基于物料分揀機(jī)械手的自動化控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(專業(yè)版)

　　

【正文】 30 致 謝 經(jīng)過整整一學(xué)期的奮戰(zhàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于快要落下帷幕，回想整個過程， 充滿了感慨和感恩。 (4）根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)和效能的不同有 5 種不同結(jié)構(gòu) 配置的品種，即 1) CPU221:6 輸入 /4 輸出，無擴(kuò)展能力 2） CPU222:8 輸入 /6 輸出，可擴(kuò)展 2 模塊 3） CPU224:14 輸入 /10 輸出，可擴(kuò)展 7 個模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，功能更強(qiáng)，是使用最多的 s7200 產(chǎn)品 4） CPU224XP:較 CPU224 有所升級，存儲量和功能都有提升，增加了 2 輸入/1 輸出的模擬量單元和一個通信口 5） CPU226:24 輸入 /16 輸出存儲量達(dá)到 10,有 2 個通信口，適用于點(diǎn)數(shù)多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 13 控制系統(tǒng) PLC的選型及控制原理 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 1. PLC 機(jī)型 的選擇 PLC 機(jī)型選擇 首要條件是要滿足設(shè)計(jì)要 求的功能，且要 維護(hù)方便， 成本低 。 （ 11）水平手臂回縮 當(dāng)擺動氣缸左旋碰到左限位開關(guān)， YV6 斷電，停止左旋，三位四通換向閥 1的 YV2 得電，手臂回縮。它通常與吸盤配合被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)中。有調(diào)壓閥、溢流閥、調(diào)速閥之分。 驅(qū)動系統(tǒng)的分析與選擇 由于液壓傳動較氣壓傳動雖變速和換向響應(yīng)快，容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，使用壽命長，但污染系數(shù)較高，具有一定的危險(xiǎn)性，成本較高，工作噪聲較大，而電 氣傳動相對于氣壓傳動來說雖定位精度高，動作響應(yīng)快，驅(qū)動力較大，但系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，維護(hù)不便，價(jià)格昂貴，限制了在一些場合的應(yīng)用。 氣吸式手部，它主要是利用大氣壓強(qiáng)的原理。 （ 2） 物料分揀機(jī)械手驅(qū)動系統(tǒng)的分析與選擇 驅(qū)動系統(tǒng)：使機(jī)械手能夠運(yùn)動的系統(tǒng)，為其提供動力。它具有很高的機(jī)械穩(wěn)定 性及智能性，通常是通過編程來操控機(jī)械手完成各種工作，是工業(yè)自動化的重要體現(xiàn)。很好地代替了人對于一些繁復(fù)重勞力及在危險(xiǎn)環(huán)境中的作業(yè)，以至于它能在各領(lǐng)域中有著很好地發(fā)展空間。主要要求設(shè)計(jì)驅(qū) 動系 統(tǒng) 的工作原理和回路，繪制驅(qū)動原理圖。先使吸盤內(nèi)產(chǎn)生真空或負(fù)壓，從而達(dá)到吸附工件的目的。因此具有系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，自由度大，清潔度高，維護(hù)簡單，價(jià)格實(shí)惠，技術(shù)要求低，安全系數(shù)高等優(yōu)點(diǎn)的氣壓傳動自然成了本課題的首選。分 9 別具有調(diào)節(jié)出口側(cè)壓力，保持回路內(nèi)壓力和穩(wěn)定運(yùn)行速度的作用。 吸盤 吸盤是用來直接吸附物料的元件，一般用橡膠做成。 （ 12）回到初始位置 當(dāng)水平手臂回縮碰到后限位開關(guān)， YV2 失電，回縮運(yùn)動停止，機(jī)械手回到初始位置，重復(fù)以上動作。選擇時(shí)主要考慮以下幾點(diǎn)： （ 1） 確定 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 (5） I/O 擴(kuò)展模塊 1) 輸入擴(kuò)展模塊 EM221: 共有 3 種產(chǎn)品， 即 8 點(diǎn)和 16 點(diǎn) DC、 8 點(diǎn) AC 2) 輸出擴(kuò)展模塊 EM222： 共有 5 種產(chǎn)品， 即 8 點(diǎn) DC 和 4 點(diǎn) DC（ 5A)、 8 點(diǎn) AC、 8 點(diǎn)繼電器和 4 點(diǎn)繼電器 (10A)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對大學(xué)四年學(xué)習(xí)研究的一個總結(jié)，同時(shí)也是一個在學(xué)習(xí)的過程。 諸如以上的一些問題還有很多，但對于 PLC控制的機(jī)械手的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)不會終止，相信在將來這片領(lǐng)域會更放異彩。 (3）確定應(yīng)選擇 PLC 的點(diǎn)數(shù) 在滿足控制要求 和對 I／ O 點(diǎn)留有一定的裕量 的前提下 ，應(yīng)合理選用 PLC 的I／ O 點(diǎn)的數(shù)量。 RGB 顏色傳感器具有抗噪聲干擾能力強(qiáng)，外圍電路簡單，空間利用率高，組裝成本低等優(yōu)點(diǎn) ，并且 根據(jù)前面的介紹和比較，便于 PLC 控制系統(tǒng)的簡單化，控制系統(tǒng)更容易實(shí)現(xiàn)，因此選擇 RGB 顏色傳感器。 （ 10）擺動氣缸左旋 當(dāng)手臂上升碰到上限位開關(guān)， YV4 斷電，上升停止，三位四通換向閥 3 的YV6 得電，使擺動氣缸左旋。真空發(fā)生器就是一種能夠方便簡單地獲得負(fù)壓的新型的高效的清潔的小型真空元件。 壓力控制閥：用來調(diào)控壓力大小。機(jī)械手的驅(qū)動系統(tǒng)一般可分為液壓、氣壓、電氣三種驅(qū)動方式。 夾持式手部的結(jié)構(gòu)與人手類似，也有手指，夾持工件需要有一定的夾緊力，對定位精度要求高，設(shè)計(jì)起來比 較復(fù)雜。本論文主要研究內(nèi)容如下： （ 1） 物料分揀機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 執(zhí)行系統(tǒng)：機(jī)械手執(zhí)行系統(tǒng)主要由手部、手臂、立柱和機(jī)座以及傳動機(jī)等構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的各種機(jī)械運(yùn)動。 關(guān)鍵詞 : 機(jī)械手，氣動控制， 可編程控制器（ PLC），自動化控制，物料分揀 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） Abstract With the development of productive forces, advanced manufacturing are introducing manipulator gradually, through which to acplish some work,for example handling, sorting, etc., instead of a humandominated heavy labor. The paper observes the status of the development of manipulator, focus on the impact of future manipulator for the entire manufacturing industry, put forward some ideas of the design of the manipulator . Firstly I decide to use pneumatic drive and PLC to control , to a great extent play the advantages of their functions, so the software and hardware to achieve a plementary effect, this is the future development of a trend robot. Overall the material sorting robot mechanical structure, actuators, drives and control system analysis and design. Finally, I put forward a simple and efficient control strategies. Through a series of research and exploration, finally I drew a this sorting material manipulator can be affordable and reliable. Key words: manipulator ； pneumaticdriven； programmable logic controller (PLC)； automatic control； sorting materials 南京工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（論文） 目 錄 第一章 緒論 ....................................................................................1 研究的目的及意義 ..................................................