【正文】 作循環(huán)為：下降——真空吸盤吸料——上升——右行——下降——真空吸盤放料——上升——左行。氣缸5的活塞帶動真空吸盤下降，下降到達(dá)預(yù)定位置的時候，壓下限位開關(guān)SQ1，2YA斷電氣缸使真空吸盤停止下降；同時電磁鐵5YA通電，真空開關(guān)打開，真空吸盤吸取工件；夾緊后，電磁鐵1YA通電，氣缸5的活塞帶動真空吸盤上升，上升到預(yù)定位置時，壓下限位開關(guān)SQ2，使電磁鐵1YA斷電，上升停止；同時電磁鐵3YA通電，氣缸11的活塞帶動真空吸盤右移。移動到原點時，壓下限位開關(guān)SQ4，使電磁鐵4YA斷電，真空吸盤左移停止，一個周期的工作循環(huán)結(jié)束。第四章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計 PLC簡介 PLC的定義 可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡稱PC。用戶在購到所需的PLC后，只需按說明書的提示，做少量的接線和簡易的用戶程序編制工作，就可靈活方便地將PLC應(yīng)用于生產(chǎn)實踐。進(jìn)入運行后，從用戶程序存儲器中逐條讀取指令，經(jīng)分析后再按指令規(guī)定的任務(wù)產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號，去指揮有關(guān)的控制電路。I/O種類有開關(guān)量輸入（DI），開關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等。同時，有的還為輸入電路提供24V的工作電源。某些PLC也配有手持型編程器，目前一般由計算機(jī)（運行編程軟件）充當(dāng)編程器。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點說法。對于一個自動化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。2. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)。6. 維護(hù)方便。3． 運動控制。此外，豐富的CPU類型和電壓等級使其在解決用戶的工業(yè)自動化問題時，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。l 電源向CPU及其所連接的任何模塊提供電力。l 通過擴(kuò)展模塊可以提供其通訊功能。 Micro CPU 模塊,一臺個人計算機(jī)(PC),STEP 7Micro/win32()編程軟件,(PC),你必須以下一種設(shè)備:一條PC/PPI 電纜；一個通訊處理器(PC)和多點接口(MPI)電纜；一塊MPI卡,隨MPI卡提供一根通訊電纜。其中DC輸入/DC輸出的有3種，DC輸入/繼電器輸出的有三種，它們對應(yīng)的輸入/輸出點數(shù)分別為4點、8點和16點。 PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計方案概述 系統(tǒng)的整體設(shè)計分析 沖壓線吸放料機(jī)構(gòu)是由氣缸驅(qū)動的，氣缸由對應(yīng)的電磁閥控制。機(jī)械手的放松、夾緊由一個單線圈兩位置電磁閥(稱為夾緊電磁閥)控制。該機(jī)械手的工作方式有手動和自動循環(huán)操作，在單步手動工作方式下每按一下“開始” 按鈕，機(jī)械手按程序執(zhí)行一步相應(yīng)的動作，可實現(xiàn)上升、下降、伸臂、縮臂、夾緊、放料操作。在系統(tǒng)通電后按下“啟動 ”按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。至此，機(jī)械手經(jīng)過八步動作完成了一個周期的動作。輸出設(shè)備有電磁鐵1YA、2YA、3YA、4YA、5YA，共占5個輸出點。在運行時按下“負(fù)載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM的主接觸點接通，給外部負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時用“緊急停車”按鈕斷開負(fù)載電源。而機(jī)械手在最上、最左并且夾緊裝置松開時，系統(tǒng)處于原點狀態(tài)。所有自動操作，機(jī)械手必須先回零點。在零點位置上，把選擇開關(guān)旋到“自動循環(huán)”位置，按下啟動按鈕，機(jī)械手就開始連續(xù)運行。圖45 機(jī)械手控制流程圖。當(dāng)下降到底碰到下限位開關(guān)時，X00接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)到S22同時將狀態(tài)S21清0輸出電器Y02復(fù)位，Y05置1，于是機(jī)械手停止下降，執(zhí)行夾緊動作；定時器T1開始計時，接通T1常開觸點將狀態(tài)S23置1，同時將工作狀態(tài)S22清0，而輸出繼電器Y01得電，執(zhí)行上升動作。圖46 自動操作流程圖根據(jù)順序功能圖可以編寫梯形圖，如下第五章 總結(jié)與展望歷時幾個月的畢業(yè)設(shè)計即將結(jié)束了，在這段時間里，我學(xué)習(xí)到了很多東西，在工作的細(xì)心上也得到了提高。本設(shè)計以系統(tǒng)的控制要求，綜合運用了PLC技術(shù)，利用PLC控制電磁閥線圈電源的通斷來控制氣路系統(tǒng)，該控制系統(tǒng)與其它控制系統(tǒng)相比，節(jié)省了大量的電氣元件，充分發(fā)揮了氣動技術(shù)和PLC技術(shù)的優(yōu)勢，較好地實現(xiàn)了自動吸放料機(jī)構(gòu)的一連串動作。而氣動機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護(hù)、易實現(xiàn)復(fù)雜的動作等優(yōu)點。氣動技術(shù)經(jīng)歷了一個漫長的發(fā)展過程，隨著氣動伺服技術(shù)走出實驗室，氣動技術(shù)及氣動機(jī)械手迎來了嶄新的春天。由于氣動機(jī)械手有結(jié)構(gòu)簡單、易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護(hù)、易實現(xiàn)復(fù)雜的動作等諸多獨特的優(yōu)點，可以預(yù)見，在不久的將來，氣動機(jī)械手將越來越廣泛地進(jìn)人工業(yè)、軍事、航空、醫(yī)療、生活等領(lǐng)域。我國對氣動技術(shù)和氣動機(jī)械手的研究與應(yīng)用比較晚，但隨著投入力度和研發(fā)力度的加大，我國自主研制的許多氣動機(jī)械手已經(jīng)在汽車等行業(yè)為國家的發(fā)展進(jìn)步發(fā)揮著重要作用。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。系統(tǒng)還具有運行可靠、使用方便、抗干擾能力強(qiáng)、能經(jīng)受惡劣環(huán)境考驗等優(yōu)越性，因此PLC控制技術(shù)已成為氣動控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。我選擇這個設(shè)計，也是為了彌補(bǔ)以前學(xué)習(xí)上的不足。當(dāng)上升到上限位時，X01接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)到S24，同時將狀態(tài)S23清0，Y01失電，不再上升，而Y03得電，執(zhí)行右行動作，當(dāng)右行至右限位時，X02接通，Y03失電機(jī)械手停止右行，若此時X04接通，則狀態(tài)轉(zhuǎn)到S25，同時將狀態(tài)S24清0，而Y02再次得電，執(zhí)行下降動作，當(dāng)下降到底碰到下限位開關(guān)時，X00接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26同時將狀態(tài)S25清0，輸出繼電器Y02和Y05復(fù)位，于是機(jī)械手停止下降，執(zhí)行松開動作；定時器T2開始計時，接通T2常開觸點將狀態(tài)S27置1，同時將工作狀態(tài)S26清0，而輸出繼電器Y01再次得電，執(zhí)行上升動作。當(dāng)機(jī)械手在原點時，將狀態(tài)S20置1這是第一步。 PLC控制程序設(shè)計根據(jù)機(jī)械手的工作過程要求，確定各動作的先后順序和相互關(guān)系，得出機(jī)械手控制流程圖如圖45所示。在零點位置上，把選擇開關(guān)旋到“單周期” 位置，按下啟動按鈕，機(jī)械手就進(jìn)行一次循環(huán)運行，并返回在原點停止。自動操作分為步進(jìn)、單周期和自動循環(huán)操作。 PLC外部接線圖手動控制分為手動和回原點兩種操作。共需6個輸出點，其輸入輸出端子分配情況如表41所示。手動控制分為手動和回原點兩種操作。上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止； 同時接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。．夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升，上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。在自動工作方式下機(jī)械手的動作順序為：下降一夾緊一上升一右移一下降一放料一上升一左移(回到初始位)，按下開始按鈕，機(jī)械手自動完成一個周期的動作后停止。機(jī)械手是整個機(jī)械設(shè)備中的一部分，主要有伸縮臂、升降臂、抓工件、放料等功能。例如，當(dāng)下降電磁閥通電時，機(jī)械手才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時，機(jī)械手上升停止。5. 模擬量輸出擴(kuò)展模塊EM232。2. 輸出擴(kuò)展模塊EM222：共有5種產(chǎn)品，即8點DC和4點DC、8點AC、8點繼電器和4點繼電器。l EEPROM卡可以存儲CPU程序，也可以將一個CPU中的程序傳送到另一個CPU中。l 狀態(tài)信號燈顯示了CPU的工作模式（運行或停止），本機(jī)的I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來的系統(tǒng)錯誤。 S7200 CPU外型圖l CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲數(shù)據(jù)，以便對工業(yè)自動控制任務(wù)或過程進(jìn)行控制。 對PLC的選取 ：S7200系列是一類可編程邏輯控制器（Micro PLC）。PLC的主要應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵聨追N： 1． 中小型電氣控制系統(tǒng)。4. 功能強(qiáng)大，成本低。PLC的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 PLC控制原理及其特點PLC的工作原理：PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。多數(shù)PLC具有RS232接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。iii)輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等?！? 底板或機(jī)架大多數(shù)模塊式PLC使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。不同機(jī)型的PLC期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機(jī)單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機(jī)型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴(kuò)展。I/O模塊集成了PLC的I/O電路，其輸入暫存器反映輸入信號狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。： PLC硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)PLC的各組成元素的構(gòu)成及功能：CPU的構(gòu)成及功能CPU是PLC的核心，起神經(jīng)中樞的作用，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成，CPU單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時/計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。真空吸盤工作時的速度可由節(jié)流閥10控制，返回時具有急回特性。下降到達(dá)預(yù)定位置時，壓下限位開關(guān)SQ1，使2YA斷電，真空吸盤停止下降；同時，5YA斷電，真空吸盤松開零件，把零件放在工作臺上。 開始時，端拾器停在原點處。它的氣源是由空氣壓縮機(jī)通過快換接頭進(jìn)入儲氣罐，經(jīng)分水過濾器、調(diào)壓閥、油霧器，進(jìn)入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，以控制氣缸和端拾器動作。 這樣橫向氣缸的工作載荷主要是縱向氣缸和導(dǎo)軌的摩擦力，取摩擦系數(shù)μ=。在研究氣缸的性能和確定氣缸缸徑時，常用到負(fù)載率β： β= 氣缸的實際負(fù)載F 氣缸的理論負(fù)載F。對于平板的抓取，通常較多使用真空吸盤，而對于方形、圓形的物體，通常使用手指氣缸來完成。 氣缸的設(shè)計及安放 A．水平