【正文】 作循環(huán)為：下降——真空吸盤(pán)吸料——上升——右行——下降——真空吸盤(pán)放料——上升——左行。氣缸5的活塞帶動(dòng)真空吸盤(pán)下降，下降到達(dá)預(yù)定位置的時(shí)候，壓下限位開(kāi)關(guān)SQ1，2YA斷電氣缸使真空吸盤(pán)停止下降；同時(shí)電磁鐵5YA通電，真空開(kāi)關(guān)打開(kāi)，真空吸盤(pán)吸取工件；夾緊后，電磁鐵1YA通電，氣缸5的活塞帶動(dòng)真空吸盤(pán)上升，上升到預(yù)定位置時(shí)，壓下限位開(kāi)關(guān)SQ2，使電磁鐵1YA斷電，上升停止；同時(shí)電磁鐵3YA通電，氣缸11的活塞帶動(dòng)真空吸盤(pán)右移。移動(dòng)到原點(diǎn)時(shí)，壓下限位開(kāi)關(guān)SQ4，使電磁鐵4YA斷電，真空吸盤(pán)左移停止，一個(gè)周期的工作循環(huán)結(jié)束。第四章 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) PLC簡(jiǎn)介 PLC的定義 可編程序控制器，英文稱Programmable Controller，簡(jiǎn)稱PC。用戶在購(gòu)到所需的PLC后，只需按說(shuō)明書(shū)的提示，做少量的接線和簡(jiǎn)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(shí)踐。進(jìn)入運(yùn)行后，從用戶程序存儲(chǔ)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(hào)，去指揮有關(guān)的控制電路。I/O種類有開(kāi)關(guān)量輸入（DI），開(kāi)關(guān)量輸出（DO），模擬量輸入（AI），模擬量輸出（AO）等。同時(shí)，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(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。因此，網(wǎng)絡(luò)在自動(dòng)化系統(tǒng)集成工程中的重要性越來(lái)越顯著，甚至有人提出網(wǎng)絡(luò)就是控制器的觀點(diǎn)說(shuō)法。對(duì)于一個(gè)自動(dòng)化工程(特別是中大規(guī)?？刂葡到y(tǒng))來(lái)講，選擇網(wǎng)絡(luò)非常重要的。然后重新返回第一條指令，開(kāi)始下一輪新的掃描。2. 控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。6. 維護(hù)方便。3． 運(yùn)動(dòng)控制。此外，豐富的CPU類型和電壓等級(jí)使其在解決用戶的工業(yè)自動(dòng)化問(wèn)題時(shí)，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(guò)擴(kuò)展模塊可以提供其通訊功能。 Micro CPU 模塊,一臺(tái)個(gè)人計(jì)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(gè)通訊處理器(PC)和多點(diǎn)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(duì)應(yīng)的輸入/輸出點(diǎn)數(shù)分別為4點(diǎn)、8點(diǎn)和16點(diǎn)。 PLC控制系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案概述 系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分析 沖壓線吸放料機(jī)構(gòu)是由氣缸驅(qū)動(dòng)的，氣缸由對(duì)應(yīng)的電磁閥控制。機(jī)械手的放松、夾緊由一個(gè)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(dòng)和自動(dòng)循環(huán)操作，在單步手動(dòng)工作方式下每按一下“開(kāi)始” 按鈕，機(jī)械手按程序執(zhí)行一步相應(yīng)的動(dòng)作，可實(shí)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(dòng) ”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(guò)八步動(dòng)作完成了一個(gè)周期的動(dòng)作。輸出設(shè)備有電磁鐵1YA、2YA、3YA、4YA、5YA，共占5個(gè)輸出點(diǎn)。在運(yùn)行時(shí)按下“負(fù)載電源”按鈕，使KM線圈得電并自鎖，KM的主接觸點(diǎn)接通，給外部負(fù)載提供交流電源，出現(xiàn)緊急情況時(shí)用“緊急停車(chē)”按鈕斷開(kāi)負(fù)載電源。而機(jī)械手在最上、最左并且?jiàn)A緊裝置松開(kāi)時(shí)，系統(tǒng)處于原點(diǎn)狀態(tài)。所有自動(dòng)操作，機(jī)械手必須先回零點(diǎn)。在零點(diǎn)位置上，把選擇開(kāi)關(guān)旋到“自動(dòng)循環(huán)”位置，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手就開(kāi)始連續(xù)運(yùn)行。圖45 機(jī)械手控制流程圖。當(dāng)下降到底碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)，X00接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)到S22同時(shí)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(dòng)作；定時(shí)器T1開(kāi)始計(jì)時(shí)，接通T1常開(kāi)觸點(diǎn)將狀態(tài)S23置1，同時(shí)將工作狀態(tài)S22清0，而輸出繼電器Y01得電，執(zhí)行上升動(dòng)作。圖46 自動(dòng)操作流程圖根據(jù)順序功能圖可以編寫(xiě)梯形圖，如下第五章 總結(jié)與展望歷時(shí)幾個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束了，在這段時(shí)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(jì)以系統(tǒng)的控制要求，綜合運(yùn)用了PLC技術(shù)，利用PLC控制電磁閥線圈電源的通斷來(lái)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(dòng)技術(shù)和PLC技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，較好地實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)吸放料機(jī)構(gòu)的一連串動(dòng)作。而氣動(dòng)機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、重量輕、動(dòng)作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。氣動(dòng)技術(shù)經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的發(fā)展過(guò)程，隨著氣動(dòng)伺服技術(shù)走出實(shí)驗(yàn)室，氣動(dòng)技術(shù)及氣動(dòng)機(jī)械手迎來(lái)了嶄新的春天。由于氣動(dòng)機(jī)械手有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等諸多獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)見(jiàn)，在不久的將來(lái)，氣動(dòng)機(jī)械手將越來(lái)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(guó)對(duì)氣動(dòng)技術(shù)和氣動(dòng)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(guó)自主研制的許多氣動(dòng)機(jī)械手已經(jīng)在汽車(chē)等行業(yè)為國(guó)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(lái)越小，而PLC的輸出功率在增大，由PLC直接控制線圈變得越來(lái)越可能。系統(tǒng)還具有運(yùn)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(yàn)等優(yōu)越性，因此PLC控制技術(shù)已成為氣動(dòng)控制系統(tǒng)中使用最多的控制方式。我選擇這個(gè)設(shè)計(jì)，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(shí)，X01接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)到S24，同時(shí)將狀態(tài)S23清0，Y01失電，不再上升，而Y03得電，執(zhí)行右行動(dòng)作，當(dāng)右行至右限位時(shí)，X02接通，Y03失電機(jī)械手停止右行，若此時(shí)X04接通，則狀態(tài)轉(zhuǎn)到S25，同時(shí)將狀態(tài)S24清0，而Y02再次得電，執(zhí)行下降動(dòng)作，當(dāng)下降到底碰到下限位開(kāi)關(guān)時(shí)，X00接通，狀態(tài)轉(zhuǎn)移到S26同時(shí)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(kāi)動(dòng)作；定時(shí)器T2開(kāi)始計(jì)時(shí)，接通T2常開(kāi)觸點(diǎn)將狀態(tài)S27置1，同時(shí)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(dòng)作。當(dāng)機(jī)械手在原點(diǎn)時(shí)，將狀態(tài)S20置1這是第一步。 PLC控制程序設(shè)計(jì)根據(jù)機(jī)械手的工作過(guò)程要求，確定各動(dòng)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(diǎn)位置上，把選擇開(kāi)關(guān)旋到“單周期” 位置，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手就進(jìn)行一次循環(huán)運(yùn)行，并返回在原點(diǎn)停止。自動(dòng)操作分為步進(jìn)、單周期和自動(dòng)循環(huán)操作。 PLC外部接線圖手動(dòng)控制分為手動(dòng)和回原點(diǎn)兩種操作。共需6個(gè)輸出點(diǎn)，其輸入輸出端子分配情況如表41所示。手動(dòng)控制分為手動(dòng)和回原點(diǎn)兩種操作。上升到頂時(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止； 同時(shí)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(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。在自動(dòng)工作方式下機(jī)械手的動(dòng)作順序?yàn)椋合陆狄粖A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(kāi)始按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。機(jī)械手是整個(gè)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(shí)，機(jī)械手才上升；當(dāng)上升電磁閥斷電時(shí)，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(diǎn)DC和4點(diǎn)DC、8點(diǎn)AC、8點(diǎn)繼電器和4點(diǎn)繼電器。l EEPROM卡可以存儲(chǔ)CPU程序，也可以將一個(gè)CPU中的程序傳送到另一個(gè)CPU中。l 狀態(tài)信號(hào)燈顯示了CPU的工作模式（運(yùn)行或停止），本機(jī)的I/O的當(dāng)前狀態(tài)，以及檢查出來(lái)的系統(tǒng)錯(cuò)誤。 S7200 CPU外型圖l CPU負(fù)責(zé)執(zhí)行程序和存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，以便對(duì)工業(yè)自動(dòng)控制任務(wù)或過(guò)程進(jìn)行控制。 對(duì)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(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 PLC控制原理及其特點(diǎn)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(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如EPROM、EEPROM寫(xiě)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(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使CPU能訪問(wèn)底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)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(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)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(yùn)算器、控制器、寄存器及實(shí)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(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過(guò)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(guò)程。真空吸盤(pán)工作時(shí)的速度可由節(jié)流閥10控制，返回時(shí)具有急回特性。下降到達(dá)預(yù)定位置時(shí)，壓下限位開(kāi)關(guān)SQ1，使2YA斷電，真空吸盤(pán)停止下降；同時(shí)，5YA斷電，真空吸盤(pán)松開(kāi)零件，把零件放在工作臺(tái)上。 開(kāi)始時(shí)，端拾器停在原點(diǎn)處。它的氣源是由空氣壓縮機(jī)通過(guò)快換接頭進(jìn)入儲(chǔ)氣罐，經(jīng)分水過(guò)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(dòng)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(shí)，常用到負(fù)載率β： β= 氣缸的實(shí)際負(fù)載F 氣缸的理論負(fù)載F。對(duì)于平板的抓取，通常較多使用真空吸盤(pán)，而對(duì)于方形、圓形的物體，通常使用手指氣缸來(lái)完成。 氣缸的設(shè)計(jì)及安放 A．水平