门式拾放机构机电与气动控制系统

1、机 电 系 统 综 合 课 程 设 计 设计题目：门式拾放机构机电与气动控制系统专业班级：07机械工程及自动化小组成员：xxxxxxxxxxx指导老师：xxxxxxxxxxxx目 录一、 设计题目、工作原理和要求1设计题目32工作原理33控制要求4二、电气和气动系统设计 1设计思想和方法5 2气动系统控制原理图6 3、系统工作流程图7 4、PLC输入输出端口地址对照表7 5、控制梯形图8 6、电气接线图 （1）电气接线图9 （2）使用器件说明9三、总结10主要参考文献一、设计题目、工作原理和要求1设计题目门式拾放机构是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。在现代生产过程中，被广泛运

2、用于自动生产线中。拾放机构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的技术。它更加促进了拾放机构的发展，使其能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。拾放机构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、不怕危险和抓举重物的力量比人手力大的特点。因此，拾放机构已受到普遍重视，并越来越广泛地得到了应用。门式拾放机构主要用于传动不同位置之间的工件以提高生产效率和减少人员的劳动强度。通过设计门式拾放机构的机电与气动控制系统，掌握气动和低压电器元件的工作原理和选择方法，并能应用相关知识设计基本的机-电-气控制系统。2工作原理：门式拾放机构工作原理示意图如图所示。该机构由手

3、臂升降气缸A、气爪开闭气缸B和横向移动无杆气缸C组成。在初始状态，手臂在左端，A缸伸出，手臂下降，B缸伸出，气爪夹住工件；A缸缩回，手臂上升，C缸右移，手臂右移；A缸伸出，手臂下降，B缸缩回，气爪松开放下工件；A缸缩回，手臂上升，C缸左移，完成一个工作循环。3控制要求： 该机构通常位于原点。图中，ST1为下限位开关，ST2为上限位开关，ST3为右限位开关，ST4为左限位开关。门式拾放机构的上下左右移动以及工件的夹紧，均由电磁阀驱动气缸来实现。电/.磁阀YA1控制机构下降，YA2负责夹紧工件，YA3使机 构上升，YA4控制机构右移，YA5控制机构左移。拾取工件时，先按下启动按钮SB1，门式拾放机

4、构先由原点下降，碰到下限位开关ST1后，停止下降；夹紧电磁阀YA2动作将工件夹紧，为保证工件可靠夹紧，机构在该位置等待3s；待夹紧后，机械手开始上升，碰到上限位开关ST2后，停止上升，改向右移动；移到右限位开关ST3位置后，停止右移，改为下降，至碰到下限位开关ST1时，机构将工件松开，放在右工作台上，为确保可靠松开，机构在该位置停留2s；然后上升，碰到上限位开关后改为左移，回到原点，压在左限位开关ST4和上限位开关ST2上，各电磁阀均失电，机构停在原位。再按下启动按钮时，又重复上述过程。二、电气与气动系统设计1设计思想和方法总体方案的选择和设计：门式拾放机构的动作控制主要是行程，因此选择气动执

5、行元件气缸实现拾放机构行程的驱动，这样会使机械系统传动部分结构简单，总体实现方便容易。拾放机构上下、左右运行都有行程开关检测和判断，并及时进行步序切换。控制方式选择PLC控制，可以使线路更加简单并可以依据环境不同要求及时调整控制程序等。拾放机构位于原点时用指示灯显示其位置。设置系统启动按钮，使系统通电准备工作。选用气动液压PLC控制试验台。门式拾放机构动作顺序表步序输入条 件输出状态YA0下降YA1夹紧YA2上升YA3右移YA4左移YA5灯原点ST2、ST4+下降SB1+夹紧ST1+上升KT1+右移ST2+下降ST3+松开ST1上升KT2+左移ST2+原点ST2、ST4+2气动系统控制原理图3

6、、系统工作流程图4、PLC输入输出端口与换向阀和各信号检测开关的地址对照表现场器件内部PLC地址说明输入SB10.00启动按钮ST10.01下限位开关ST20.02上限位开关ST30.03右限位开关ST40.04左限位开关ST60.06检测开关输出YA010.00下降电磁阀YA110.01夹紧电磁阀YA210.02上升电磁阀YA310.03右移电磁阀YA410.04左移电磁阀YA510.05原位指示灯5、控制梯形图6、电气接线图（1）电气接线图（2）使用器件说明元器件目录序号代号名称数量1SB1启动按钮12ST1-ST4、ST6接近开关53A、B、C单活塞杆气缸341、2双向电磁控制阀253单

7、向电磁控制阀1三、总结在这三周设计过程中，从确定方案到最后完成方案的运行，我们遇到了各种的问题，在老师的指引与同学的帮助下，我们通过一次次的调试，最终都成功的一一解决。我们设计的是门式拾放机构，主要用于传动不用位置之间的工件以提高生产效率和减少人员的劳动强度且结构简单。而这次设计真正做到了机电气一体化，让我们学习到了很多。本控制系统充分利用了PLC、气动控制，实现了拾放机构的机电综合设计，完成了对拾放机构的控制，达到了设计目的。这次设计的PLC控制拾放机构的主要内容包括设计了精简的系统接线图、梯形图、拾放工作工序图；运用步进指令进行PLC控制程序的设计；完成了外接气动控制的设计及连接，经过调试

8、后完成了拾放系统到外接的一体化设计。在设计中运用所学的理论知识，进行拾放运行原理设计、硬件系统设计、软件系统设计、创新性设计，提高了理论知识工程应用能力、系统调试能力、分析问题与解决问题能力。综合运用了所学知识，理论与实际相结合，提出另论证了多种设计方案，然后进行软、硬件的设计、制作与调试，最后获得正确的结果。加深了对所学理论知识的巩固，加强了建立PLC控制工业机械和生产过程系统的整体概念，初步掌握了PLC控制工业生产和社会生活的软硬件开发方法，为以后进行实际的PLC软、硬件应用开发奠定了良好的基础。与此同时，也加强了我们对问题的分析解决能力，为以后的毕业设计和毕业后的工作做了充分的准备。在一

9、次程序调试的过程中，由于一个回路之后，没有设计自锁的控制，导致整个系统每次到那个地方就会自动停止，排查了一遍又一遍，但就是没找出原因，最后在同组同学的提点下，才发现是路线没有自锁，导致在监控时看到开关亮一下就灭了。还有一次整个系统不能自动循环执行，每次都是执行完就不动了，而且在1号气缸和3号气缸之间还有互锁，就算在按一次开关也不能正常的执行。因此一次又一次的改程序，换接线，查接气口，在都没有问题的情况下就是找不到原因，就在快要崩溃的时候，突然看见别组同学在往PLC中考程序，这才恍然大悟，自己一直在改程序，却忘了把程序考在PLC里，这才导致不能正常运行。通过这次设计我认识了很多也学习了很多，对气

10、动机构的设计不仅让我更加熟悉机电系统综合设计，更让我深刻了解了整体与局部的关系，可以说牵一发而动全身，一个小小的设置错误就可能让你做的工作功亏一篑，就是因为大意，在程序的编写方面我一遍遍更改。虽然这其中的过程不是那么顺利，经常遇到挫折使我们多次感到气馁，但是最终还是坚持下来了，得到了满意的结果。总的来说整个课程设计过程是充实并忙碌的，本次实验让我对机电系统综合设计有了更深入的了解，实习中遇到了许多书本上没有的问题，激发了我们运用不用的只是来解决问题的潜能，培养了我们自主学习、运用只是解决问题的能力。学习不能死读书，不能只读书上表面的东西只是记住树上的理论而已，学习就要搞明白原理，知道为什么会这

11、样，还要知道这些理论和概念会运用在什么场合，要结合实际来学习，而这次实验暴露了我很多问题，其实这跟我们以前学习方式有关，好多时候我们是被动学习而不是主动获取知识，我们的学习缺少了思考这一环节，这才导致我们在实习中遇到很多问题，这也充分说明在大学里学的不是知识，而是一种叫做自学的能力。这次实习给了我很大的触动，我将重新审视我的学习方式，这为我在单位实习工作也有很大的帮助。团队合作能力，互相弥补对方不足，最终才能顺利完成实验连线等工作。缺少了团队合作也许我们就要花费更多的时间完成这个设计，当有问题的时候我们一起讨论解决问题的方法，这也为我们以后的工作和学习打下了很好的基础，从队友身上我学会了细心和耐心，团队合作给我们的实习带来了宝贵的财富，我们需要从团队合作之中学习到更多的东西，更多的东西还需要我们去总结。 主要参考文献1孙玉秋，齐元胜，赵吉斌. 机电系统综合课程设计指导书M.北京：北京印刷学院，2005年；2王积伟，章宏甲，黄谊.液压与气动传动 M. 北京：机械工程出版社，2005；3.郑星钟. 机电传动控制M.湖北：