SCRTS0454M235SS00,130SCRE55LDI026LSCRS0031LSCRS0456SCRTS107LDSM0032LDSM0057SCRE8Q0533AN58LSCRS109LDI0034Q0359LDSM0010SCRTS0135LDI0360I0311SCRE36AI0561LDSM0012LSCRS0137SCRTS0562AM1013LDS38SCRE63SCRTS0114M2039LSCRS0564LDI0415LDI0140LDSM0065ANM1016SCRTS0241M2166SCRTS0017SCRE42LDI0167SCRE18LSCRS0243SCRTS0668LDM2119LDSM0044SCRE69OM2120SQ02,145LSCRS0670Q0021TONT37,1746LDSM0071LDM2222LDT3747RQ02,172OM2323SCRTS0348TONT38,1573Q0124SCRE49LDT3825LSCRS0350SCRTS07图65步进操作流程图结论在本次设计中，机械手模型控制系统采用进行控制，大大提高了该系统的自动化程度，减少了大量的中间继电器、时间继电器和硬件接线，提高了控制系统的可靠性。同时，使用进行控制可方便更改生产流程，增强控制功能。通过本次设计，可以根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数，实现机械手控制系统的不同工作需求，机械手控制系统具有了很大的灵活性和可操作性。因为理论知识学的不牢固，在设计遇到了不少问题。通过理论与实际的结合，进一步提高观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。运用学习成果，把理论运用于实际，使理论得以提升，形成创新思想。通过此次设计过程，巩固了专业基础知识，培养了我综合应用机械设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，为今后的学习和工作过程打下基础。致谢首先，向三年来辛勤培养、教育和关心支持过我的恩师们表示最诚挚的敬意和感谢。同时也非常感谢母校给了我这次知识汇报的机会，因为在这次的设计过程中我把三年来的所学又一次的加深理解。为今后走上社会奠定了基础。其次，我更加感谢的是我们的指导老师姬清华老师，以及我专业课的各位老师，本次设计从开始的选题，设计任务和目的确定，寻找相关材料到系统的总体设计及论文的写作，都一直得到了姬老师和各位专业老师的耐心指导和帮助，从中提出了许多宝贵的意见和建议，帮助解决了不少难题，使我系统地掌握了更多的专业知识。在这里我们给姬老师献上我们最诚挚的祝福和真心的感谢另外，还有不少我的同学，他们在我们的论文设计过程中给了我们很大的帮助。正是老师及同学们的指导和帮助，我的毕业论文才得以顺利完成。这里也要向他们送上我们真诚的祝福。在设计中，由于个人能力有限，设计中漏洞和错误在所难免，敬请各位老师指正批评，以使我对自己的不足得到及时发现并修正。通过此次毕业设计，希望能把所学的知识有机的联系起来，培养自己分析问题，解决问题的能力，为充实自己，并在未来工作岗位上好好工作打下坚实的基础最后，再次向在本次设计过程中所有帮助和支持过的老师、同学和朋友们表示最衷心的感谢参考文献1朱绍祥可编程控制器原理与应用M上海上海交通大学出版社，1988，1211432王兆义可编程控制器教程M北京机械工业出版社，1993，981033张万忠，刘明芹电器与PLC控制技术M北京化学工业出版社，200384姚永刚机床电器与可编程序控制器M北京机械工业出版社，200815程光蕴机械设计M北京高教出版社，1999，1131566余雷声电气控制与PLC应用M北京机械工业出版社，19967常晓玲电气控制系统与可编程控制器M北京机械工业出版社，20048汪志锋可编程序控制器原理与应用M西安西安电子科技大学出版社,200419张桂香机电类专业毕业设计指南M北京机械工业出版社,200510程周可编程控制器原理与应用M北京高等教育出版社，200311杨长能可编程控制器（PLC）基础及应用M重庆大学出版社，199212王卫星可编程控制器原理及应用M中国水利水电出版社，200213廖常初PLC应用技术问答M北京机械工业出版社，2005原文已完。下文为附加文档，如不需要，下载后可以编辑删除，谢谢施工组织设计本施工组织设计是本着“一流的质量、一流的工期、科学管理”来进行编制的。编制时，我公司技术发展部、质检科以及项目部经过精心研究、合理组织、充分利用先进工艺，特制定本施工组织设计。一、工程概况西夏建材城生活区27、30住宅楼位于银川市新市区，橡胶厂对面。本工程由宁夏燕宝房地产开发有限公司开发，银川市规划建筑设计院设计。本工程耐火等级二级，屋面防水等级三级，地震防烈度为8度，设计使用年限50年。本工程建筑面积27楼382475M230楼382475M2。室内地坪000以绝对标高11105M为准，总长27楼4728M；30楼4728M。总宽27楼1426M；30楼1426M。设计室外地坪至檐口高度18600M，呈长方形布置，东西向，三个单元。本工程设计屋面为坡屋面防水采用防水涂料。外墙水泥砂浆抹面，外刷浅灰色墙漆。内墙面除卫生间200300瓷砖，高到顶外，其余均水泥砂桨罩面，刮二遍腻子；楼梯间内墙采用50厚胶粉聚苯颗粒保温。地面除卫生间200200防滑地砖，楼梯间50厚细石砼11水泥砂浆压光外，其余均采用50厚豆石砼毛地面。楼梯间单元门采用楼宇对讲门，卧室门、卫生间门采用木门，进户门采用保温防盗门。本工程窗均采用塑钢单框双玻窗，开启窗均加纱扇。本工程设计为节能型住宅，外墙均贴保温板。本工程设计为砖混结构，共六层。基础采用C30钢筋砼条形基础，上砌MU30毛石基础，砂浆采用M10水泥砂浆。一、二、三、四层墙体采用M10混合砂浆砌筑MU15多孔砖；五层以上采用M75混合砂浆砌筑MU15多孔砖。本工程结构中使用主要材料钢材I级钢，II级钢；砼基础垫层C10，基础底板、地圈梁、基础构造柱均采用C30，其余均C20。本工程设计给水管采用PPR塑料管，热熔连接；排水管采用UPVC硬聚氯乙烯管，粘接；给水管道安装除立管及安装IC卡水表的管段明设计外，其余均暗设。本工程设计采暖为钢制高频焊翅片管散热器。本工程设计照明电源采用BV25铜芯线，插座电源等采用BV4铜芯线；除客厅为吸顶灯外，其余均采用座灯。二、施工部署及进度计划1、工期安排本工程合同计划开工日期2004年8月21日，竣工日期2005年7月10日，合同工期315天。计划2004年9月15日前完成基础工程，2004年12月30日完成主体结构工程，2005年6月20日完成装修工种，安装工程穿插进行，于2005年7月1日前完成。具体进度计划详见附图1（施工进度计划）。2、施工顺序基础工程工程定位线（验线）挖坑钎探（验坑）砂砾垫层的施工基础砼垫层刷环保沥青基础放线（预检）砼条形基础刷环保沥青毛石基础的砌筑构造柱砼地圈梁地沟回填工。结构工程结构定位放线（预检）构造柱钢筋绑扎、定位（隐检）砖墙砌筑（50CM线找平、预检）柱梁、顶板支模（预检）梁板钢筋绑扎（隐检、开盘申请）砼浇筑下一层结构定位放线重复上述施工工序直至顶。内装修工程门窗框安装室内墙面抹灰楼地面门窗安装、油漆五金安装、内部清理通水通电、竣工。外装修工程外装修工程遵循先上后下原则，屋面工程（包括烟道、透气孔、压顶、找平层）结束后，进行大面积装饰，塑钢门窗在装修中逐步插入。三、施工准备1、现场道路本工程北靠北京西路，南临规划道路，交通较为方便。场内道路采用级配砂石铺垫，压路机压。2、机械准备设2台搅拌机，2台水泵。现场设钢筋切断机1台，调直机1台，电焊机2台，1台对焊机。现场设木工锯，木工刨各1台。回填期间设打夯机2台。现场设塔吊2台。3、施工用电施工用电已由建设单位引入现场；根据工程特点，设总配电箱1个，塔吊、搅抖站、搅拌机、切断机、调直机、对焊机、木工棚、楼层用电、生活区各配置配电箱1个；电源均采用三相五线制；各分支均采用钢管埋地；各种机械均设置接零、接地保护。具体配电箱位置详见总施工平面图。3、施工用水施工用水采用深井水自来水，并砌筑一蓄水池进行蓄水。楼层用水采用钢管焊接给水管，每层留一出水口；给水管不置蓄水池内，由潜水泵进行送水。4、生活用水生活用水采用自来水。5、劳动力安排结构期间瓦工40人；钢筋工15人；木工15人；放线工2人；材料1人；机工4人；电工2人；水暖工2人；架子工8人；电焊工2人；壮工20人。装修期间抹灰工60人；木工4人；油工8人；电工6人；水暖工10人。四、主要施工方法1、施工测量放线施工测量基本要求A、西夏建材城生活区17、30住宅楼定位依据西夏建材城生活区工程总体规划图，北京路、规划道路永久性定位B、根据工程特点及建筑工程施工测量规程DBI012195，4、3、2条，此工程设置精度等级为二级，测角中误差12，边长相对误差1/15000。C、根据施工组织设计中进度控制测量工作进度，明确对工程服务，对工程进度负责的工作目的。工程定位A、根据工程特点，平面布置和定位原则，设置一横一纵两条主控线即27楼（A）轴线和（1）轴线；30楼（A）轴线和（1）轴线。根据主轴线设置两条次轴线即27楼（H）轴线和（27）轴线；30楼（H）轴线和（27）轴线。B、主、次控轴线定位时均布置引桩，引桩采用木桩，后砌一水泥砂浆砖墩；并将轴线标注在四周永久性建筑物或构造物上，施测完成后报建设单位、监理单位确认后另以妥善保护。C、控轴线沿结构逐层弹在墙上，用以控制楼层定位。D、水准点建设单位给定准点，建筑物000相当于绝对标高1110500M。基础测量A、在开挖前，基坑根据平面布置，轴线控制桩为基准定出基坑长、宽度，作为拉小线的依据；根据结构要求，条基外侧1100MM为砂砾垫层边，考虑放坡，撒上白灰线，进行开挖。B、在垫层上进行基础定位放线前，以建筑物平面控制线为准，校测建筑物轴线控制桩无误后，再用经纬仪以正倒镜挑直法直接投测各轴线。C、标高由水准点引测至坑底。结构施工测量A、首层放线验收后，主控轴一引至外墙立面上，作为以上务层主轴线竖身高以测的基准。B、施工层放线时，应在结构平面上校投测轴线，闭合后再测设细部尺寸和边线。C、标高竖向传递设置3个标高点，以其平均点引测水平线折平时，尽量将水准仪安置在测点范围内中心位置，进行测设。2、基坑开挖本工种设计地基换工，夯填砂砾垫层1100MM；根据此特点，采用机械大开挖，留200MM厚进行挖工、铲平。开挖时，根据现场实际土质，按规范要求1033放坡，反铲挖掘机挖土。开挖出的土，根据现场实际情况，尽量留足需用的好土，多余土方挖出，避免二次搬运。人工开挖时，由技术员抄平好水平控制小木桩，用方铲铲平。挖掘机挖土应该从上而下施工，禁止采用挖空底脚的操作方法。机械挖土,先发出信号，挖土的时候，挖掘机操作范围内，不许进行其他工作，装土的时候，任何人都不能停留在装土车上。3、砌筑工程材料砖MU15多孔砖，毛石基础采用MU30毛石。砂浆000以下采用M10水泥砂浆，一、二、三、四层采用M10混合砂浆，五层以上采用M75混合砂浆。砌筑要求A、开工前由工长对所管辖班组下发技术交底。B、砌筑前应提前浇水湿润砖块，水率保持在1015。C、砌筑采用满铺满挤“三一砌筑法“，要求灰浆饱满，灰缝812MM。D、外墙转角处应同时砌筑，内外墙交接处必须留斜槎，槎子长度不小于墙体高度的2/3，槎子必须平直、通顺。E、隔墙与墙不同时砌筑又不留成斜槎时可于墙中引出阳槎或在墙的灰缝中预埋拉结筋，每道不少于2根。F、接槎时必须将表面清理干净，浇水湿润，填实砂浆，保持灰缝平直。G、砖墙按图纸要求每50MM设置26钢筋与构造柱拉结，具体要求见结构总说明。H、施工时需留置临时洞口，其侧边离交接处的墙面不少于500MM，顶部设边梁。4、钢筋工程凡进场钢筋须具备材质证明，原材料须取样试验，经复试合格后方可使用。钢筋绑扎前应仔细对照图纸进行翻样，根据翻样配料，施工前由工长对所管辖班组下发技术交底，准备施工工具，做好施工的准备工作。板中受力钢筋搭接，I级钢30D，II级钢40D，搭接位置上部钢筋在跨中1/3范围内，下部钢筋在支座1/3范围内。钢筋保护层基础40MM，柱、梁30MM，板20MM。保护层采用50MM50MM的水泥砂浆块。板上部钢筋用马凳按梅花状支起。所有钢筋绑扎，须填写隐检记录，质评资料及目检记录，验收合格后方可进行下道工序。5、砼工程水泥进场后须做复试，经复试合格后由试验室下达配合比。施工中严格掌握各种材料的用量，并在搅拌机前进行标识，注明每立方米、每盘用量。同时搅拌时，须车车进磅，做好记录。浇筑前，对模板内杂物及油污、泥土清理干净。投料顺序石子水泥砂子。本工程均采用插入式振捣器，一次浇筑厚度不宜超过振捣器作用部分长度的125倍，捣实砼的移动间距不宜大于振捣器作用半径的15倍。砼浇筑后1昼夜浇水养护，养护期不少于7D，砼强度未达到12MPA之前不得上人作业。6、模板工程本工程模板采用钢木混合模板。模板支搭的标高、截面尺寸、平整度、垂直度应达到质量验收标准，以满足其钢度，稳定性要求。模板支撑应牢固可靠，安装进程中须有防倾覆的临时固定措施。本工程选用851脱模剂，每拆除一次模板经清理后涂刷脱模剂，再重新组装，以保证砼的外观质量。6、架子工程本工程采用双排架子防护，外设立杆距墙2M，里皮距墙50CM，立杆间距15M，顺水间距12M，间距不大于1M。架子底部夯实，垫木板，绑扫地杆。为加强架子的稳定性，每七根立杆间设十字盖，斜杆与地面夹角60O。为防止脚平架外倾，与结构采用钢性拉接，拉接点间距附和“垂四平六“的原则。外防护架用闭目式安全网进行封闭，两平网塔接和网下口必须绑孔紧密。结构架子高出作业层1M，每步架子满铺脚手板，要求严密牢固并严禁探头板。7、装饰工程装饰工程施工前，要组织质监部门、建设、设计、施工单位四方参加的主体结构工程核验收，对已完全体分部工程进行全面检查、发现问题及时处理，清除隐患，并做好装饰前材料、机具及技术准备工作。1、根据预算所需材料数量，提出材料进场日期，在不影响施工用料的原则下，尽量减少施工用地，按照供料计划分期分批组织材料进场。2、将墙面找方垂直线，清理基层，然后冲筋，按照图纸要求，分层找平垂直，阴阳角度方正，然后拉线作灰饼。底子灰应粘结牢固，并用刮杠刮平，木抹子抹平。3、罩面应均匀一致，并应在终凝前刮平压光，上三遍灰抹子。4、油漆、涂料施工油漆工程施工时，施工环境应清洁干净，待抹灰、楼地面工程全部完工后方可施工，油漆涂刷前被涂物的表面必须干燥、清洁，刷漆时要多刷多理不流坠，达到薄厚均匀，色调一致，表面光亮。墙面涂料基层要求现整，对缝隙微小孔洞，要用腻子找平，并用砂纸磨平。为了使颜色一致，应使用同一配合比的涂料，使用时涂料搅匀，方可涂刷，接槎外留在阴阳角外必须保证涂层均匀一致表面不显刷纹。8、楼地面工程楼地面工程只作50厚豆石砼垫层。做垫层必须先冲筋后做垫层，其平整度要控制在4MM以内，加强养护45天后，才能进行上层施工。10、层面工程1、屋面保温层及找平层必须符合设计要求，防水采用防水卷材。2、做水泥砂浆找平层表面应平整压光，屋面与女儿墙交接处抹成R150MM圆角。3、本工程屋面材料防水，专业性强，为保证质量，我们请专业人员作防水层。4、原材料在使用前经化验合格后才能使用，不合格材料严禁使用。11、水、暖、电安装工程管道安装应选用合格的产品，并按设计放线，坡度值及坡向应符合图纸和规范要求。水、暖安装前做单项试压，完毕后做通、闭水后试验和打压试验，卫生间闭水试验不少于24小时。电预埋管路宜沿最近线路敷设，应尽量减少弯曲，用线管的弯曲丝接套丝，折扁裂缝焊接，管口应套丝用堵头堵塞。油漆防腐等均符合图纸各施工规范及质量评定标准。灯具、插座、开关等器具安装，其标高位置应符合设计要求，表面应平直洁净方正。灯具、插座、开关等器具必须选用合格产品，不合格产品严禁使用。做好各种绝缘接地电阻的测试和系统调整记录，检查配线的组序一定要符合设计要求。五、预防质量通病之措施本工程按优质工程进行管理与控制，其优质工程的目标体系与创优质工程的保证措施在本工程施工组织设计中做了详述。本措施不再述。创优质工程除对各分部、分项、工序工程施工中，精心操作，一丝不苟、高标准严要求作业外，关键是防止质量通病。为此，提出防止通病的作业措施如下1、砖墙砌体组砌方法、组砌方法一顺一丁组砌，由于这种方法有较多的丁砖，加强了在墙体厚度方向的连结，砌体的抗压强度要高一些。、重视砖砌体水平灰缝的厚度不均与砂浆饱满度、水平灰缝不匀规范规定砖砌体水平灰缝厚度与竖向灰缝宽度一般为10MM，但不应小于8MM，也不应小于12MM。砂浆的作用一是铺平砖的砌筑表面，二是将块体砖粘接成一个整体。规范中之所以有厚度和宽度要求，是由于灰缝过薄，使砌体产生不均匀受力，影响砌体随载能力。如果灰缝过厚，由于砂浆抗压强度低于压的抗压可度。在荷载作用下，会增大砂浆的横向变形，降低砌体的强度。试验研究表明，当水平灰缝为12MM时，砖砌体的抗压强度极限，仅为10MM厚时的7075，所以要保证水平灰缝厚度在812MM之间。怎样确保水平灰缝的厚度呢A、皮数杆上，一定将缝厚度标明、标准。B、砌砖时，一定要按皮数杆的分层挂线，将小线接紧，跟线铺灰，跟线砌筑。C、砌浆所用之中砂，一定要过筛，将大于5MM的砂子筛掉。D、要选砖，将过厚的砖剔掉。E、均匀铺灰，务使铺灰之厚度均匀一致。坚持“一块砖、一铲灰、一揉挤“的“三一“砌砖法“。砂浆必须满铺，确保砂浆饱满度。规范规定多孔砖砌体，水平灰缝的砂浆饱满度不得低于80，这是因为，灰缝的饱满度，对砌体的强度影响很大。比如根据试验研究，当水平灰缝满足80以上，竖缝饱满度满足60以上时，砌体强度较不饱满时，要提高23倍，怎样保证灰缝饱满度呢A、支持使用所述的“三一“砌砖法，即“一块砖、一铲灰、一揉挤“。B、水平缝用铺浆法（铺浆长度50CM）砌筑，竖缝用挤浆法砌筑，竖缝还要畏助以加浆法，以使竖向饱满，绝不可用水冲灌浆法。C、砂浆使用时，如有淅水，须作二次拌合后再用。绝不可加水二次拌合。拌好的砂浆，须于3小时之内使用完毕。D、不可以干砖砌筑。淋砖时，一般以15含水率为宜。（约砖块四周浸水15MM左右）。注意砌砖时的拉结筋的留置方法砖砌体的拉结筋留置方法，按设计要求招待。如设计没有具体规定时，按规范执行。规范规定“拉