【正文】 按鈕時(shí)， PLC 接到指令，系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)開始；按動(dòng)紅色按鈕使之停止；按動(dòng)緊停按鈕，系統(tǒng)急停。紅色燈在輸送系統(tǒng)暫停時(shí)常亮，搬運(yùn)系統(tǒng)未開始、運(yùn)行及緊停狀態(tài)下燈滅。當(dāng) Y 方向開始退回動(dòng)作后，為了防止夾取住工件的機(jī)械手與高架立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)生碰撞，使用計(jì)時(shí)器 T2 計(jì)時(shí) 2S 后， X、 Z 軸方向才開始同時(shí)退回。依據(jù)上面所列該三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手搬運(yùn)系統(tǒng)的控制要求，繪制出控制流程圖，如圖 所示。只有設(shè)計(jì)出流程圖，才可能順利而便捷地編寫出語(yǔ)句表或梯形圖，最終完成程序的設(shè)計(jì)。為了確保工件被安全地夾取，在夾取步驟后使用計(jì)時(shí)器 T1 計(jì)時(shí) 2S， Y 軸才開始退回。綠色按鈕用于系統(tǒng)的啟動(dòng)，紅色按鈕用于暫停系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)，緊急按鈕用于發(fā)生故障時(shí)緊急停止整個(gè)系統(tǒng)。選擇帶緊停、開始和停止按鈕的操作面板，放置在工作臺(tái)前方便于操作的位置。 （ 5） 機(jī)械手 該軟件構(gòu)建的四層高架立體倉(cāng)庫(kù)上自帶一個(gè)三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手，搭建 工藝站時(shí)即已搭建好機(jī)械手。 （ 2） SL參數(shù)工作臺(tái) 以 2*2m 的 柵格為坐標(biāo)系，搭建一個(gè)支承高架立體倉(cāng)庫(kù)和聯(lián)接平臺(tái)的工作臺(tái)。 共 頁(yè) 第 19 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 5 零件搬運(yùn)系統(tǒng) 設(shè)計(jì) 本課題以研究如何對(duì)毛坯零件和成品 零件進(jìn)行自動(dòng)化搬運(yùn)和倉(cāng)儲(chǔ)為出發(fā)點(diǎn)，現(xiàn)使用上述介紹的 MSM2102 軟件仿真構(gòu)建一套由高架立體倉(cāng)庫(kù)和三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手等組成的毛坯零件搬運(yùn)系統(tǒng)。如果發(fā)現(xiàn)問題，可以對(duì)其進(jìn)行修改和調(diào)試?？墒褂孟铝羞x項(xiàng)進(jìn)行接受： ① 單元：不同的空間、分割空間的墻和方便定位的網(wǎng)格； ② 倉(cāng)儲(chǔ)：工作臺(tái)、料箱、容器、支架 、刀夾； ③ 可編程控制器：各種帶可變的輸入 /輸出地址的自動(dòng)化裝置； ④ 工作站：所有部件、功能單元和制造站的對(duì)象庫(kù)，它們可作為硬件組件使用，因此可直接使用機(jī)電一體化聯(lián)接模塊進(jìn)行控制； ⑤ 附件：操作元件、顯示元件和 “電氣 ”固定板的對(duì)象庫(kù)； ⑥ 工件：不同的工件組，可用作運(yùn)輸和運(yùn)送裝置的材料流； ⑦ 橫向軸：不同的機(jī)器人橫向軸 (在軟件 “SLMSM2101”或以上版本 )； ⑧ 機(jī)器人：不同的機(jī)器人類型 (在軟件 “SLMSM 2101”或以上版本，取決于軟件的擴(kuò)充程度 )； ⑨ 傳感器：不同的傳感器； ⑩ 其它等等。 共 頁(yè) 第 17 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (2)硬件的選擇和搭建 對(duì)象編輯的窗口由三部分組成：對(duì)象列表、坐標(biāo)系統(tǒng)和對(duì)象定位。為了進(jìn)行有效的編程，可使用原始操作端作為軟件示教。軟件可將涉及各領(lǐng)域的元部件真實(shí)地進(jìn)行仿真，使用者可方便、有效地建立、測(cè)試、控制任意仿真的自動(dòng)化過程，并進(jìn)行工程開發(fā)程序的設(shè)計(jì)。主要作用是完成機(jī)械部件的搬運(yùn)工作，能放置在各種不同的生產(chǎn)線或物流流水線中，使零件搬運(yùn)、貨物運(yùn)輸更快捷、便利。 (7)家庭數(shù)字化 PLC 技術(shù)能夠通過電力線將整個(gè)家庭的電器與網(wǎng)絡(luò)聯(lián)為一體，在室內(nèi)的設(shè)備之間構(gòu)筑起可自由交換信息的局域網(wǎng)，使人們能夠通過網(wǎng)絡(luò)來控制自己家里的電器設(shè)備。 (2)范圍廣 無所不在的電力線網(wǎng)絡(luò)也是這種技術(shù)的優(yōu)勢(shì)。它不僅對(duì)信息進(jìn)行處理，也對(duì)物流進(jìn)行管理，集信息流和 物流于一體，是現(xiàn)代化企業(yè)的核心。這種方式技術(shù)成熟，應(yīng)用廣泛，既能實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的高速運(yùn)行，又能平穩(wěn)進(jìn)行停車對(duì)位。 自動(dòng)識(shí)別系統(tǒng) AS/RS 的貨物管理基本是技術(shù)是對(duì)貨物進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別和跟蹤，自動(dòng)識(shí)別是指在沒有人工干預(yù)的情況下對(duì)物料流動(dòng)過程中的某一活動(dòng)關(guān)鍵特性的確定，每一關(guān)鍵特性都與生產(chǎn)活動(dòng)有關(guān)，這些關(guān)鍵特性包括產(chǎn)品的名稱，數(shù)量，設(shè)計(jì)，質(zhì)量，物料來源，目的地，體積，重量和運(yùn)輸路線。采用自動(dòng)化技術(shù)后，還能較好地適應(yīng)黑暗，低溫，污染，有毒和易爆等特殊場(chǎng)合的物品存儲(chǔ)需要。 表 日本 198920xx 年高架庫(kù)銷售概況 表 198920xx 年日本高架庫(kù)建設(shè)概況 我國(guó)對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制并不晚， 1963 年研制成第一胎橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所）， 1973 年開始演示我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（高 15 米，機(jī)械起重所負(fù)責(zé)），該庫(kù) 1980 年投入使用。由認(rèn)址片加旋轉(zhuǎn)編碼器定位，到部分采用旋轉(zhuǎn)編碼器加激光定位，使定位精度從 +10 毫米，提高到 +3 毫米。因此，高架立體倉(cāng)庫(kù)也是企業(yè)管理現(xiàn)代化的重要手段之一。有人統(tǒng)計(jì)，除石化過程等個(gè)別領(lǐng)域， PLC 均有成功地應(yīng)用。開放是發(fā)展的趨勢(shì)，這已被各廠商所認(rèn)識(shí)，形成了長(zhǎng)時(shí)期妥協(xié)與競(jìng)爭(zhēng)的過程，并且這一過程還在繼續(xù)。新近生產(chǎn)的 PLC 都具有通信接口，通信非常方便。從控制機(jī)構(gòu)配置來說，早期直接用于開關(guān)量 I／O 模塊連接位置傳感器和執(zhí)行機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在一般使用專用的運(yùn)動(dòng)控制模塊。使用情況及分類如下。目前有超過 8 000 個(gè) IO 點(diǎn)的巨型 PLC 系統(tǒng)在電廠運(yùn)用。目前，我國(guó)自己已可以生產(chǎn)中小型可編程控制器。在硬件方面，除了保持其原有的開關(guān)模塊以外，還增加了模擬量模塊、遠(yuǎn)程 I／ O 模塊、各種特殊功能模塊，并擴(kuò)大了存儲(chǔ)器的容 共 頁(yè) 第 6 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 量，使各種邏輯線圈的數(shù)量增加，還提供了一定數(shù)量的數(shù)據(jù)寄存器，使 PLC 應(yīng)用范圍得以擴(kuò)大。另外還采取了一些措施，以提高其抗干擾的能力。這個(gè)變革是由繼電器控制到計(jì)算機(jī)控制的飛躍。 由繼電器到 PLC 的變革 在現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備及自動(dòng)化項(xiàng)目中，我們會(huì)遇到大量的開關(guān)量、脈沖量以及模擬量等控制裝置。 （ 2）實(shí)驗(yàn)研究 利用德國(guó) SL 公司提供的 MSM2102 軟件，搭建上述的控制系統(tǒng)的硬件設(shè)備并連接輸入、輸出信號(hào)。 研究?jī)?nèi)容和研究方法 共 頁(yè) 第 2 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 課題構(gòu)思 本課題要求在了解柔性制造系統(tǒng)（ FMS）中毛坯 零件的倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)的特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，利用德國(guó) SL 公司開發(fā)的 MSM2102 軟件在計(jì)算機(jī)上仿真構(gòu)建一套由高架立體倉(cāng)庫(kù)和三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手等組成的毛坯零件搬運(yùn)單元，采用德國(guó)西門子 S7 可編程控制器進(jìn)行控制，編制出相應(yīng)的 PLC 程序，然后對(duì)編制的程序進(jìn)行調(diào)試、模擬運(yùn)行。 然而，可編程控制器的特點(diǎn)決定了這些課程技術(shù)實(shí)踐性非常強(qiáng)，其程序的驗(yàn)證只有結(jié)合被控制對(duì)象才能實(shí)現(xiàn)，因此，在教學(xué)過程中，實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)非常重要。這些先進(jìn) 的 制造技術(shù)改變了傳統(tǒng)的制造模式，大大提高了企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)能力。 基于教學(xué)現(xiàn)狀的課題研究目的 基于上述我們?cè)谙嚓P(guān)專業(yè)課程里遇到的實(shí)際操作困難，本課題利用德國(guó) SL 公司開發(fā)的MSM2102 軟件，在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建一套由高架立體倉(cāng)庫(kù)和三軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手等組成的毛坯零件搬運(yùn)單元。 （ 2）了解 柔性制造系統(tǒng)（ FMS）中毛坯零件的倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)的特點(diǎn)。 共 頁(yè) 第 4 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 2 可編程控制技術(shù) 1969 年美國(guó)數(shù)字設(shè)備公司（ DEC），研制出世上第一臺(tái) PLC， 并在 GM 汽車生產(chǎn)線上應(yīng)用成功。它的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于掌握，價(jià)格便宜。其發(fā)展過程大致可分三個(gè)階段： （ 1）早期的 PLC(20 世紀(jì) 60 年代末一 70 年代中期 )一般稱為可編程邏輯控制器。其優(yōu)點(diǎn)包括簡(jiǎn)單易懂，便于安裝，體積小，能耗低，有故障指使，能重復(fù)使用等。跨入 21 世紀(jì)后，就整體而言，不論是硬件還是系統(tǒng)軟件 (專用操作系統(tǒng)、編程語(yǔ)言 )，以至于聯(lián)網(wǎng)通信， PLC 正在向標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展，以謀求在 ERP、 MES 和 PCS 的 3 層體系結(jié)構(gòu)中立于不敗之地，更好地滿足工業(yè)生產(chǎn)。雖然我國(guó)在PLC 生產(chǎn)方面 還比較弱，但在 PLC 應(yīng)用方面，我國(guó)是很活躍的。微型 PLC 系統(tǒng)的 IO 點(diǎn)少于 64 個(gè)，它主要用于單臺(tái)設(shè)備的監(jiān)控，在紡織機(jī)械、數(shù)控機(jī)床、塑料加工機(jī)械、小型包裝機(jī)械上。 （ 2）工業(yè)過程控制 在工業(yè)生產(chǎn)中．存在一些連續(xù)變化的量 (即模擬量 )如：溫度，壓力，流量，液位，速度等。 （ 4）數(shù)據(jù)處理 現(xiàn)代 PLC 具有數(shù)學(xué)運(yùn)算 (含矩陣運(yùn)算，函數(shù)運(yùn)算．邏輯運(yùn)算 )、數(shù)據(jù)傳送、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、排序、查表、位操作等功能，可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析及處理。由于近來數(shù)據(jù)通訊技術(shù)發(fā)展很快，用戶對(duì)開放性要求很強(qiáng)烈，現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)及以太網(wǎng)技術(shù)也同步發(fā)展。目前，多數(shù) PLC軟件產(chǎn)品和相當(dāng)一部分儀表、執(zhí)行機(jī)構(gòu)及其它設(shè)備具有了 OPC 功能。它將推動(dòng)整個(gè)工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展，為再次科技革命的到來奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。由于這類倉(cāng)庫(kù) 能充分利用空間存儲(chǔ)貨物，故形象的將其稱為 “立體倉(cāng)庫(kù) ”。貨位虛實(shí)探測(cè)技術(shù)已開始應(yīng)用無線攝像傳輸技術(shù)。 與傳統(tǒng)的貨物倉(cāng)庫(kù)相比，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)具有許多突出的功能，主要包括以下四個(gè)大方面：大大提高空間利用率，應(yīng)用先進(jìn)物流系統(tǒng)優(yōu)化企業(yè)生產(chǎn)管理，加快貨物存取，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，減少庫(kù)存資金積壓。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理的自動(dòng)化。 控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行成功的關(guān)鍵，沒有好的控制，系統(tǒng)運(yùn)行成本就會(huì)很高，而效率很低，為了實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)內(nèi)使用的各種存取設(shè)備和輸送設(shè)備本身必須配備各種控制裝置?？刂葡到y(tǒng)應(yīng)能適應(yīng)多種操作方式需要。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展， PLC 技術(shù)越來越多地應(yīng)用到各種實(shí)際生產(chǎn)領(lǐng)域。 共 頁(yè) 第 13 頁(yè) ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ (3)高速 利用電力線上網(wǎng)能夠提供高速傳輸。采用 PLC 控制，具有可靠性高、改變程序靈活等優(yōu)點(diǎn)，無論是進(jìn)行時(shí)間控制還是行程控制或混合控制，都可通過設(shè)定 PLC 程序來實(shí)現(xiàn)，可以根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作順序修改程序，使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)。 SL“機(jī)電一體化系統(tǒng) 21xx”特性是模塊化，所應(yīng)用的是集成的組件： SL 硬件模塊、 SL 聯(lián)接模塊和 SL 軟件模塊。所有屬于該培訓(xùn)系統(tǒng)的執(zhí)行元件和傳感器均可從庫(kù)中進(jìn)行 調(diào)用，以解決自動(dòng)化、控制技術(shù)和機(jī)電一體化的任務(wù)。類似地，可使用該菜單子項(xiàng)打開一個(gè)已有的計(jì)劃。 ③ 清除 ...：從計(jì)劃中清除添加的對(duì)象。打開信號(hào)聯(lián)接窗口后，使用回車健或使用菜單 “聯(lián)接 ”下的子項(xiàng) “新建 ...”可新建一個(gè)聯(lián)接。 (5)產(chǎn)生 可編程控制器程序 在完成了硬件搭建，建立信號(hào)和 PLC 的聯(lián)