機械手畢業(yè)設(shè)計總結(jié)精選(九篇)

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第1篇：機械手畢業(yè)設(shè)計總結(jié)范文

一、設(shè)計題目 用PLC對機械手搬物控制的電氣控制設(shè)計

二、設(shè)計的目的

11）掌握機械手動作流程。

2）掌握電氣控制元件的選擇與計算方法。

3）掌握PLC選擇與應(yīng)用。

三、設(shè)計要求

兩條傳送帶分別由電動機驅(qū)動，機械手有液壓缸驅(qū)動上下左右旋轉(zhuǎn)兩個方向運動，液壓系統(tǒng)是1000W電機。設(shè)計要求

1）機械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。

2）用常用的電氣元件控制。

3）有工作狀態(tài)指示及照明。

4）有必要的電氣保護和聯(lián)鎖。

四、完成的任務(wù)

要求說明詳細，字跡工整，原理正確，元件選擇有理。圖紙規(guī)范，圖形清晰，符號標(biāo)準(zhǔn)，線條均勻。

（1）設(shè)計與繪制電氣控制原理圖，元件安裝布置圖、接線圖。

（2）畢業(yè)設(shè)計說明書（8000以上）

1）設(shè)計題目

2）控制原理說明設(shè)計方案論證

3）主要器件選擇依據(jù)與計算

4）元件明細表

5）設(shè)計總結(jié)及改進意見

6）主要參考資料

五、 工廠電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 方承遠

工廠電氣控制設(shè)備 機械工業(yè)出版社 主編 許廖

機床電氣控制技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王炳實

可編程序控制器的應(yīng)用技術(shù) 機械工業(yè)出版社 主編 王兆義

可編程序控制器的原理及程序設(shè)計 電子工業(yè)出版社 主編 崔亞軍

前言

由于可編程序控制器具有可靠性高、通用性強、程序設(shè)計簡單及便于安裝調(diào)試等優(yōu)點，它在工業(yè)控制的各個領(lǐng)域發(fā)揮著越來越重要的作用。社會對可編程序控制器技術(shù)人員的需長也越來越迫切。

可編程控制器的機型較多，但其基本結(jié)構(gòu)和工作原理相同，基本指令、控制功能和編程方法類似。本設(shè)計書以是用最廣泛的德國西門子可編程控制器為核心，主要介紹了可編程控制器的基礎(chǔ)知識、基本結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、程序設(shè)計、控制系統(tǒng)以及可編程序控制器在邏輯控制系統(tǒng)的模擬量控制系統(tǒng)中的應(yīng)用等知識。本設(shè)計書結(jié)合了大量的圖形，使設(shè)計一目了然。并給出了程序調(diào)試，最后給出了主要的流程圖、梯形圖、詳細注釋及助記符語言等。

本設(shè)計書參考了眾多可編程序控制器教學(xué)用書，結(jié)合自己所掌握的知識，并由指導(dǎo)教師田林紅老師的指導(dǎo)下完成。在此真誠的衷心的感謝田老師的指導(dǎo)幫助。

由于本人水平有限，錯誤和不妥之處再所難免，敬請各位老師及各位讀者批評指正。

目 錄

前言...................................................（）

摘要...................................................（1）

一、電器控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r.............................（3）

二、PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理...........................（3）

1、PLC的基本結(jié)構(gòu)...................................（ ）

2、PLC的工作原理...................................（ ）

三、可編程控制器的特點及基本功能.......................（）

1、PLC的特點.......................................

2、PLC的基本功能...................................

四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢...........................（3）

五、PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題.........................（4）

六、機械手移動工件的控制系統(tǒng)

1、機械手移動工件控制系統(tǒng)的基本機構(gòu)................（5）

2、機械手移動工件的控制要求與工作流程..............（6）

3、操作面板布置....................................（6）

4、控制系統(tǒng)構(gòu)成....................................（6）

七、梯形圖設(shè)計.........................................（6）

1、梯形圖的整體設(shè)計................................（6）

2、各部分梯形圖的設(shè)計..............................（8）

3、機械手的PLC控制梯形圖..........................（8）

4、程序語言............................... ........（8）

八、總結(jié)... ...........................................（26）

）

附錄...............................................

摘 要

在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣，增加了工人的勞動強度，甚至于危機生命。機械手就在這樣誕生了,機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。機械手的機械結(jié)構(gòu)采用滾珠絲桿、滑桿、氣缸等機械器件組成；電氣方面有步進電機、驅(qū)動模塊、傳感器、開關(guān)電源、電磁閥、等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)、檢測技術(shù)等，是機電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由PLC輸出兩路脈沖，分別驅(qū)動橫軸、豎軸步進電機驅(qū)動器，控制機械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關(guān)將位置信傳給PLC主機；直流電機拖動手爪和底盤旋轉(zhuǎn)，位置信號由旋轉(zhuǎn)碼盤和接近開關(guān)反饋給PLC主機；電磁閥控制氣開閥的開關(guān)來控制機械手手爪的張合，從而實現(xiàn)機械手精確運動的功能。本課題擬開發(fā)的物料搬運機械手可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)。

關(guān)鍵字：

可編程控制器PLC；

機械手；

脈沖；

步進電機驅(qū)動器；

步進電機；

直流電機；

傳感器；

限位開關(guān)；

電磁閥。

一、電氣控制技術(shù)的發(fā)展?fàn)顩r

在現(xiàn)代工業(yè)中,為了實現(xiàn)各種生產(chǎn)工藝過程的要求,驅(qū)動生產(chǎn)機械的工作機構(gòu)運動的電器機械裝置稱為電力動。在電力拖動中，電動機是生產(chǎn)機械的原動力。必須根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求，通過各種控制電器，自動實現(xiàn)其啟動、制動、反轉(zhuǎn)及調(diào)速等控制，從而產(chǎn)生了電氣自動控制技術(shù)。

20世紀(jì)20—30年代，人們采用繼電器及接觸器等元件控制電動機的運行，這種制動系統(tǒng)稱為繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。這類系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、維護方便，因此被廣泛應(yīng)用于各類機床和機械設(shè)備中。采用這種系統(tǒng)不但可以方便地實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化，而且還可以實現(xiàn)集中控制。目前，我國的大部分機床和其他機械設(shè)備仍舊采用繼電器—接觸器控制系統(tǒng)。由于該系統(tǒng)是固定接線形式，故在改變生產(chǎn)工藝時需要重新布線，控制的靈活性較差。另外，該系統(tǒng)采用有觸點元件控制，動作頻率低，觸點易損壞，系統(tǒng)的可靠性差。

20世紀(jì)40年代，世界上出現(xiàn)了交磁放大機—電動機控制，這是一種閉環(huán)反饋系統(tǒng)，它利用輸出量與給定量的偏差進行自動控制，其控制精度和快速性都有了提高。20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了晶體管—晶閘管控制，到了70年展成為集成電路—晶閘管控制。由晶閘管供電的直流調(diào)速系統(tǒng)和交流調(diào)速系統(tǒng)不僅調(diào)速性能大為改善，而且減少了機電設(shè)備和占地面積，耗電少、效率高，已完全取代了交磁放大機—電動機系統(tǒng)。

在實際生產(chǎn)中，由于大量存在一些由開關(guān)量控制的簡單程序控制過程,而實際生產(chǎn)工藝和流程又是經(jīng)常變化的,因此需要一種能靈活改變程序的次新型控制器.于是,在20世紀(jì)60年代出現(xiàn)了一種能夠根據(jù)生產(chǎn)需要方便的改變控制程序,而又比電子計算機結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉的自動化裝置—順序控制.它是通過組合邏輯元件插接或編程來實現(xiàn)繼電器—接觸器控制線路功能的裝置,能滿足程序經(jīng)常改變的控制要求,使控制系統(tǒng)具有較大的靈活性和通用性,但它使用的依然是硬件手段,裝置體積大,功能也受到一定的限制.隨著大規(guī)模集成電路和微處理技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用,上述控制技術(shù)也發(fā)生了根本變化,在20世紀(jì)70年代出現(xiàn)了以微處理器為核心的、用軟件手段來實現(xiàn)各種控制控制功能的新型工業(yè)控制器—可編程序控制器(PLC).它不僅充分利用了微處理器的優(yōu)點來滿足各種工業(yè)領(lǐng)域的實時控制要求,而且還照顧到了現(xiàn)場電氣操作維護人員的技能和習(xí)慣,摒棄了微機常用的計算機程序語言的表達形式,獨具風(fēng)格地形成了一套以繼電器梯形圖為基礎(chǔ)的形象編程語言和模塊化的軟件結(jié)構(gòu),使用戶程序的編制清晰直觀,方便易學(xué),更容易調(diào)試和查錯.它已經(jīng)取代了繼電器—接觸器控制系統(tǒng),被廣泛應(yīng)用于大規(guī)模的生產(chǎn)過程控制中,具有通用性強、程序可變、編程容易、可靠性高、使用維護方便等優(yōu)點,故目前世界各國已將它作為一種標(biāo)準(zhǔn)化通用設(shè)備普遍應(yīng)用于工業(yè)控制中.

電氣控制技術(shù)是隨著科學(xué)的不斷發(fā)展、生產(chǎn)工藝的不斷提高兒訊發(fā)展的。在控制方法上，它手動控制到自動控制；在控制功能上，它是從簡單到復(fù)雜；在操縱上，它笨重到輕巧;在控制原理上,它從由單一的有觸點接線的繼電器—接觸器控制系統(tǒng),到以微處理器為中心的軟件控制系統(tǒng).隨著新的控制理論和新型電器及電子元件的出現(xiàn),電氣控制技術(shù)還將不斷得到發(fā)展.

二、 PLC的基本結(jié)構(gòu)和工作原理

1、 PLC的基本結(jié)構(gòu)

PLC實質(zhì)是一種專用于工業(yè)控制的計算機，其硬件結(jié)構(gòu)基本上與微型計算機相同。根據(jù)結(jié)構(gòu)形式的不同，PLC的基本結(jié)構(gòu)分為整體式和模塊式結(jié)構(gòu)兩類。

1）.整體式結(jié)構(gòu)的PLC

整體式結(jié)構(gòu)的PLC由中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等組裝在一起組成。

2）.模塊式結(jié)構(gòu)的PLC

模塊式結(jié)構(gòu)的PLC是將中央處理器（CPU）、存儲器、輸入/輸出（I/O）單元、電源電路和通信端口等分別做成相應(yīng)的模塊，應(yīng)用時將這些模塊根據(jù)控制要求插在機架上，各模塊間通過機架上的總線相互聯(lián)系。

3）.PLC各組成部分介紹

（1）、中央處理器（CPU）

中央處理器（CPU）是PLC的核心部分，相當(dāng)于PLC的“大腦”。它通過系統(tǒng)總線與用戶存儲器、輸入/輸出、通信端口等單元相連。通過制造廠家預(yù)制在系統(tǒng)存儲器內(nèi)部的系統(tǒng)程序完成各項任務(wù)。其主要功能是由編程器寫入控制程序和數(shù)據(jù)到存儲器、檢驗用戶程序、從存儲器上讀取和執(zhí)行程序，還可以進行PLC內(nèi)部故障的診斷等。

（2）、存儲器

根據(jù)存儲器存儲內(nèi)容的不同，我們把存儲器分為系統(tǒng)程序存儲器、用戶程序存儲器和數(shù)據(jù)存儲器。

系統(tǒng)程序存儲器：用來存放系統(tǒng)軟件的存儲器。系統(tǒng)程序相當(dāng)于計算機操作系統(tǒng)。是PLC廠家根據(jù)選用的CPU的指令來編寫的，并固化到ROM里，用戶不能修改其內(nèi)容。

用戶程序存儲器：用來存放用戶根據(jù)控制要求編制的程序。不同類型的PLC，其存儲容量也不一樣。

數(shù)據(jù)存儲器：用以存放PLC運行中的各種數(shù)據(jù)的存儲器。因為運行中數(shù)據(jù)不斷變化，所以這種存儲器必須可讀寫。

（3）、輸入/輸出（I/O）單元

輸入/輸出（I/O）單元是PLC與此同時外部設(shè)備連接的紐帶。輸入單元接收現(xiàn)場設(shè)備向PLC提供的開頭量信號，經(jīng)過處理后，變成CPU能夠識別的信號。輸出單元將CPU的信號經(jīng)處理后來控制 外部設(shè)備的。

（4）、電源部分 （5）、通信端口

PLC的CPU模塊上至少有一個通信端口。通過這個通信端口PLC可以直接和編程器或上位機相連。

（6）編程器

幾乎每個PLC廠家都有自己的編程器。用戶通過編程器來編寫控制程序，并通過編程器接口將自己的控制程序輸入到PLC。它還可以在線檢測程序的運行情況。在出現(xiàn)故障時，通過編程器可以很方便的找出錯誤。

（7）特殊功能單元

主要包括模擬量輸入/輸出單元、遠程I/O模塊、通信模塊、高速計數(shù)模塊、中斷輸入模塊和PID調(diào)解模塊等。隨著PLC的進一步發(fā)展，特殊功能單元的應(yīng)用也越來越多。

2、PLC的工作原理

PLC的工作原理與繼電器構(gòu)成的控制裝置一樣，但是工作方式不太一樣。繼電器控制是并行方式，即如果輸出或電，該線圈的觸點立即動作。而PLC則不同，它采用循環(huán)掃描技術(shù)，只是該線圈通電或斷電，并且必須當(dāng)程序掃描到該線圈時，該線圈觸點才會動作。也可以說，繼電器控制裝置是根據(jù)輸入和邏輯控制結(jié)構(gòu)就可以直接得到輸出，而PLC控制則需要輸入傳送、執(zhí)行程序、輸出3個階段才能完成控制過程。

PLC采用循環(huán)掃描技術(shù)可以分為3個階段：輸入階段（將外部輸入信號的狀態(tài)傳送到PLC）、執(zhí)行程序階段和輸出階段（將輸出信號傳送到外部設(shè)備）。

1)、輸入階段

在這個階段中，PLC讀取輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，并把它們存入相應(yīng)的輸入存儲單元。

2)、執(zhí)行程序階段

在這個階段中，PLC按照由上到下的次序逐步執(zhí)行指令。從相應(yīng)的輸入存儲單元讀入輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)，然后根據(jù)程序內(nèi)部繼電器、定時器、計數(shù)器數(shù)據(jù)寄存器的狀態(tài)和數(shù)據(jù)進行邏輯運算，得到運算結(jié)果，并將這些結(jié)果存入相應(yīng)的輸出存儲單元。這一階段執(zhí)行完后，進入輸出階段。在這個程序執(zhí)行中，輸入信號的狀態(tài)和數(shù)據(jù)保持不變。

、輸出階段

在這個階段中，PLC將相應(yīng)的輸出存儲單元的運算結(jié)果傳送到輸出模塊上，并通過輸出模塊向外部設(shè)備傳送輸出信號，開始控制外部設(shè)備。

三、 PLC的特點及基本功能

1、PLC的特點

1）、編程簡單，易于掌握，PLC的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，經(jīng)常采用的是梯形圖方式的編程語言，它與繼電器控制原理圖相似，具有直觀，清晰、修改方便，易掌握等優(yōu)點，即便未掌握專門計算機的人也能很快熟悉，因而受到了廣大現(xiàn)場技術(shù)人員的歡迎。

2）、可靠性高，抗干擾能力 PLC是專為工業(yè)控制而設(shè)計的，由于采了一系列的措施，使之在惡劣的工業(yè)環(huán)境下仍能保證很高的可靠性，一般平均無故障時間可達到4-5萬小時，遠遠超過以往電器控制系統(tǒng)和計算機控制系統(tǒng)。

3）、通用性能好，PLC品種多，檔次高，同一以PLC可適用于不同的控制對象或同一對象的不同控制要求，同一檔次，不同機型的功能也能方便地相互轉(zhuǎn)換。

4）、功能強，PLC運用了計算機、電子技術(shù)和集成工藝的最新技術(shù)，在

硬件和軟件兩方面不斷發(fā)展，使菘具備很強的信息處理能力，可進行邏輯、定時，計數(shù)和步進等控制，能完成A/D與D/A

5）、開發(fā)周期短 PLC在許多方面是以軟件編程來取代硬件接線實現(xiàn)控制功能，大大減輕了繁重的安裝接線工作，且編程簡單，程序設(shè)計和高度修改也很方便安全，因此，大大縮短了PLC控制系統(tǒng)的開發(fā)周期。

6）、體積小，使用方便，由于PLC采用了半導(dǎo)體集成電路，其體積小，重量輕，結(jié)構(gòu)緊湊，功耗低，是機電技術(shù)的理想控制器，PLC編程簡單，自診斷能力強，能判斷和顯示自身故障，使操作人員檢查判斷故障方便迅速，而且接線少，維修時只需更換插入式模塊，維護方便，修改程序和監(jiān)視運行狀態(tài)也容易。

2、PLC的基本功能

1）、邏輯控制 PLC具有邏輯運算功能，它設(shè)置有“與”、“或”、“非”等邏輯指令，能工巧匠夠描述繼電器觸點的串聯(lián)、并聯(lián)、串并聯(lián)等各種連接。因此它可以代替繼電器進行組合邏輯與順序邏輯控制。

2）、定時控制 PLC具有定時控制功能。它為用戶提供了若干個定時器并設(shè)置了定時指令。定時值可由用戶在編程時設(shè)定，并能在運行中被讀出與修改，使用靈活，操作方便。

3）、計數(shù)控制 PLC還具有計數(shù)功能。它為用戶提供了若干個計數(shù)器并設(shè)置了計數(shù)指令，計數(shù)值可由用戶在編程時設(shè)定，并可在運行中被讀出與修改，使用與操作都很靈活方便。

4）、步進控制 PLC能完成步進控制功能。步進控制是指在完成一道工序以后，再進行下一步工序，也就是順序控制。PLC為用戶提供了若干個移位寄存器，或者直接有步進指令，可用于步進控制，編程與使用很方便。

5）、A/D、D/A轉(zhuǎn)換 有些PLC還具有“模數(shù)”轉(zhuǎn)換（A/D）和“數(shù)模”（D/A），功能，能完成對模擬量的控制與調(diào)節(jié)。

6）、數(shù)據(jù)處理 有的PLC還具有數(shù)據(jù)處理能力，并具有并行運算指令，如兩個數(shù)據(jù)并行傳送、比較和邏輯運算，進行數(shù)據(jù)檢索、比較、數(shù)制轉(zhuǎn)換等操作。

7）、通信與聯(lián)網(wǎng) 有些PLC采用了通信技術(shù)，可以進行遠程I/O控制，多臺PLC之間可以進行同位鏈接，計算機作為上機可對其命令并返回執(zhí)行結(jié)果，這種采用一臺計算機，多臺PLC組成的頒式控制網(wǎng)絡(luò)可完成圈套規(guī)模的復(fù)雜控制。

8）、監(jiān)控控制 PLC具有較強的監(jiān)控功能。在控制系統(tǒng)中，操作人員通過監(jiān)控命令可以監(jiān)視有關(guān)部分的運行狀態(tài)，可以調(diào)整定時或計數(shù)設(shè)定值，因而高度、使用和維護都很方便。

四、PLC的應(yīng)用領(lǐng)域和發(fā)展趨勢

目前，PLC在國內(nèi)已得到了廣泛的應(yīng)用。利用PLC最基本的邏輯運算、定時、記數(shù)等功能進行邏輯控制，可以取代傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)，廣泛用于機床、印刷機、裝配生產(chǎn)線、電鍍流水線及電梯的控制等。

較高檔次的PLC具有位置控制模塊，特別適用于機床控制。大、中型PLC具有多路模擬量輸入輸出和PID控制，可構(gòu)成模擬量輸入輸出的閉環(huán)控制系統(tǒng)，用于過程控制。

隨著計算機控制技術(shù)的發(fā)展，國外近幾年興起自動化網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，PLC與PLC之間，PLC與上位機之間連成網(wǎng)絡(luò)，通過光纜傳遞信息，構(gòu)成大型的多級分布式控制系統(tǒng)（集散控制系統(tǒng)）。PLC具有可靠性高、使用方便、編程簡單、體積小、重量輕等特點。目前，全世界PLC生產(chǎn)廠家約200多家，生產(chǎn)300多個品種。作為控制裝置，它在許多工業(yè)控制領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著微處理器技術(shù)的發(fā)展，PLC也得到了迅速的發(fā)展，其技術(shù)和產(chǎn)品日趨完善。

& nbsp;PLC的主要發(fā)展趨勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

1、高速度、高I/O容量、功能強大

隨著CPU處理速度的提高，PLC程序執(zhí)行的速度也越來越快；在規(guī)模和超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，相應(yīng)地使I/O的容量也得到增加；智能模塊的嗇，使PLC能夠?qū)崿F(xiàn)的功能越來越多。

2、強大的PLC聯(lián)網(wǎng)能力

隨著人們對工業(yè)自動化的要求越來越高，人們已經(jīng)不再滿足對幾個設(shè)備、幾條生產(chǎn)線的PLC控制，而是要求實現(xiàn)對全工廠的自動化 ，所以提高PLC控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)功能成為PLC的發(fā)展趨勢。以后人們不公能通過通信模塊進行PLC與PLC、PLC與上位機之間的連接，還能通過撥號或者無線的方式使PLC聯(lián)網(wǎng)。

3、編程軟件多樣化

PLC的梯形力語言、助記符語言和功能模塊語言雖然使用方便，而且也能很好的實現(xiàn)控制要求，倡在處理一些高級功能（復(fù)雜運算、報表生成和打印等功能）時存在明顯的不足，所以就要求高級語言（BASIC、C、FORTRAN等）、圖形語言、匯編語言兼容。這樣不公可以通過梯形圖語言、助記符語言和功能 模塊語言來編寫程序，也可以通過高級語言來編程。

五、 PLC應(yīng)用中應(yīng)注意的若干問題

本節(jié)主要介紹PLC在應(yīng)用過程中經(jīng)常遇到的一些對PLC的某些輸入信號的處理問題。

1、PLC輸入信號抖動的消除

在實際應(yīng)用中，有些開關(guān)輸入信號在接通過程中，由于外界干擾會出現(xiàn)時通時斷的“抖動”現(xiàn)象。這種現(xiàn)象在繼電器系統(tǒng)中由于繼電器的電磁慣性一般不會造成誤動作，沒什么影響。但在PLC應(yīng)用系統(tǒng)中，PLC是不斷掃描工作，掃描周期一般比繼電器動作時間短得多，抖動信號很可能被PLC檢測到，造成錯誤的結(jié)果。所以，必須對這些“抖動”進行處理，已保證系統(tǒng)正常工作。

2、兩線式傳感器輸入的處理

如果PLC輸入設(shè)備采用兩線式傳感器（如接近開關(guān)、光電開關(guān)等）時它們的漏電電流較大，可能會出現(xiàn)錯誤的輸入信號。為了避免這種現(xiàn)象，可在輸入端并聯(lián)輸入電阻R，

旁路電阻R的阻值由下式確定：

I（Um∕InUn）∕（R+Un∕In）∕≤UL

式子中，I為傳感器的漏電流；Un、In分別是PLC的額定輸入電壓和額定電流；Um是PLC輸入電壓低電平的上限值。

3、 由晶體管提供輸入信號的處理

如果PLC輸入信號由晶體管提供，則要求晶體管的截止電阻應(yīng)大于10千歐姆，導(dǎo)通電阻應(yīng)小于800歐姆。

六、機械手移動工件的控制系統(tǒng)

1、機械手移動工件的基本機構(gòu)

機械手是工業(yè)自動控制領(lǐng)域中經(jīng)常遇到的一種控制對象。機械手可以完成許多工作，如搬物、裝配、切割、噴染等，應(yīng)用非常廣泛。應(yīng)用PLC控制機械手實現(xiàn)各種規(guī)定的工序動作，可以簡化控制線路，節(jié)省成本，提高勞動生產(chǎn)效率。

如圖 [1] 所示，是一臺工件傳送機械手的動作示意圖。

其作用是將工件從A位置傳送到B位置。其上升、下降和左移、右移動作由雙線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動氣缸來控制完成，一旦電磁閥線圈通電，就一直保持現(xiàn)有的機械動直到相對的線圈通電為止。另外夾緊、放松的動作由只有一個線圈的兩位式電磁閥驅(qū)動的氣缸控制完成，線圈通電，夾住工件，線圈斷電，放松工件（若擔(dān)心停電時的工件跌落，可選用通電時松開、斷電時夾緊的夾具）。

圖 [1]

2、機械手移動工件的控制要求與工作流程

機械手的全部動作由氣官缸驅(qū)動，而氣缸又有相應(yīng)的電磁閥控制。其中，上升/下降和左移/右移分別由雙線圈兩位電磁閥控制。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時，機械手下降；下降電磁閥斷電時，機械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時，機械手才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時，機械手上升停止。同樣，左移/右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機械手的放松/夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥（稱為夾緊電磁閥）控制。當(dāng)該線圈通電時，機械手夾緊；當(dāng)該線圈斷電時，機械手放松。

當(dāng)機械手右移到位并準(zhǔn)備下降時，為了確保安全，必須右工作臺無工件時才允許機械手下降。也就是說，若上一次搬運到右工作臺上的工件尚未搬走時，機械手應(yīng)自動停止下降，用光電開關(guān)進行無工件檢測。

機械手的動作過程如圖 [2] 所示。

圖 [2]

從原點開始，按下起動按鈕，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通加緊電磁閥，機械手夾緊。夾緊后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機械手右移。右移到位時，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時右工作臺上無工件，則光電開關(guān)接通，下降電磁閥通電，機械手下降。下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松。放松后，上升電磁閥通電，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止，同時接通左移電磁閥，機械手左移。左移到原點時，碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機械手由原位下降抓物上升右轉(zhuǎn)下降放物上升左旋原位結(jié)束。經(jīng)過八步動作完成了一個周期的動作。

3、操作面板布置

如圖 [3] 是可編程控制器控制盤面板布置圖

  ; 圖 [3]

機械手的操作方式分為手動操作方式和自動操作方式。

手動操作：就是用按鈕操作對機械手的每一步運動單獨進行控制。例如，當(dāng)選擇上/下運動時，按下啟動按鈕，機械手下降；按下停止按鈕，機械手上升。當(dāng)選擇左/右運動時，按下啟動按鈕，機械手右移。當(dāng)選擇夾緊/放松運動時，按下啟動按鈕，機械手夾緊；按下停止按鈕，機械手放松。

自動操作方式又分為步進、單周期和連續(xù)操作方式。

步進操作：每按一次啟動按鈕，機械手完成一步動作后自動停止。

單周期操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機械手自動完成一個周期的動作后停止（如果在操作過程中按下停止按鈕，機械手停在該工序上，再按下啟動按鈕，則又從該工序繼續(xù)工作，最后停在原位）。

連續(xù)操作：機械手從原點開始，按一下啟動按鈕，機械手的動作將自動地、連續(xù)地不斷地周期性循環(huán)。在工作中若按一下停止按鈕，則機械手將繼續(xù)完成一個周期的動作后，回到原點自動停止。

4、控制系統(tǒng)構(gòu)成

（1）控制系統(tǒng)圖

機械手移動工件控制系統(tǒng)圖如圖 [4] 所示

圖 [4]

（2）輸入/輸出端子地址分配

該機械手控制系統(tǒng)所采用的可編程控制器是由德國西門子公司生產(chǎn)的S7－200CPU214。如圖 [5] 是可編程控制器輸入輸出端子地址分配圖。

圖 [5]

該機械手控制系統(tǒng)共使用了14個輸入量，6個輸出量。

七、梯形圖設(shè)計

機械手的控制屬于順序控制，采用步進指令，根據(jù)說明機器工作狀態(tài)轉(zhuǎn)換的圖形，進行程序設(shè)計。

1.梯形圖的整體設(shè)計

根據(jù)機械手的工作方式情況，在選擇“單步操作”時，應(yīng)執(zhí)行“單步操作”程序；在選擇“自動”方式時，應(yīng)執(zhí)行“自動程序”，故梯形圖的總體構(gòu)成應(yīng)如圖 [6] 所示。其中，自動程序要在啟動按鈕按下時才執(zhí)行。

圖 [6]

2.各部分梯形圖的設(shè)計

1）通用部分梯形圖設(shè)計

（1）狀態(tài)器的初始化：

初始狀態(tài)器S600在手動方式下被置位、復(fù)位。當(dāng)方式選擇開關(guān)處于“返回原位”（X501接通）時，按下返回原位按鈕（X505）時被置位；在“單步操作”（X500接通）時，S600復(fù)位。處于中間工步的狀態(tài)器用手動動作復(fù)位操作，即在方式選擇開關(guān)位于“單步操作”或“返回原位”時，中間狀態(tài)器同步復(fù)位，故初始化梯形圖如圖 [7] 所示（如果狀態(tài)器要在供電時從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要M71）。

圖 [7]

（2）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換啟動：

若機械手工作在自動工作方式下，當(dāng)初始狀態(tài)器S600被置位后，按下起動按鈕，輔助繼電器M575工作，狀態(tài)器的狀態(tài)可以一步步向下傳遞，即可以進行轉(zhuǎn)換。在執(zhí)行“連續(xù)操作”程序時，轉(zhuǎn)換啟動繼電器M575一直保持到停機按鈕按下為止。另一方面，采用M100檢查機器是否處于原位。當(dāng)M575和M100都接通時，從初始狀態(tài)器開始進行轉(zhuǎn)換，其梯形圖如圖 [8] 所示。

圖 [8]

（3）狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖：

激活特殊輔助繼電器M574，并用步進指令控制狀態(tài)器轉(zhuǎn)換時，狀態(tài)器的自動轉(zhuǎn)換就被禁止。

在“單周期”工作期間，按下停止按鈕時，M574應(yīng)被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。當(dāng)按下啟動按鈕時，從現(xiàn)行工序重新開始工作，M574應(yīng)復(fù)位，即重新允許轉(zhuǎn)換。

圖 [9]

在“步進”工作方式時，M574應(yīng)始終工作，此時，禁止任何狀態(tài)轉(zhuǎn)換。但每按下一次啟動按鈕時，M574斷開一次，允許狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一步。

在“手動”工作方式（單一操作，返回原位）情況下，禁止進行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。在手動方式解除之后，按下啟動按鈕，則狀態(tài)轉(zhuǎn)換禁止解除，M574復(fù)位。

PLC在啟動時，用初始化脈沖M71使M 574自保持，以此禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換。直到按下啟動按鈕。狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止體形圖如圖 [9] 所示。

通過對圖 [8]、圖 [9] 分析可得出：在執(zhí)行“單步操作”和“返回原位”程序時，M575一直不能被接通，而M574長期被接通（按下啟動按鈕時除外）；執(zhí)行“步進”程序時，每按一次啟動按鈕，M574斷開一次，M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次；在執(zhí)行“單周期操作”程序時，按下啟動按鈕，M574斷開，M575接通，狀態(tài)器的狀態(tài)可一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時，M574自鎖，狀態(tài)器的狀態(tài)轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止現(xiàn)行工序（再次按下啟動按鈕時從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行“連續(xù)操作：程序時，M575一直接通到按下停止按鈕，此時M574一直不能接通。

2）單步操作梯形圖 ：

圖 [10]

3）返回原位梯形圖 ：

在“返回原位”狀態(tài)下，“夾緊”與“下降”動作應(yīng)被停止，上限位未動作時應(yīng)進行“上升”；上限位動作時，“右行”動作應(yīng)停止，并左行至左限位位置。返回原位梯形圖如圖 [11] 所示。

圖 [11]

4）“自動”狀態(tài)流程圖 ：

如圖 [12] 所示

圖 [12]

圖 [12] 表示了機械手自動工作時執(zhí)行各工步的情況。表明了各工步的實現(xiàn)以及各工步的轉(zhuǎn)換條件。在第一次下降工步中，下降電磁閥Y430接通。自下限位置時，X401接通，轉(zhuǎn)化為“夾持”過程。在夾持工步中，夾持電磁閥Y731置位，同時驅(qū)動T450。T450接通后，轉(zhuǎn)化為第一次上升。此后執(zhí)行類似的操作，完成由初始條件到下一個初始條件的一系列操作。在夾持輸出Y431置位后，保持夾持，直到夾持輸出復(fù)位松開。如上所述一步一步按順序驅(qū)動各個負(fù)載動作，稱為順序控制或過程步進型控制。這種控制過程用繼電器符號程序很難實現(xiàn)程序設(shè)計。

用狀態(tài)器替代自動工作流程圖中的各個工步，可得到圖 [13] 所示的功能表圖。初始狀態(tài)在圖中用雙線框表示。

圖 [13]

根據(jù)圖 [13] 的功能表圖，可設(shè)計出自動操作時的梯形圖，

如圖 [14]所示。

圖 [14]

3.繪制機械手PLC控制梯形圖 &n bsp; 圖 [15-1]

該機械手在自動工作時，應(yīng)先將其工作方式選擇開關(guān)放在“返回原位”，并按下返回原位按鈕，對狀態(tài)器進行置位，然后再將工作方式選擇開關(guān)放至自動工作方式下。若自動工作狀態(tài)解除，則應(yīng)將工作方式選擇開關(guān)放至“單步操作”位置 。

4、程序語言：

0 LD X501 30 AND X503

1 AND X505 31 OR X502

2 S S600 32 OR X500

3 LD X500 33 OR X501

4 R S600 34 OR M71

5 LD X500 35 OR M574

6 OR X501 36 ANI M101

7 OR &nbs 陳立定、吳玉香、蘇開才 編

7.《電器及PLC控制技術(shù)》 機械工業(yè)出版社 主編 黃凈

8.《機床電器與PLC 》 西安電子科技大學(xué)出版社 主編 李偉

9.《PLC應(yīng)用開發(fā)技術(shù)與工程實踐》 人民郵電出版社 求是科技

10.《PLC實驗實訓(xùn)指導(dǎo)書》 河南工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 主編 路劍

11.《可編程控制器的原理與應(yīng)用》 北京希望電子出版社 主編 史增芳

附錄：

表1 數(shù)字量輸入地址定義

地 址 符 號 定 義 備 注

I0.0 啟動按鈕

I0.1 下限位 下限位開關(guān)

I0.2 上限位 上限位開關(guān)

I0.3 右限位 右限位開關(guān)

I0.4 左限位 左限位開關(guān)

I0.5 無工件檢測 無工件檢測開關(guān)

I0.6 停止按鈕

I0.7 單操作 單步方式開關(guān)

I1.0 步進操作 步進方式開關(guān)

I1.1 單周期操作 單周期方式開關(guān) I1.3 左與右

I1.4 上與下

I1.5 夾與松

表2 數(shù)字量輸出地址定義

地址 符 號 定 義 備 注

Q0.0 下降電磁閥 下降電磁閥線圈

Q0.2 夾緊電磁閥 松開/夾緊線圈

Q0.1 上升電磁閥 上升電磁閥線圈

Q0.3 右行電磁閥 右行電磁閥線圈

第2篇：機械手畢業(yè)設(shè)計總結(jié)范文

關(guān)鍵詞 創(chuàng)新型人才培養(yǎng) 機械工程 實踐教學(xué)

中圖分類號：G642 文獻標(biāo)識碼：A

1 教學(xué)理念與改革思路

作為教育部和中國工程院共同實施的卓越工程師教育培養(yǎng)計劃項目的首批十所高校之一，天津大學(xué)非常重視實踐教學(xué)環(huán)節(jié)，重視國家級實驗教學(xué)示范中心的建設(shè)。2004年，天津大學(xué)投資3300萬元建成15000㎡的實踐教學(xué)大樓，將原來分散的實習(xí)中心和各基礎(chǔ)實驗室以及專業(yè)實驗室集中在一起，成立了機械工程實踐教學(xué)中心。

天津大學(xué)機械工程實踐教學(xué)中心圍繞國家級實驗教學(xué)中心的建設(shè)目標(biāo)，明確了長期建設(shè)發(fā)展方向：

（1）圍繞學(xué)校人才培養(yǎng)目標(biāo)“培養(yǎng)理論基礎(chǔ)厚、專業(yè)口徑寬、實踐能力強、綜合素質(zhì)高，具有社會責(zé)任感、國際視野和創(chuàng)新精神的高層次人才”進行中心的規(guī)劃和建設(shè)。

（2）深化工程實踐教育改革，樹立以學(xué)生為主體，教師為主導(dǎo)，知識、能力和素質(zhì)協(xié)調(diào)發(fā)展的教育理念；提升認(rèn)知、動手、創(chuàng)新三個能力和整體綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

（3）構(gòu)建工程實踐教育體系，將實踐教學(xué)活動貫穿于現(xiàn)代工程教育的各個環(huán)節(jié)，用科研成果帶動系列課程和教學(xué)實踐環(huán)節(jié)創(chuàng)新。

（4）整合優(yōu)化資源配置，與機械工程學(xué)科發(fā)展緊密結(jié)合，統(tǒng)籌規(guī)劃實驗室建設(shè)，以學(xué)科科研成果提升本科生實驗教學(xué)水平。

2 教學(xué)體系與教學(xué)內(nèi)容

2.1 建立與理論教學(xué)有機結(jié)合，以能力培養(yǎng)為核心，分層次的實驗教學(xué)體系

配合工程實踐教育改革，中心建立層次化、模塊化實踐教學(xué)體系。將實踐教學(xué)內(nèi)容劃分為基礎(chǔ)型實踐教學(xué)、綜合設(shè)計型實踐教學(xué)和研究創(chuàng)新型實驗教學(xué)三個層次。形成了包括實習(xí)、實驗、課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計、課內(nèi)外科技創(chuàng)新活動等主要教學(xué)環(huán)節(jié)，貫穿于本科教育人才培養(yǎng)全過程的綜合工程實踐教育的新體系。

（1）基礎(chǔ)型實踐教學(xué)：面向本科低年級學(xué)生，培養(yǎng)基本的工程實踐能力。學(xué)生根據(jù)實驗指導(dǎo)書的要求，在教師指導(dǎo)下，按照既定方法和儀器條件，完成全部實驗過程，以深化課堂理論教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生基本實驗?zāi)芰Α?/p>

（2）綜合設(shè)計型實驗教學(xué)：面向機械類和近機類學(xué)生，培養(yǎng)綜合應(yīng)用知識能力和一定的系統(tǒng)集成能力。學(xué)生經(jīng)過一個階段理論課和實驗課的學(xué)習(xí)，綜合運用所學(xué)知識和技能，完成一定的實驗內(nèi)容?？梢栽谝婚T課程的一個小循環(huán)之后安排綜合實驗，或在幾門課程之后安排較大規(guī)模的、較長時間的綜合實驗，在教師指導(dǎo)下，采用集設(shè)計與制作為一體的開放式教學(xué)模式進行，主要目標(biāo)在于培養(yǎng)學(xué)生理論聯(lián)系實際和綜合設(shè)計與實驗?zāi)芰Α?/p>

（3）研究創(chuàng)新型實驗教學(xué)：面向機械類高年級學(xué)生。學(xué)生根據(jù)實驗題目，運用所學(xué)知識，開展創(chuàng)造性思維，確定實驗方案。獨立操作完成實驗，并進行綜合分析。培養(yǎng)學(xué)生的獨立思考（科學(xué)研究）能力、組織能力、實驗?zāi)芰蛣?chuàng)新能力。

以我校黃田教授科研成果——Diamond 高速并聯(lián)機械手為載體，以其技術(shù)創(chuàng)新過程為典型案例，將設(shè)計、制造和控制三大系列課程的主要內(nèi)容貫穿于機電產(chǎn)品的研究、創(chuàng)新與開發(fā)流程中，是以培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用知識能力和系統(tǒng)集成能力，進一步提高學(xué)生的工程設(shè)計能力、工程實踐能力和科技創(chuàng)新能力。并聯(lián)機械手實驗室面積120平方米，可同時容納一個班學(xué)生開展實驗。實驗貫穿了包括概念設(shè)計、運動學(xué)/剛性動力學(xué)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計、三維造型與運動仿真，工藝設(shè)計、數(shù)控編程、零件加工、裝配，機械手離線編程、控制系統(tǒng)搭建、程序網(wǎng)絡(luò)傳輸、運動控制等內(nèi)容系列課程的堂上案例教學(xué)和實驗教學(xué)；使用同一載體，開設(shè)創(chuàng)新型綜合實驗，構(gòu)建可重構(gòu)的模組散件和控制系統(tǒng)。該實驗是以科研成果為引導(dǎo)的研究創(chuàng)新性教學(xué)——Research lead teaching，并實現(xiàn)了實驗教學(xué)的國際交流。這種基于“1+X”模式的教學(xué)改革與實踐，獲2009年第六屆高等教育天津市級教學(xué)成果一等獎。

基礎(chǔ)型實驗 28個，占54.9%；綜合設(shè)計型實驗20個，占39.2 %；研究創(chuàng)新型實驗3個，占5.9%。綜合設(shè)計型實驗和研究創(chuàng)新型實驗占總實驗的45.1%。更新實驗占總實驗的15.7%。

2.2 教學(xué)內(nèi)容注重傳統(tǒng)與現(xiàn)代的結(jié)合，與科研、工程和社會應(yīng)用實踐密切聯(lián)系，融入科技創(chuàng)新和實驗教學(xué)改革成果，實驗項目不斷更新

在實驗內(nèi)容建設(shè)方面，著重開展以下三方面的工作：

（1）規(guī)范基礎(chǔ)實驗教學(xué)內(nèi)容。對于傳統(tǒng)的基礎(chǔ)實驗，進行規(guī)范化管理，更新實驗手段，修訂實驗教程，完善實驗內(nèi)容，提高教學(xué)效果。

（2）加強數(shù)控等新設(shè)備、新材料、新工藝等實踐教學(xué)內(nèi)容。利用世行貸款、天南大共建、“985”項目等建設(shè)經(jīng)費，采購一批數(shù)控車床、數(shù)控銑床、電火花加工等設(shè)備，加強數(shù)控技術(shù)實踐教學(xué)內(nèi)容。

（3）采購快速原型、教學(xué)機器人、MPS模塊化制造系統(tǒng)、激光焊機、三坐標(biāo)測量機等設(shè)備和儀器，用于實踐教學(xué)，籌建了金相實驗室和熔模鑄造實驗室，豐富了教學(xué)內(nèi)容。

3 教學(xué)方法與教學(xué)手段

（1）實驗教學(xué)實施過程中，不斷引入現(xiàn)代技術(shù)，采用多媒體等教學(xué)手段，融合計算機輔助設(shè)計及制造等多種方式輔助實驗教學(xué)。例如：通過多媒體資料作為實習(xí)、實訓(xùn)的輔助教學(xué)手段，擴充學(xué)生對機械加工全面知識的認(rèn)識，開闊視野。在線切割實習(xí)環(huán)節(jié)，利用CAD、CAM軟件輔助教學(xué)，使學(xué)生對現(xiàn)代加工流程有直觀的認(rèn)識與了解。

在實驗教學(xué)方案的設(shè)計中，中心注重啟迪學(xué)生思維，注重培養(yǎng)創(chuàng)新意識。通過開放實驗室建設(shè)和創(chuàng)新實驗的開發(fā)、開辟校外實踐教學(xué)基地，組織大學(xué)生工程訓(xùn)練綜合能力競賽、全國大學(xué)生機械產(chǎn)品數(shù)字化設(shè)計大賽、機械產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計大賽等科技競賽活動，有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識和工程實踐能力。

（2）建立適應(yīng)學(xué)生能力培養(yǎng)、鼓勵探索的多元實驗考核方法和實驗教學(xué)模式。中心采用命題實驗、自選實驗、開放實驗等多種方法，逐步形成以學(xué)生為中心的自主式、合作式、研究式實驗教學(xué)模式。所有試驗全部為學(xué)生親自動手完成，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新、實踐能力。不同實踐教學(xué)模塊采用不同的考試制度和考試方法。對于獨立設(shè)課的綜合性、研究型、開放式實驗，重點考核學(xué)生的完成項目的思路、質(zhì)量、工作態(tài)度、團隊合作精神和研究創(chuàng)新能力，并為此制定了詳細的評分標(biāo)準(zhǔn)，其中包括實驗操作、實驗報告和實驗總結(jié)等內(nèi)容。改革考試制度和考核方法讓學(xué)生真正體會到：考試是手段，真正學(xué)到本事才是目的。

中心鼓勵學(xué)生自主設(shè)計實驗和多人共同設(shè)計大型實驗。例如：機器人創(chuàng)意設(shè)計及三維實體構(gòu)型創(chuàng)新實驗旨在鍛煉學(xué)生自主創(chuàng)新能力以及熟練使用三維實體繪圖軟件的能力；實驗要求學(xué)生分組進行，在具備一定的知識背景后，融入創(chuàng)新理念和方法，鼓勵學(xué)生從生活中觀察、討論、研究并確定每組各自的機器人方案，完成從概念設(shè)計、功能設(shè)計到產(chǎn)品構(gòu)型設(shè)計的過程。在成果展示階段，本組對各自機器人的名稱、功能、用途和傳動機構(gòu)的特點等做詳細介紹，同學(xué)們自由提問與當(dāng)堂解答的方式調(diào)動了課堂氣氛，最終成績?yōu)楦鹘M互評和教師打分相結(jié)合。為學(xué)生在機械原理與機械設(shè)計等后續(xù)課程的學(xué)習(xí)中奠定基礎(chǔ)。

4 教學(xué)效果與成果

中心以現(xiàn)有機械設(shè)計實驗室為依托，以機械設(shè)計模型室為主要基地，建立貫穿于大學(xué)生認(rèn)知實驗、課程實驗、課程設(shè)計，以及課外科技創(chuàng)新活動的綜合性開放實驗室硬件環(huán)境。中心建立了面向?qū)W生課外開放的實驗室，建立創(chuàng)新設(shè)計實踐教學(xué)平臺，成立大學(xué)生創(chuàng)新活動俱樂部?！按髮W(xué)生創(chuàng)新活動俱樂部”的功能是學(xué)生與教師、學(xué)生與企業(yè)之間溝通的平臺，是實驗教學(xué)的一個輔助機構(gòu)。俱樂部強調(diào)成功是一種財富，失敗同樣是一種財富，重在實踐；強調(diào)各類創(chuàng)新活動，但并不以大賽獲獎為目標(biāo)；強調(diào)跨專業(yè)的團隊合作和知識的融合。組織不同年級、不同專業(yè)的學(xué)生參與創(chuàng)新實踐活動。建立了多個學(xué)生實踐活動基地，例如：“天津金輪自行車集團有限公司”、 “天津福源世紀(jì)生物質(zhì)能源技術(shù)”、 “天津東義鎂制品股份有限公司”、 “天津賽象科技股份有限公司”。學(xué)生們在參加創(chuàng)新實驗活動的過程中，通過深入“天津福源世紀(jì)生物質(zhì)能源技術(shù)”活動基地，參加了節(jié)能減排大賽并獲獎。

第3篇：機械手畢業(yè)設(shè)計總結(jié)范文

【關(guān)鍵詞】電氣控制 PLC技術(shù) 教學(xué)改革 實踐

前言

電氣控制與PLC技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)及其它產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)自動化、信息化、遠程化及智能化領(lǐng)域中?！峨姎饪刂婆cPLC》是現(xiàn)代控制設(shè)備中應(yīng)用最廣泛、實用性最強、企業(yè)最急需的專業(yè)課程之一。它是一門集理論性、實踐性很強的課程?！峨姎饪刂婆cPLC技術(shù)》要求學(xué)生掌握電氣設(shè)備運行、維護、安裝及調(diào)試等方面的理論知識和應(yīng)用能力。對于電氣工程與自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動化和農(nóng)業(yè)機械制造專業(yè)的畢業(yè)生來說，就業(yè)前景廣闊。但是以前缺少對實踐技能和職業(yè)能力的培養(yǎng)，表明《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程的教學(xué)設(shè)計不完善，授課內(nèi)容不能滿足各專業(yè)學(xué)生的需要。同時，為了確保教學(xué)效果，各學(xué)校建設(shè)了PLC實訓(xùn)室，但是因沒有設(shè)施較為齊全的實驗室，在實際的教學(xué)中很難收到應(yīng)有的教學(xué)效果。為此，筆者根據(jù)幾年來對該課程教學(xué)的實踐與探索，在逐一分析這些教學(xué)問題的基礎(chǔ)上，總結(jié)出在《電氣控制與PLC技術(shù)》系列課程方面積累的經(jīng)驗，以供大家參考。

一、整合課程教學(xué)內(nèi)容，注重技術(shù)能力培養(yǎng)

通過市場調(diào)研分析得知，《電氣控制與PLC》課程在實踐中所需要的能力是：電氣控制操作能力、PLC基本原理及應(yīng)用能力、編程能力、功能指令應(yīng)用能力與維護能力。按照這些能力培養(yǎng)的需要，重新構(gòu)建實踐教學(xué)內(nèi)容體系，即將實踐教學(xué)比重提高到70%，為以后從事現(xiàn)代設(shè)備的使用與維修等方面工作奠定良好基礎(chǔ)。因此，在課程內(nèi)容教學(xué)安排上，要注重相關(guān)課程（如電工技術(shù)、電機控制、單片機控制技術(shù)等）在該課程中的應(yīng)用，采用循序漸進的方式，在內(nèi)容上從電氣控制主回路到控制回路、從局部電路到整體電路、從原理應(yīng)用到工藝安裝，使學(xué)生由易到難學(xué)習(xí)，逐步掌握現(xiàn)代設(shè)備電氣控制原理分析和故障診斷方法。

經(jīng)過大量的調(diào)查研究，結(jié)合電氣工程與自動化專業(yè)、機電一體化專業(yè)、農(nóng)業(yè)電氣及其自動化和農(nóng)業(yè)機械制造專業(yè)的特點，將《電氣控制技術(shù)》與《PLC技術(shù)》整合為《電氣控制與PLC技術(shù)》課程。在課程教學(xué)中，通過一體化教學(xué)、案例教學(xué)等教學(xué)形式，修訂了各專業(yè)的教學(xué)大綱，調(diào)整并優(yōu)化了適合各專業(yè)需要的教學(xué)內(nèi)容和教材，并且對教學(xué)內(nèi)容安排、教學(xué)方法等進行了精心組織和安排。根據(jù)課程特點和教學(xué)大綱要求，明確了各章節(jié)的重點和難點知識，選出學(xué)生應(yīng)重點，并且在教學(xué)過程中，合理使用多媒體教學(xué)，這樣既調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，又便于更好的理解知識。

二、為提高教學(xué)效果開發(fā)出配套的多媒體課件

對于各種類型的電器元件的工作原理和功能、常用的繼電器電路、PLC的組成、PLC的工作原理以及種類繁多的各種功能指令的應(yīng)用等重、難點，以往用板書的形式教學(xué)，效果往往不是很理想。對于這種情況，本人結(jié)合實際案例，以訓(xùn)練學(xué)生的實踐技能能力為目標(biāo)，并結(jié)合當(dāng)前電氣控制與PLC的發(fā)展現(xiàn)狀，充實該課程的設(shè)置內(nèi)容，使學(xué)生能更好的得到的訓(xùn)練。并親自制作了與教材配套的多媒體課件，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，如：Flas、影像和聲音等，使課程內(nèi)容形象生動。

三、采取多種教學(xué)方法

在《電氣控制與PLC》課程教學(xué)過程中可以采用項目教學(xué)法或任務(wù)驅(qū)動教學(xué)法。這種學(xué)習(xí)方法是使學(xué)生的學(xué)習(xí)圍繞完成一個具體任務(wù)進行，這個具體任務(wù)將教學(xué)內(nèi)容融合在一起，把理論與實踐有機地結(jié)合。這一教學(xué)方法始終把學(xué)生作為學(xué)習(xí)的主體，以任務(wù)作為驅(qū)動，讓學(xué)生通過自己的操作，把書上死的理論變成活的應(yīng)用，教師的引導(dǎo)、點撥更多的是把知識加以引申，使學(xué)生能夠觸類旁通，點面結(jié)合、以點帶面、以舊帶新。教師引導(dǎo)學(xué)生由簡到繁、由易到難、循序漸進地完成一系列“任務(wù)”，從而使學(xué)生獲得清晰的思路，能夠把握知識的脈絡(luò)。

四、加強實踐教學(xué)環(huán)節(jié)

《電氣控制與PLC技術(shù)》是一門實踐性很強的專業(yè)技術(shù)課。該課程的設(shè)置包括理論教學(xué)、實驗環(huán)節(jié)和課程設(shè)計環(huán)節(jié)教學(xué)。為了更好的體現(xiàn)課程內(nèi)容，開設(shè)高質(zhì)量的實驗課，達到實踐的目的和效果，在評價方法中，將實驗過程中的進行情況、解決問題的能力及實驗成績納入整個實驗的最終成績中，這樣可以不斷提高學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和自我解決實際問題的能力。同時，利用現(xiàn)有的設(shè)備開發(fā)新型的實驗。另外，鼓勵學(xué)生走進創(chuàng)新實驗室，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。在這方面可以開展以下活動：

（一）自主開發(fā)多種PLC控制對象的控制裝置。

其一，通過各種方法收集了一些廢棄不用的挖掘機、遙控車等玩具做為學(xué)生實訓(xùn)的控制對象。另一方面，開發(fā)了面向工程應(yīng)用的多種PLC控制對象（交通燈、電梯和液體混合）的控制裝置。通過一段時間的實踐，這些控制裝置可以適用于4個層次（課程實驗、課程設(shè)計、設(shè)計創(chuàng)新和畢業(yè)設(shè)計）不同專業(yè)（電氣工程及其自動化、農(nóng)業(yè)電氣化與自動化、機械制造及其自動化、農(nóng)業(yè)機械制造及信息控制）的實踐教學(xué)體系，這些裝置發(fā)揮了重要作用，繼續(xù)完善并用于PLC的實踐教學(xué)。

（二）利用現(xiàn)成的教學(xué)模型進行二次開發(fā)。

先期建立的PLC實驗室，購置了一些先進的教學(xué)模型，如機械手控制模型、立體倉儲模型、四層電梯模型、八層變頻調(diào)速電梯模型、挖掘機控制模型、吊車模型等，這些模型都是單機PLC控制，從最近幾年的應(yīng)用來看，利用情況不是很好，并且年年用，最后學(xué)生都失去了興趣。鑒于這種現(xiàn)狀，為了充分利用這些價值不菲的教學(xué)模型，研發(fā)了現(xiàn)代化物流倉儲控制系統(tǒng)、基于現(xiàn)場總線的PLC實訓(xùn)實驗室。這些二次開發(fā)的新的教學(xué)裝置與企業(yè)現(xiàn)場的實際控制接近，成本低，學(xué)生興趣高，課堂教學(xué)效果好，。

（三）基于組態(tài)技術(shù)的PLC實訓(xùn)仿真系統(tǒng)開發(fā)。

PLC的控制對象可以是實物模型，但它成本高、種類少，也可以是模擬演示的PLC實驗箱，相對成本較低，不過，觀察不直觀。利用組態(tài)軟件在計算機屏幕上模擬PLC的控制對象可以彌補上述不足，并且成本低、免維護、靈活多樣、形象直觀、豐富學(xué)生的實訓(xùn)課內(nèi)容，增強PLC實訓(xùn)課的教學(xué)效果。到目前為止，利用“組態(tài)王”已經(jīng)開發(fā)了自動售貨機、八層電梯、交通燈、霓虹燈等仿真對象，并且這些組態(tài)實訓(xùn)仿真對象已經(jīng)用于PLC各個實訓(xùn)環(huán)節(jié)，在實訓(xùn)過程中，學(xué)生的參與性增強了，提高了教學(xué)質(zhì)量。

（四）建立開放式實驗室。

在老師的指導(dǎo)下讓感興趣的學(xué)生選擇實驗項目，進行實驗，能夠使學(xué)生的創(chuàng)新能力得到提高。在實驗教學(xué)資源的利用，實驗教學(xué)質(zhì)量的提高，學(xué)生實踐能力的培養(yǎng)，以及學(xué)生實驗時間和空間的調(diào)節(jié)等方面不同程度地起到了積極的作用。在實驗室的開放過程中發(fā)現(xiàn)，通過開放實驗項目的實施，使學(xué)生的動手能量和創(chuàng)新能力得到了明顯的提高，并讓學(xué)生在實驗項目的進行中體會了科研的樂趣。

（五）通過補充新知識滿足學(xué)生技能需求。

現(xiàn)在就業(yè)形式很嚴(yán)峻，學(xué)生為了更具有競爭力，把考證當(dāng)作必需，為此，擴充知識，使得他們能順利拿到技能證書，為就業(yè)提供更強的自信心和競爭力。PLC實驗室建成以來，學(xué)生反映普遍良好，對提高不同專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量有重要的意義。當(dāng)然，實驗室還存在著不足，有待于進一步的改善與發(fā)展。準(zhǔn)備在擴展實驗項目實驗器材上增加PLC的品牌和型號這兩個方面，使PLC實驗室更上一層樓。