【正文】 畢 業(yè) 論 文淺談FESTO MPS搬運站控制系統(tǒng)作 者 姓 名 ： 戚長森 專 業(yè)、班 級： 電氣0803班 學 號： 2008110302 校內(nèi)指導教師： 張 鳴 校外指導教師： 常明友 完 成 日 期 ： 2011611 黃河水利職業(yè)技術(shù)學院自動化工程系 39 / 46摘 要該文以工業(yè)生產(chǎn)中常用的機械手為對象,結(jié)合微機控制技術(shù)、傳感器技術(shù)、PLC技術(shù)。該系統(tǒng)具有實時數(shù)據(jù)采集、報表輸出、預報報警分析、便于升級擴充等功能。針對氣動機械手控制系統(tǒng)開發(fā)應(yīng)用過程中出現(xiàn)的精度控制難等問題,設(shè)計了種以模糊PID控制策略結(jié)合專家判斷為控制手段的控制方案,闡述了該方案的控制系統(tǒng)組成、,控制精度高。為了提高機械手在工業(yè)生產(chǎn)中定位的精度，介紹一種基于PLC的機械手控制系統(tǒng)設(shè)計方案。方案中提出了步進電機在機械手定位應(yīng)用中的一種新思路，詳細論述機械手控制系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)及軟件實現(xiàn)方法。測試結(jié)果表明，該系統(tǒng)運行穩(wěn)定，定位精確,具有較高的應(yīng)用價值。為了以自然、直觀的方式控制仿人機械手，提高仿人機械手的操作性能,設(shè)計和實現(xiàn)了基于數(shù)據(jù)手套的仿人機械手控制系統(tǒng)。提出了從傳感器數(shù)據(jù)手套到仿真虛擬手和五指型仿人機械手的關(guān)節(jié)角度映射方案。設(shè)計了實時仿真控制和在線控制兩類控制模式,提出的借助仿真虛擬手可及時展示控制效果，解決了在線控制仿人機械手時運動時延帶來的控制不直觀的問題。實驗結(jié)果證明了基于數(shù)據(jù)手套的仿人機械手控制系統(tǒng)的正確性和實用性。針對國內(nèi)遠程控制所面臨的實際問題，設(shè)計了一種基于PLC遠程控制系統(tǒng)方案，介紹該機械手的詳細結(jié)構(gòu)、控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、原理及其硬件設(shè)計和控制流程。該控制系統(tǒng)包括西門子S7200 226型PLC及其他擴展模塊,可概括為PLC+觸摸屏+顯示儀表結(jié)構(gòu)。關(guān)鍵詞：機械手；MCGS（監(jiān)視與控制通用系統(tǒng)）；PLC目 錄摘 要 I引 言 1 1氣動控制部分 3 3 3 機械手單元氣動元件種類及結(jié)構(gòu)符號 3 5 5 5 9 、2組成 9 9 、調(diào)壓組件 11 12 ： 13 13 ： 13 ： 13 ： 14 2傳感器檢測部分 15 15 15 15 (即被測參數(shù))進行分類 16 16 16 16 16 16 17 17 17 18 18 18 18 19 19 19 20 （漫反射式）光電接近開關(guān) 20 20 。 21 21 22 23 Festo的接近式傳感器 23 23 24 24 25 25 25 可編程控制器控制部分 27 27 28 （輸入/輸出端口）。 33 （FXGP/WIN—C）對系統(tǒng)進行全過程監(jiān)控 33 35 36 36 結(jié) 論 38 參考文獻 39 致 謝 40 引 言FESTO MPS搬運站控制系統(tǒng)是將機械技術(shù)、電工電子技術(shù)、微電子技術(shù)、信息技術(shù)、傳感器技術(shù)、接口技術(shù)、信號變換技術(shù)等多種技術(shù)進行有機地結(jié)合，并綜合應(yīng)用到實際中去。在綜合應(yīng)用這些技術(shù)時，要根據(jù)系統(tǒng)的功能目標和優(yōu)化組合結(jié)構(gòu)的目標，合理配置布局驅(qū)動機構(gòu)、控制機構(gòu)、傳感檢測機構(gòu)、執(zhí)行機構(gòu)等，并使它們在微處理單元的控制下協(xié)調(diào)有序地工作，在機地融合在一起。MPS主要技術(shù)特征有以下幾點：（1）機械技術(shù)、電子技術(shù)和信息技術(shù)的彼此功能交互，大多以機械系統(tǒng)的高級微機控制的形式出現(xiàn)。（2）在一個具體的物理單元中，在不同子系統(tǒng)空間上的集成。（3）一體化系統(tǒng)的控制功能智能化。越來越先進的控制功能取代了許多操作人員的推理和判斷。（4）柔性化使得機電一體化產(chǎn)品能夠靈活地滿足各種要求，適應(yīng)各種環(huán)境。（5）采用微處理器控制的系統(tǒng)，易于增加或改變功能，無需增加硬件成本。（6）控制功能采用電子技術(shù)、微電子技術(shù)、微機控制技術(shù)來實現(xiàn)，因此，對用戶來說，MPS搬運站控制系統(tǒng)的內(nèi)部運行機制是隱蔽的。（7）在MPS技術(shù)中，設(shè)計思想方法與制造技術(shù)緊密聯(lián)系在一起，它們是并行發(fā)展的。該模塊化自動生產(chǎn)線（MPS）在教學過程中具有以下特點：（1）MPS系統(tǒng)是專為訓練工業(yè)現(xiàn)場的自動化生產(chǎn)制造技術(shù)而設(shè)計的。（2）通過本系統(tǒng)的訓練，學生將理論與實際相結(jié)合，可以掌握自動化生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計、制造、運行、維護維修等技能。（3）本系統(tǒng)采用敞開式安裝、模塊化形式，各模塊便于教學、易于搭建、拆卸和維護。（4）通過本系統(tǒng)的學習，學生可以獲得氣動、電氣動、工程控制、傳感器和電子方面的知識。通過實訓，使學生所學到的專業(yè)知識得到了充分的綜合應(yīng)用的同時，學生的學習能力、獨立思考能力、組織能力等綜合能力及創(chuàng)新精神和團隊合作精神得到了全面的鍛煉和提高。該模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)（MPS）適用于《可編程控制器PLC及應(yīng)用》、《傳感器及應(yīng)用》、 《自動機與自動線》 《氣動控制技術(shù)》、《自動控制技術(shù)》、《機械基礎(chǔ)》、《電氣設(shè)備維修》、《接口技術(shù)》等多種課程的理論、實驗、實習教學需要。 系統(tǒng)能自動完成自動供料、取料、裝配的功能。其功能是自動供料單元2中自動送出凹型和凸型工件，然后通過機械手單元和轉(zhuǎn)運機械手單元將其在送出工作站進行組裝，并通過送出工作站把工件送出到料槽完成工作，或把組裝完成的工件送到與該系統(tǒng)配套使用的傳送帶分揀工作站中繼續(xù)工作過程。 模塊化加工生產(chǎn)系統(tǒng)（MPS）結(jié)構(gòu)圖該系統(tǒng)在市場同類產(chǎn)品主要有費斯托（FESTO）公司出品模塊化生產(chǎn)加工系統(tǒng)。由于我校已購買費斯托（FESTO）系統(tǒng)，該系統(tǒng)在教學過程中有以下無可比擬的優(yōu)點：（1）制作工藝精良 （2）演示功能完善 （3）系統(tǒng)設(shè)計美觀1氣動控制部分，用于將工作臺A點的工件搬運到工作臺B點上。機械手的全部動作由電磁閥控制氣動系統(tǒng)工作。其上升/下降、左移/右移運動由電磁閥控制，其位置由磁性傳感器檢測，夾緊使用電磁閥控制氣爪，使用壓力傳感器檢測。即當下降電磁閥通電時，機械手下降；當下降電磁閥斷電時，機械手停止下降，但要保持現(xiàn)有的工作狀態(tài)。在上升電磁閥通電時，機械手上升；當電磁閥斷電后，機械手停止上升。夾緊電磁閥線圈通電時，機械手夾緊；線圈斷電時，機械手放松。 機械手控制單元結(jié)構(gòu)及移送工件的動作過程圖 機械手單元氣動元件種類及結(jié)構(gòu)符號（1）導向氣缸導向氣缸的外形、。 DPZ250雙作用雙活塞式氣缸，行程長度250mm，用于機械手單元X軸的左右伸縮，雙活塞氣缸是由兩個活塞進行驅(qū)動的， 因此在相同高度的情況下能產(chǎn)生2倍于標準 氣缸的推力。DPZCJ80雙作用雙活塞式氣缸，行程長度80mm，用于機械手單元Y軸的上下伸縮，其特點是該氣缸結(jié)構(gòu)簡單，將導軌和氣缸做于一體。、結(jié)構(gòu)及符號（2）氣爪氣缸（用于內(nèi)抓或外抓工件）氣爪外形、。Festo標準氣爪是用于搬運及裝配技術(shù)的 系統(tǒng)產(chǎn)品。其特點 雙作用活塞驅(qū)動、自對心； 不同的夾緊方式: 向外夾緊，向內(nèi)夾緊； 可以以多種方式和其它驅(qū)動器進行結(jié)合； 采用霍爾傳感器或接近式傳感器進行 位置感應(yīng)；。