【正文】 ，但是其核心技術(shù)仍以掌握在PLC生產(chǎn)大國(guó)手中，我國(guó)的PLC自主之路仍充滿著挑戰(zhàn)。PLC可靠性高，控制系統(tǒng)穩(wěn)定，同時(shí)在半世紀(jì)的發(fā)展和總結(jié)中，已經(jīng)形成了完善的功能，具有很強(qiáng)的適應(yīng)性。圖11 PLC內(nèi)部結(jié)構(gòu) 中央處理器CPU 中央處理器是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的最重要部件，其作用就相當(dāng)于人體的大腦，在PLC系統(tǒng)中處于中樞地位[1]。在每一個(gè)固定的掃毛周期內(nèi)，CPU都重復(fù)進(jìn)行著相同的動(dòng)作。系統(tǒng)程序和用戶程序在在存儲(chǔ)器中有獨(dú)立的位置劃分。圖22 PLC漏形輸入和源形輸入接線漏形輸入時(shí)，PLC公共端接24V，電流由外部流入輸入端子；源形輸入時(shí)，PLC公共端接0V，電流由端子流出。輸出單元也有源形輸出和漏形輸出的區(qū)別，圖23就是兩種不同的輸出方式。PLC運(yùn)行需要給其供電，其開關(guān)量的閉合、斷開控制是由直流電源的高低電平來實(shí)現(xiàn)的，所以PLC運(yùn)行時(shí)候需要給其供應(yīng)直流穩(wěn)壓電源。在PLC的選型時(shí)候，可從以下幾個(gè)方面進(jìn)行。第二，選取合適的電源類型。第三，明白輸出信號(hào)類型。2 機(jī)械手概況 機(jī)械手的起源與發(fā)展機(jī)械手顧名思義就是使機(jī)械設(shè)備擁有手一樣的作用，靈活的完成各項(xiàng)動(dòng)作，對(duì)不同位置、不同環(huán)境下的物體有目的的進(jìn)行操作。21世紀(jì)是信息化世紀(jì)，自動(dòng)化成為了工業(yè)的主流，信息技術(shù)的發(fā)展使得機(jī)械手的工作內(nèi)容變得更加復(fù)雜。無論機(jī)械手動(dòng)作的動(dòng)力來自于哪一種，其都是通過外部設(shè)備力量的施加，推動(dòng)機(jī)械部分定向的移動(dòng)，從而完成基本動(dòng)作。3機(jī)械手控制系統(tǒng) 基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究意義機(jī)械設(shè)備自動(dòng)化過程都是由機(jī)械部分和控制部分共同構(gòu)成的，而本次的課題是基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)，就是通過PLC程序的控制，來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手預(yù)期希望達(dá)到的效果[6]。其次，基于PLC的機(jī)械手控制系統(tǒng)的研究，能夠?qū)LC這主流的控制系統(tǒng)有更加深刻的認(rèn)知。在進(jìn)行控制系統(tǒng)研究的過程中，能夠在試驗(yàn)中總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，使系統(tǒng)得到進(jìn)一步完善。一般的應(yīng)用較多的中小型PLC，I\O口一般在20512點(diǎn)之間，眾多的接觸觸電能夠?qū)崿F(xiàn)輸入信號(hào)的接收和輸出信號(hào)的給定，傳統(tǒng)的信號(hào)反饋通過開關(guān)控制，不僅系統(tǒng)復(fù)雜，而且電器元件眾多，所占空間很大，系統(tǒng)成本很高。機(jī)械手作為機(jī)械設(shè)備，如果希望其擁有人一樣的動(dòng)作，就需要設(shè)計(jì)者在其執(zhí)行動(dòng)作之前，大腦中已經(jīng)有一個(gè)完整的動(dòng)作流程。PLC是信息技術(shù)與控制技術(shù)的結(jié)合，通過編程軟件進(jìn)行編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)電路的控制，從而將信號(hào)給到制定的機(jī)械系統(tǒng)，從而使機(jī)械設(shè)備自主的完成相應(yīng)的動(dòng)作。搬運(yùn)、打磨、焊接、剖光等功能性機(jī)械手較為常見。電動(dòng)馬達(dá)繞線后在其轉(zhuǎn)軸兩端需要壓上質(zhì)地較硬的紡脫落夾片，在流水線中，一般繞線后馬達(dá)的轉(zhuǎn)移和沖壓夾片是在兩個(gè)工位上完成的，其不僅操作過程復(fù)雜、效率低下，而且在有限的工廠環(huán)境下所占空間大，這是一種極大的浪費(fèi)。本次課題就是以自動(dòng)化生產(chǎn)線設(shè)備為載體，具體的實(shí)施設(shè)備功能的整合，使多重動(dòng)作在一臺(tái)設(shè)備中實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械手的動(dòng)力系統(tǒng)主要是氣缸，氣缸在伸縮過程中，用傳感器進(jìn)行識(shí)別是否到達(dá)指定的位置。當(dāng)在檢測(cè)左工位有無產(chǎn)品時(shí)候，選用光電傳感器。接近傳感器在產(chǎn)品接觸到觸頭一定距離時(shí)候能感受到信號(hào)，其相當(dāng)一個(gè)常開觸點(diǎn)。如果有外物在沖壓過程中進(jìn)入光幕后的區(qū)域，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，PLC就能識(shí)別。由于本課題共有14個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，所以選用輸入有16點(diǎn)，輸出有14點(diǎn)的三菱FX1S30MROO1型PLC。FX1S30MR001input名稱備注output名稱備注x0啟動(dòng)按鈕y0水平氣缸電磁閥x1復(fù)位按鈕y1伸縮氣缸電磁閥x2急停按鈕接NCy2夾取氣缸電磁閥x3左工位產(chǎn)品有無檢測(cè)傳感器光電傳感器y3壓制氣缸電磁閥x4水平位置氣缸始端傳感器磁性開關(guān)x5水平位置終端傳感器磁性開關(guān)x6伸縮氣缸上傳感器磁性開關(guān)x7伸縮氣缸下傳感器磁性開關(guān)x10夾取氣缸始端傳感器磁性開關(guān)x11夾取氣缸終端傳感器磁性開關(guān)x12壓制氣缸始端傳感器磁性開關(guān)x13壓制氣缸終端傳感器磁性開關(guān)x14夾片有無檢測(cè)傳感器接近傳感器x15光幕傳感器光電傳感器表41 PLC輸入輸出分配 一般情況下，輸入端開關(guān)都置于端口的靠前位置，在進(jìn)行輸入和輸出的端口分配時(shí)，一定要有預(yù)留一定數(shù)量的觸點(diǎn)，以便于在某些觸點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)候備用。之后接一個(gè)急停按鈕，其接常閉觸點(diǎn)，也就是在通常情況下急停按鈕保持電流通暢，在遇到緊急情況時(shí)候按下急停按鈕，常閉觸點(diǎn)斷開導(dǎo)致主回路關(guān)段，起到手動(dòng)應(yīng)急關(guān)斷效果。24V開關(guān)電源的輸出端接一個(gè)白色的指示燈，在其有電流時(shí)候，直觀的顯示通電狀態(tài)。 PLC輸入接線PLC的輸入端是外部給PLC的信號(hào)，每一個(gè)輸入端回路都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，不同的端口起到不同的效果。圖43 機(jī)械手控制系統(tǒng)PLC輸出端接線圖PLC的輸出公共端接0V,輸出端Y00接水平氣缸電磁閥，Y02接伸縮氣缸電磁閥，Y03接夾取氣缸電磁閥，以接沖壓氣缸電磁閥。4．4 程序梯形圖本次設(shè)計(jì)，采用三菱PLC專門的編程軟件GX Developer，編程采用步進(jìn)梯形圖的方式，程序如下。圖48 加緊氣缸動(dòng)作步進(jìn)程序當(dāng)伸縮氣缸到達(dá)底端，下部的的傳感器X007給PLC信號(hào)，此時(shí)沖壓氣缸還保持原有狀態(tài)，加緊氣缸輔助繼電器得信號(hào)，步進(jìn)進(jìn)入S23狀態(tài)。圖412 沖壓氣缸動(dòng)作步進(jìn)程序 機(jī)械手將工件移動(dòng)至右側(cè)伸縮氣缸伸到位，下方傳感器的信號(hào)，手工將夾片放到原工件上，光幕在人手縮回來時(shí)候有信號(hào)輸出，夾片被接觸傳感器感受到，這時(shí)候沖壓氣缸動(dòng)作，當(dāng)沖壓氣缸到位時(shí)候定時(shí)3s，保證夾片被壓緊。圖414 復(fù)位程序 當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)候，在通電瞬間，狀態(tài)寄存器S20至S28批量復(fù)位，同時(shí)伸縮氣缸和沖壓氣缸直接復(fù)位。4．5人機(jī)界面設(shè)計(jì)本課題采用信捷觸摸屏，在自動(dòng)畫面分別顯示四個(gè)氣缸的動(dòng)作，四個(gè)指示燈分別連接對(duì)象Y0、YYY3，選擇取反操作，當(dāng)運(yùn)行時(shí)候，燈為綠色，當(dāng)停止運(yùn)行時(shí)候，燈為紅色。當(dāng)點(diǎn)擊進(jìn)行自動(dòng)按鈕，則畫面返回自動(dòng)換面[17]。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年大學(xué)專業(yè)知識(shí)的總結(jié)，所以本課題是對(duì)自己學(xué)習(xí)生涯的一個(gè)最好的階段性總結(jié)。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)自身意志的一種鍛煉。上海:對(duì)于本次選擇設(shè)計(jì)型課題，需要對(duì)于知識(shí)進(jìn)行綜合性的應(yīng)用，所以在理論知識(shí)的收集時(shí)候，需要很多的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才能完成，而老師的經(jīng)驗(yàn)傳授也是我完勝本次設(shè)計(jì)的重要