基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-免費(fèi)閱讀

　　

【正文】 本次設(shè)計(jì)的產(chǎn)出過程自始至終都得到了老師們的悉心指導(dǎo)，從設(shè)計(jì)的選題到實(shí)驗(yàn)的完成，從報(bào)告的整理到詳細(xì)審稿、最后定稿無不傾注了老師們的辛勤汗水。同時，使用PLC進(jìn)行控制可方便更改生產(chǎn)流程，增強(qiáng)控制功能。具有以下特點(diǎn)：可以在IO表內(nèi)設(shè)定CPU一些制造企業(yè)也提供了人機(jī)界面的有關(guān)軟件，用戶可以根據(jù)制造企業(yè)提供的外交使用說明進(jìn)行操作站的系統(tǒng)畫面組態(tài)和編制相應(yīng)的應(yīng)用程序。 模擬量運(yùn)算程序及閉環(huán)控制程序。 用戶指令解釋程序。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算，順序控制，定時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。啟動和停止：總啟動SD、總停止ST，需要2個輸入端子。根據(jù)控制系統(tǒng)的控制要求和所選PLC的I/O點(diǎn)的情況及高功能模塊的情況,設(shè)計(jì)PLC用戶程序,此時可采用梯形田、助記符或流程圖語言形式的用戶程序。第三類是專用機(jī)械手，主要附屬于自動機(jī)床或自動線上，用于解決機(jī)床上下料和工件傳送。因此可以用PLC來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的控制。需要復(fù)雜控制功能時，應(yīng)選擇容量更大，檔次更高的存儲器。輸出模塊還有直流輸出、交流輸出和模擬量輸出等，與應(yīng)用要求應(yīng)一致。例如輸入、輸出的最多點(diǎn)數(shù)；掃描速度；內(nèi)存容量；指令條數(shù)；功能模塊等。它確定了進(jìn)行控制的規(guī)模、工作速度、內(nèi)存容量等。可編程控制器也是它的重要產(chǎn)品。FP1系列為小型機(jī)，結(jié)構(gòu)也是箱體式的，尺寸緊湊。它的中、大型機(jī)為A系列。性能比S5大有提高。目前生產(chǎn)PLC的廠家較多。PLC可分為箱體式及模塊式兩大類。如美國GE公司的90－70機(jī)，其點(diǎn)數(shù)可達(dá)24000點(diǎn)，另外還可有8000路的模擬量。小型機(jī)控制點(diǎn)可達(dá)100多點(diǎn)。PLC具有通用性強(qiáng)、使用方便、適應(yīng)面廣、可靠性高、抗干擾能力強(qiáng)、編程簡單等特點(diǎn)。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6個自由度 。經(jīng)過多年的發(fā)展，國內(nèi)PLC生產(chǎn)廠家約有三十家，國內(nèi)PLC應(yīng)用市場仍然以國外產(chǎn)品為主。適應(yīng)工業(yè)需要，本課題試圖開發(fā)PLC對物料分揀機(jī)械手的控制，并借助必要的精密傳感器，使其能夠?qū)Σ煌伾奈锪习搭A(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行分揀，動作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性生產(chǎn)線。近10年來，隨著PLC控制器價(jià)格的不斷降低和用戶需求的不斷擴(kuò)大，越來越多的中小設(shè)備開始采用PLC控制器進(jìn)行控制，PLC控制器在我國的應(yīng)用增長十分迅速。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。它采用一類可編程的存儲器，用于其內(nèi)部存儲程序，執(zhí)行邏輯運(yùn)算,順序控制，定時，計(jì)數(shù)與算術(shù)操作等面向用戶的指令，并通過數(shù)字或模擬式輸入/輸出控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。機(jī)械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應(yīng)現(xiàn)場惡劣的環(huán)境，大大降低了工人的勞動強(qiáng)度，提高了工作效率。通用PLC應(yīng)用于專用設(shè)備時可以認(rèn)為它就是一個嵌入式控制器，但PLC相對一般嵌入式控制器而方具有更高的可靠性和更好的穩(wěn)定性。隨著工廠自動化程度的不斷提高和PLC控制器市場容量基數(shù)的不斷擴(kuò)大，近年來PLC在工業(yè)發(fā)達(dá)國家的增長速度放緩。PLC控制器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運(yùn)輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，它具有高可靠性、抗干擾能力強(qiáng)、功能強(qiáng)大、靈活，易學(xué)易用、體積小，重量輕，價(jià)格便宜的特點(diǎn)。其中，美國是PLC生產(chǎn)大國，有100多家PLC廠商，著名的有AB公司、通用電氣（GE）公司、莫迪康（MODICON）公司。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動機(jī)床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨(dú)立的控制裝置。控制規(guī)模主要指控制開關(guān)量的入、出點(diǎn)數(shù)及控制模擬量的模入、模出，或兩者兼而有之（閉路系統(tǒng)）的路數(shù)。微型機(jī)控制點(diǎn)僅幾十點(diǎn)，如德維森公司的V80系列PLC本體從16點(diǎn)到40點(diǎn)，OMRON公司的CPM1A系列PLC，西門子的Logo僅10點(diǎn)。中型機(jī)控制點(diǎn)數(shù)可達(dá)近500點(diǎn)，以至于千點(diǎn)。如控制點(diǎn)數(shù)不是非常之多，不是非用大型機(jī)不可，但因大型機(jī)的特殊控制單元多，可進(jìn)行熱備配置，因而采用了大型機(jī)。箱體的PLC把電源、CPU、內(nèi)存、I/O系統(tǒng)都集成在一個小箱體內(nèi)。目前一些中型機(jī)，其模塊的功能也趨于單一，種類也在增鄉(xiāng)。槽數(shù)與實(shí)際的模塊數(shù)不一定相等，配置時難免有空槽。有S5－95U、100U、115U、135U及155U。基本箱體有EE2E－E－64。其NB系列為箱體式的，小型機(jī)。它有91781／78771／77731／732等多種型號。和利時公司的FOPLC系列和自主研發(fā)的G3系列，憑借公司在工程領(lǐng)域的實(shí)力，已逐步向工控中多個領(lǐng)域邁進(jìn)。無任哪種結(jié)構(gòu)類型的PLC，都屬于總線式開放型結(jié)構(gòu)，其I/O能力可按用戶需要進(jìn)行擴(kuò)展與組合。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。 輸入輸出模塊的選擇 輸入輸出模塊的選擇應(yīng)考慮與應(yīng)用要求的統(tǒng)一。如果PLC本身帶有可使用電源時，應(yīng)核對提供的電流是否滿足應(yīng)用要求，否則應(yīng)設(shè)計(jì)外接供電電源。當(dāng)點(diǎn)數(shù)增加到某一數(shù)值后，相應(yīng)的存儲器容量、機(jī)架、母板等也要相應(yīng)增加，估因此，點(diǎn)數(shù)的增加對CPU選用、存儲器容量、控制功能范圍等選擇都有影響，在算和選用時應(yīng)充分考慮，使整個控制系統(tǒng)有比較合理的性價(jià)比。它的特點(diǎn)是除具備普通機(jī)械的物理性能外，還具備通用機(jī)械、記憶智能的三元機(jī)械。第3章 硬件設(shè)計(jì) PLC控制機(jī)械手設(shè)計(jì)步驟根據(jù)工藝要求確定被控系統(tǒng)必須完成的動作,確定這些動作之間的關(guān)系及完成這些動作的順序。機(jī)械手的下降、上升、右移、左移等動作轉(zhuǎn)換，是由相應(yīng)的限位開關(guān)來控制的，而加緊、放松動作的轉(zhuǎn)換是有時間來控制的。 輸入和輸出點(diǎn)分配表 表31 輸入輸出點(diǎn)分配表名 稱代號輸入名 稱代號輸出 啟 動SD 原 位 HL 下限行程 SQ1 電磁閥下降 YV1 上限行程 SQ2 電磁閥上升 YV3 右限行程 SQ3 電磁閥右行YV4 左限行程 SQ4 電磁閥左行 YV5 停 止 ST 電磁閥夾緊 YV2 PLC控制機(jī)械手接線圖 圖33 接線圖第4章 軟件設(shè)計(jì) PLC概述 PLC（Programmable系統(tǒng)程序包括系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序和供系統(tǒng)調(diào)用的標(biāo)準(zhǔn)程序模塊等。用戶程