【正文】 .................................................. 5 PLC 的選擇 ................................................................................................................ 9 第二章機(jī)械手機(jī)構(gòu)與液壓系統(tǒng)分析 .................................................................................... 10 機(jī)械手工作環(huán)境分析 ................................................................................................ 10 機(jī)械手機(jī)構(gòu)分析 ....................................................................................................... 10 機(jī)械手液壓系統(tǒng)分析 ................................................................................................ 11 機(jī)械手設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮的幾個(gè)問(wèn)題 ............................................................................. 12 本章小結(jié) .................................................................................................................. 13 第三章機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) ............................................................................................... 14 機(jī)械 手動(dòng)作分析 ....................................................................................................... 14 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)參數(shù)分析 ......................................................................................... 14 機(jī)械手控制方式分析 ......................................................................................... 14 儀器選型 .................................................................................................................. 16 可編程控制器簡(jiǎn)要介紹 ..................................................................................... 16 本系統(tǒng) PLC 的選型 ............................................................................................ 19 控制電路的設(shè)計(jì) .................................................................................................. 27 本章小結(jié) .................................................................................................................. 29 第四章 PLC 控制系統(tǒng)程序的設(shè)計(jì) ....................................................................................... 29 總程序的設(shè)計(jì) ........................................................................................................... 29 回原點(diǎn)程序的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 30 點(diǎn)動(dòng)程序的設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 31 自動(dòng)程序的設(shè)計(jì) ....................................................................................................... 34 觸摸屏程序的設(shè)計(jì) ................................................................................................... 35 本章小結(jié) .................................................................................................................. 37 第五章 程序調(diào)試與功能實(shí)現(xiàn) ............................................................................................. 38 西門子 S7200 的通訊 .............................................................................................. 38 IV PLC 通信 .................................................................................................................. 39 第六章 總結(jié)與展望 ............................................................................................................ 41 總結(jié) ......................................................................................................................... 41 展望 ......................................................................................................................... 41 致謝 ................................................................................................................................... 42 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................................ 43 附錄 ................................................................................................................................... 44 1 第一章緒論 工業(yè)機(jī)械手 (以下簡(jiǎn)稱機(jī)械手 )是近代自動(dòng)控制領(lǐng)域中出現(xiàn)的一項(xiàng)新技術(shù) ,已經(jīng)成為現(xiàn)代制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個(gè)重要組成部分。本文在分析機(jī)械手工作環(huán)境和要完成的任務(wù)后 ,選定了機(jī)械手的機(jī)構(gòu) ； 在分析機(jī)械手各動(dòng)作后 ,對(duì)液壓部分進(jìn)行了分析。液壓部分是控制的關(guān)鍵所在 ， 本系統(tǒng)是通過(guò) PLC 控制電磁閥的電磁鐵 ,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)械手各動(dòng)作的控制。機(jī)械手的迅速發(fā)展是由于它具有的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí) :其一 ,它能部分地代替人工操作 。 Programmable Logical Controller 簡(jiǎn)稱為 PLC。 (三 )使用簡(jiǎn)單 采用自然語(yǔ)言 —— 梯形圖語(yǔ)言編程方式 ,編程容易 ,更改方便。 (1)手部即與物件接觸的部件。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng) 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的傳動(dòng)裝置。 (3)機(jī)械傳動(dòng)即由機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu) (如凸輪、連桿、齒輪和齒條、間歇機(jī)構(gòu)等 )驅(qū)動(dòng)。它是機(jī)械手的重要組成部分 ,它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng) ,并記憶人們給與機(jī)械手的指令信息 (如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間 ),同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令 ,必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視 ,當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 (2)提高工業(yè)機(jī)械手的工作性能 機(jī)械手工作性能的優(yōu)劣 ,決定著它能否正常地應(yīng)用于生產(chǎn)中。 (4)研制具有“視覺(jué)”和“觸覺(jué)”的所謂“智能機(jī)器人”對(duì)于需用人工進(jìn)行靈巧操作及需要進(jìn)行判斷的工作場(chǎng)合 ,工業(yè)機(jī)械手很難代替人的勞動(dòng)。 智能機(jī)器人是一種新興的技術(shù) ,對(duì)它的研究將涉及到電子技術(shù)、控制論、通訊技術(shù)、電視技術(shù)、空間機(jī)構(gòu)和仿生機(jī)械學(xué)等學(xué)科。 (2)隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)生 ,PC 的功能越來(lái)越強(qiáng)大 ,其概念和內(nèi)涵也不斷擴(kuò)展。 在我國(guó)應(yīng)用的 PLC,幾乎涵蓋了世界所有的品牌 ,呈現(xiàn)八國(guó)聯(lián)軍的態(tài)勢(shì) ,但從行業(yè)上分 ,有各自的勢(shì)力范圍。 (4) PLC的聯(lián)網(wǎng)通信能力增強(qiáng) ,能向高速度、多層次、大信息量、高可靠性及開(kāi)放式的通信發(fā)展。 PLC 已不再是早期那種只能進(jìn)行開(kāi)關(guān)量邏輯運(yùn)算的產(chǎn)品了 ,而是具有越來(lái)越強(qiáng)的模擬量 處理能力 ,以及其他過(guò)去只有在計(jì)算機(jī)上才能具有的高級(jí)處理能力 ,如浮點(diǎn)數(shù)運(yùn)算、PID調(diào)節(jié)、溫度控制、精確定位、步進(jìn)驅(qū)動(dòng)、報(bào)表統(tǒng)計(jì)等。 主要研究?jī)?nèi)容如下 : 機(jī)械手運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和液壓系統(tǒng)分析。這樣就代替了人工的操作 ,大大地改善工人的勞動(dòng)條件 ,顯著地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。 液壓換向回路用三位四通閥 控制 。對(duì)于移動(dòng)型手指只有 閉幅度的要求。對(duì)于工件表面質(zhì)量要求高的 ,抓取時(shí)盡量避開(kāi)高質(zhì)量表面或在手指上加軟質(zhì)墊 片 (如泡沫塑料、橡皮、石棉襯墊等 )以防夾持時(shí)損壞工件。 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù) 。擺動(dòng)速度 :小于 70176。 (2)點(diǎn)動(dòng) (手動(dòng) )控制 :由操作面板上的選擇手動(dòng) 控制 ,再由面板上的按鈕分別控制手動(dòng)控制機(jī)械手的十個(gè)動(dòng)作 ,如圖 32所示。 圖 33 機(jī)械手自動(dòng)方式圖 b、全自動(dòng)控制 :由操作面板上的選擇自動(dòng)控制方式 ,機(jī)器在原位時(shí) ,按下起動(dòng)按鈕 ,機(jī)器就連續(xù)周期地重復(fù)進(jìn)行各步序工作。 e、 執(zhí)行各種診斷程序 目前， PLC 中的 CPU 主要采用單片機(jī)，如 Z80A 8051 8039 AMD2900 等，小型 PLC大多數(shù)采用 8為單片機(jī)，中型 PLC 大多數(shù)采用 16位甚至 32位單片機(jī)。 如果調(diào)試通過(guò)的用戶程序要長(zhǎng)期使用，可用專用 EPROM 寫入器把程序固化在 EPROM 芯片中，再把芯片插入 PLC 的 EPROM 插座上。一般只在程序邏輯輸入、調(diào)試和檢修時(shí)使用編程器 ,一臺(tái)編程器可供多臺(tái)可編程控制器公用。另外 ,輸入觸點(diǎn)從通 (ON) 斷 (OFF)或從斷 (OFF) 4 通 (ON)變化到處于確定狀態(tài)止 ,輸入濾波器還有一響應(yīng)延遲時(shí)間 (約 10ms)。 選用 EM231 型的模擬量擴(kuò)展模塊。如： ? 沖壓機(jī)床 21 ? 磨床 ? 印刷機(jī)械 ? 橡膠化工機(jī)械 ? 中央空調(diào) ? 電梯控制 ? 運(yùn)動(dòng)系統(tǒng) S7200 CN 系列 PLC 可提供 4個(gè)不同的基本型號(hào)的 8種 CPU 供您使用?？蛇B接 2 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 78 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 10 路模擬量 I/O 點(diǎn)。 6個(gè)獨(dú)立的 30kHz 高速計(jì)數(shù)器， 2 路獨(dú)立的 20kHz 高速脈沖輸出，具有 PID 控制器。 CPU 226 型 本機(jī)集成 24 輸入 /16 輸出共 40 個(gè)數(shù)字量 I/O 點(diǎn)。 本次選擇西門子 S7200 系列 PLC CPU226