基于plc的機械手設計-資料下載頁

　　

【正文】 改變周期。使用單段PTO操作更改中斷例行程序或子程序中的PTO周期，進行如下列步驟： 1. 設置控制字節（啟用PTO/PWM功能、選擇PTO操作、選擇、設置更新周 值）方法是在SMB67: 1681（用于微秒）或1689（用于毫秒）中載入下 列一個值。 2. 在SMW68中，載入新周期的一個字尺寸值。 ，使S7200為PTO/PWM發生器編程。更新脈沖計數信號波形輸出開始之前，CPU必須完成所有進行中的PTO。 4. 退出中斷例行程序或子程序。圖38 PTO脈沖設置機械手的運動過程由步進電機和直流電機進行驅動控制。步進電機的運動需要步進電機驅動器進行驅動，當有脈沖輸入時步進電機才會動作，且每當脈沖由低變高時步進電機走一步；改變電機轉向時，需要加方向信號。因此機械手的上升與下降、左移與右移作就是通過控制這兩個步進電機的正反轉來實現的。機械手的放松/夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥控制。當該線圈通電時，機械手放松；該線圈斷電時，機械手夾緊。機械手的動作示意圖如圖38所示，機械手若不在原點則PLC向驅動器一同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機一反轉，橫軸左移。當左移到位時碰到后限位開關，斷開對驅動器一的信號輸入而同時主機向驅動器二輸入脈沖信號，步進電機二正轉，機械手上升。上升到底時碰到上限位開關，上升停止，回到原點此時機械手算是復位了。下面開始工作，主機向驅動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉，機械手下降。降到底時碰到下限位開關，下降停止，氣夾電磁閥斷電，機械手夾緊。夾緊后，主機向驅動器二只輸入脈沖信號，步進電機二正轉，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升停止。PLC向驅動器一輸入脈沖信號，步進電機一正轉，機械手右移，右移到位時碰到前限位開關，右移停止。主機向驅動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉，機械手下降。降到底時碰到下限位開關，下降停止，同時夾緊電磁閥斷電，機械手放松。放松后，主機向驅動器二只輸入脈沖信號，步進電機二正轉，機械手上升。上升到頂時，碰到上限位開關，上升停止。上升到頂時，碰到上限位開關，上升停止。PLC向驅動器一同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機一反轉，橫軸后縮。機械手后縮，當后縮到底時碰到后限位開關，然后主機向驅動器二同時輸入脈沖信號和電平信號，步進電機二反轉，機械手下降。下降到底時碰到下限位開關，下降停止，回到原點。至此，機械手經完成一個循環的動作。 39 機械手運行示意圖4結論以上都是本系統設計的分布設計思路，下面對系統的總體運行思路來說明一下。在對機械手進行操作之前，先將編程好的軟件下載到各個控制器當中，下載后將各個硬件部分按照接線端子的提示連起來，其部分的硬件接線原理圖見附錄1所示。連接完成后，進行任務要求操作。由于任務要求用到觸摸屏，本次設計就將其代替按鈕輸入，使直接在觸摸屏上進行對機械手的控制操作。在觸摸屏上設計了兩個畫面分別對應了手動和自動操作界面，在手動操作界面上，有6個按鈕對應可執行機械手的上升、下降、左移、右移、抓取釋放動作；在自動操作界面上單周期和連續動作兩個按鈕，對應可是機械手進行單周期動作和連續動作。當按下觸摸的一個按鈕時，其就對PLC傳送出信號，PLC接收到動作信號，內部存儲器中進行程序運算，運算結束后發出信號和脈沖給步進電機驅動器，步進電機按收到的信號和脈沖，給步進電機發送指令，使其能按PLC所給的方向信號和速度脈沖進行動作，隨之能使機械手進行上升、下降、左移、右移動作。對于機械手的手抓抓緊釋放，PLC發出個高電平個直流電機驅動模塊，該模塊接收到信號執行電機的正反運行的確定,再由PLC給電磁閥一個高電平，使直流電機能夠進行轉動，直到PLC內部的定時器定時時間到PLC停止給電磁閥送高電平。這樣機械手的控制系統設計算是大體上完成了，接下來是對任務要求的內容進行調試，機械手能夠在手動操作時能在每個按鈕按下時，進行動作任務；在自動操作運行時，能進行對物件完成一次或連續一定距離的抓取釋放任務。由于條件和時間有限，沒有真正在實物上進行程序的調試，因此在PLC仿真軟件下對本次的設計進行了仿真調試，觀察程序是否能進行運行。在對本次用到的西門子PLCS7200的仿真軟件進行程序仿真時，該軟件不是西門子公司制造的，而且西門子官方沒有200PLC的仿真軟件，在對該軟件仿真時發現不能對SCR指令和高速脈沖進行仿真，只能對常開常閉，傳送，置位，復位，和一部分定時器和計數器仿真，所以對原來的程序進行了改動，詳細的說明圖解在附錄3和附錄4中可以看到。下面對部分改動的程序進行解釋一下，由于不能用到高速脈沖，，，上下動作；，，、左右限位開關。在指導老師和參考前人在PLC控制方面的經驗，以及自身的分析、理解和驗證完成了本次的背影設計。在制作過程遇到的困難是必須的，也是重要的，它得到的結果是令人高興的。通過這次設計經歷加深了對PLC控制領域的認識，鍛煉了查找、分析、理解、應用的能力，也提高了解決問題的經驗和水平，尤其是對控制領域應用PLC實現機電控制的知識、經驗和方法的認識有進一步的加深。在對本次設計的資料查找后，了解到目前我國很多地區的企業整個生產設備還比較落后且大部分工序都是通過人工來完成的，由此機械手因其成本比較低且操作簡單在中小企業的的投入使用越來越頻繁。隨著科技不斷進步我相信多功能復雜的機械手將會在不久的將來出現，所以在今后的學習和生活中我們還要不段的學習和創新，只有這樣才能設計出更符合現代社會所需求的產品。以下是我對其在未來發展方向及展望：（1）重復精度化 ：精度是指機器人、機械手到達指定點的精確程度，它與驅動器的分辨率以及反饋裝置有關。重復精度是指如果動作重復多次，機械手到達同樣位置的精確程度。重復精度比精度更重要，如果一個機器人定位不夠精確，通常會顯示一個固定的誤差，這個誤差是可以預測的，因此可以通過編程予以校正。重復精度限定的是一個隨機誤差的范圍，它通過一定次數地重復運行機器人來測定。隨著微電子技術和現代控制技術的發展，以及氣動伺服技術走出實驗室和氣動伺服定位系統的成套化。氣動機械手的重復精度將越來越高，它的應用領域也將更廣闊，如核工業和軍事工業等。（2） 模塊化：有的公司把帶有系列導向驅動裝置的氣動機械手稱為簡單的傳輸技術，而把模塊化拼裝的氣動機械手稱為現代傳輸技術。模塊化拼裝的氣動機械手比組合導向驅動裝置更具靈活的安裝體系。它集成電接口和帶電纜及氣管的導向系統裝置，使機械手運動自如。由于模塊化氣動機械手的驅動部件采用了特殊設計的滾珠軸承，使它具有高剛性、高強度及精確的導向精度。優良的定位精度也是新一代氣動機械手的一個重要特點。模塊化氣動機械手使同一機械手可能由于應用不同的模塊而具有不同的功能，擴大了機械手的應用范圍，是氣動機械手的一個重要的發展方向。（3）無給油化：為了適應食品、醫藥、生物工程、電子、紡織、精密儀器等行業的無污染要求，不加潤滑脂的不供油潤滑元件已經問世。隨著材料技術的進步，新型材料（如燒結金屬石墨材料）的出現，構造特殊、用自潤滑材料制造的無潤滑元件，不僅節省潤滑油、不污染環境，而且系統簡單、摩擦性能穩定、成本低、壽命長。（4）機電氣一體化：由“可編程序控制器傳感器氣動元件”組成的典型的控制系統仍然是自動化技術的重要方面；發展與電子技術相結合的自適應控制氣動元件，使氣動技術從“開關控制”進入到高精度的“反饋控制”；省配線的復合集成系統，不僅減少配線、配管和元件，而且拆裝簡單，大大提高了系統的可靠性。而今，電磁閥的線圈功率越來越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來越可能。氣動機械手、氣動控制越來越離不開PLC，而閥島技術的發展，又使PLC在氣動機械手、氣動控制中變得更加得心應手【9】。 致 謝 走出畢業論文的千頭萬緒看看現在的時光已是畢業在即。想想在大學的四年，心中的感激和留戀之情是無法用呆板的文字來表達的。感謝學校給我們提供了良好的學校環境，讓我們能夠在這里學習，生活。最后向我的設計指導老師xxx老師致以最真摯的謝意！x老師不僅在論文的寫作上細心指點，還從論文的選題到制作加以安排，從設計方法到編程優化無不凝聚她的精心指點。其次我還要感謝我的家人。“吾本寒家”，感謝我的父母含辛茹苦、無怨無悔地把我撫養、栽培到現在；多年來對我無私的支持、關愛與呵護。家人永遠是我的依托，也是鞭策我不斷前進的力量。有人說，時間如流水，一刻不停地沖刷著記憶，但是，有些記憶隨著時間的沖刷不會消逝，反而會變得越來越清晰、越來越值得回味，因為它們已深深銘刻在內心深處。參考文獻[1] 巫莉，黃江峰等. 電氣控制與PLC應用[M].北京：中國電力出版社, 2009，7.[2] 魏偉. PLC控制技術與應用[M].北京：中國輕工業出版社, 2010，5.[3] 豈興明. PLC與變頻器快速入門與實踐[M].北京：人民郵電出版社，2011，1.[4] 薛迎成. PLC與觸摸屏控制技術[M].北京：中國電力出版社，2008，2.[5] 羅萍，羅志勇等. PLC工程實例詳解[M].北京：人民郵電出版社, 2012，2.[6] 樊占鎖，[M].中國電力出版社，2012,6.[7] 夏卿，[J].煤炭技術，2012,31（2）：57～ 59.[8] 陳揚，[J].機電工技術，2010,39（4） ：96～105.[9][M].北京：國防工業出版社，2003,3.[10]陳宇，[M].廣州：華南理工大學出版社，2002，3.[11][M].北京：機械工業出版社，2004，8. 附錄1 機械手控制程序主程序子程序： 脈沖0下降脈沖0上升 脈沖1右移脈沖1左移