基于物料分揀機械手的自動化控制系統的設計-免費閱讀

　　

【正文】 在此，我要感謝這學期辛苦陪伴的 xxx 老師。以下開始逐步分析： ,第一個燈 亮，即系統執行前伸動作，手臂伸出； 按下 ,第三個燈 亮，即系統執行下降動作； 24 按下，第 7 個燈亮，即執行吸物動作，此時 置位 ，第 7燈常亮，同時時間繼電器開始計時； ，后選擇放物料位置，隨后手臂上升，即第 4個燈 亮； 25 按下，第 5 個燈 亮，即執行右旋動作； 2 按下，第 3 個燈 亮，即執行 ,下降動作； 26 按下，第 7 個燈 復位失電，第 7 燈滅，經時間繼電器延時，執行上升動作，第 4 個燈 亮； 按下，第 6 個燈 亮，即執行左旋動作； 27 按下，第 2 個燈 亮，即執行手臂回縮動作，回到初始位置； ： （ 1） 這個網絡根據停止按鈕的開閉來決定系統是否循環執行； （ 2） 這是經顏色檢測后將物料送去不同位置的網絡； 28 （ 3） 這是初始位置指示燈的工作狀態顯示，目前工作在循環狀態； 29 第五章 總結與展望 本論文主要對物料分揀機械手的結構形式、驅動裝置、控制系統等各組成部分進行了較為全面的分析，最后得出其總體設計方案。 4) 模擬量輸入擴展模塊 EM231。 2. 確定 PLC 的 容量 PLC 的容量包括 I／ O 點數和用戶存儲容量兩個方面。 (2) 確定合理的安裝方式 PLC 系統的安裝方式分為集中式、遠程 I／ O 式以及多臺 PLC 聯網的分布式。 這里用 行程開關 作為 位置檢測裝置，用 來 控制機械設備的行程及限位保護。以下綜合之前對 PLC系統優勢的分析，對控制系統進行設計。 （ 7）垂直手臂下降 當擺動氣缸右旋碰到右限位開關， YV5 斷電，右旋停止， 三位四通換向閥 2的 YV3 得電，垂直手臂下降。系統中選用電磁換向閥，限位開關，實現氣缸的往復運動。 （ 2） 使用三位四通電磁換向閥能夠快速實現氣缸的正反向運動。常與流量閥、換向閥和壓力閥組合成只能單向控制的閥。 它可分為單葉片式和雙葉片式，由于雙葉片式能產生 2 倍于單葉片式的轉矩，產生更大的動力，有利于機械手手臂的轉動，所以選雙葉片式擺動氣缸。 氣動元件選取及工作原理 氣壓驅動是利用壓縮氣體的壓力能來實現能量傳遞的一種方式，其介質主要是空氣，也包括燃氣和蒸汽。 機座結構如圖 5 底座 擺動氣缸 雙向推力球軸承 扣罩 轉臺 圖 機座結構 執行機構的工藝流程 物料分揀機械手的動作基本有伸縮、升降、左右旋轉、吸物和放物等動作。真空吸盤結構如圖 4 圖 真空吸盤結構 手臂結構的選擇 手臂一般有伸縮、旋轉和升降三個運動。 執行機構分析與選擇 手部的選擇 手部是直接與工件接觸的部分。 本設計按要求需實現機械手伸縮、升降、左右旋轉。一些非制造業也逐步開始應用如采礦機器人、建筑業機器人以及水電系統用于維護維修的機器人等。 機械手在國內外現狀和發展趨勢 機械手早期制造業，現在已普及于制造業中，在電器制造、機械制造及金屬加工等領域更是占據著重要的地位。總體上對物料分揀機械手的機械結構、執行機構、驅動和控制系統進行了分析和設計。最后提出了一種簡單易行且高效的操控策略。同時其配合數控加工中心、自動檢測系統等的技術，實現了生產自動化。 在未來，機械手將做到 復高精度 ，模塊化，無給油化，機電一體化從而將會廣泛應用于 核工業，軍事工業，醫藥，生物工程，精密儀器 等行業。直角坐標式機械手只能做三個平面內的直線運動，上下、前后、左右，不能做要求的整體旋轉動作。手部的選擇通常是由工件的屬性決定的，不同規格的工件要求機械手的手部形式也不同。通過手臂移動手部到達指定位置抓取工件。其動作順序為：初始位置 → 前伸 → 下降 → 吸物 → 檢測→ 上升 → 右旋→ 下降 → 放物 → 上升 → 左旋 → 回縮 → 初始位置。典型的氣壓傳動系統由以下 幾 部分組成： 氣源裝置 氣源裝置是將原動機的機械能轉變為提供驅動壓力能的裝置，根據不同規格的物料而對壓縮空氣的壓力、流量和清潔度有一定的要求。 控制元件 控制元件是通過調節壓縮空氣的壓力、流量和流向，來達到改變執行機構的運動速度和方向的裝置。 （ 2） 換向型控制閥 換向閥通過改變閥芯相對于閥體的位置來實現不同管路間的通斷關系，從而達到通斷和改變氣體流向。 （ 3） 二位二通換向閥只需用到一個電磁閥，得電 閥芯動 作，失電由閥內彈簧推動閥芯 到另一側，能實現快速 換向 控制。二位二通電磁閥實現吸盤的吸物和放物。 （ 8）放物 11 當手臂下降碰到下限位開關， YV3 斷電，下降停止，二位二通換向閥 4 的YV7 失電，真空發生器停止動作，吸盤將物料放下。 控制系統的組成結構 控制系統的硬件一般包括 3 個部分： （ 1） 感知部分： 信息采集裝置。 視覺傳感器 機械手視覺傳感器 模仿人眼睛的功能，能夠對不同的物體進行識別，本機械手采用顏色傳感器，根據物料不同的顏色，對物料進行分揀。 在工廠小批量生產中降低成本是很重要的，所以 需要增設驅動器和電源 的 遠程 I／ O 式和 必須要附加通訊模塊 的 多臺 PLC 聯網的分布式 都不是很適合。 （ 1）確定系統 的實際輸入點數 14 系統有 啟動按鈕 SF 停止按鈕 SF檢測開關 BG0、前限位開關 BG 后限位開關 BG下限位開關 BG上限位開關 BG 右限位開關 1 BG右限位開關2 BG左限位開關 BG7 共有 10 個輸入點。 5) 模擬量輸出擴展模塊 EM232。但由于種種限制，這款機械手只是能滿足基 本的運動要求，一些細節問題還沒考慮到位： (1) 對機械手各部分是模塊式的，不能實現任意方式拼裝，需用過渡部件連接達到自由拼裝的效果。盡管自己身為主任整天很忙，但依舊每次都有問必答，耐心地指導每個同學的設計。平時零星的知識在此刻得到了匯總，加上自己不斷的摸索和探究終于算是完成了大學生涯的最后一課作業，也為將來步入工作崗位打下了良好的基礎。依據上述的接口地址分配表，其中 10 個輸入量分別接 10 個開關，分別表示 ~,8 個輸出量接 8個燈分別表示 ~。 4 點（ 8 點、 16 點、 32點） DC 輸入 /4 點（ 8 點、 16 點、 32 點） DC 輸出和 4 點（ 8 點、 16 點、 32 點）繼電器輸出。 (5) 滿足 系統可靠性要求 本系統選用 一般系統 PLC 能夠滿足要求，不需要考慮太多此方面的問題。故此簡單的結構選擇整體試PLC。 位置檢測裝置 在本設計中，當機械手執行左旋 /右旋，前伸 /回縮，上升 /下降等動作時，應有相應的位置檢測裝置檢測動作是否到位。控制系統的要素包括動作順序、位置、時間、速度等。 （ 6）擺動氣缸右旋 當手臂上升碰到上限位開關， YV4 斷電，手臂上升停止，三位四通換向閥 3的 YV5 得電，擺動氣缸右旋。 10 氣動回路的工作原理 物料分揀機械手的工作循環是：水平手臂的伸出