【正文】 磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān) 判斷夾爪開(kāi)閉情況 信號(hào)為 1：夾爪已打開(kāi) 信號(hào)為 0：夾爪夾緊 6 4B1 磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān) 判斷夾爪上下的位置 信號(hào)為 1：夾爪上升返回到位 7 4B2 磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān) 判斷夾爪上下的位置 信號(hào)為 1：夾爪下降到位 8 1Y1 電磁 閥 控制旋轉(zhuǎn)氣缸左右動(dòng)作 信號(hào)為 1：旋轉(zhuǎn)缸左轉(zhuǎn) 9 1Y2 電磁閥 控制旋轉(zhuǎn)氣缸左右動(dòng)作 信號(hào)為 1：旋轉(zhuǎn)缸右轉(zhuǎn) 10 2Y1 電磁閥 控制擺臂氣缸伸縮動(dòng)作 信號(hào)為 1：擺臂縮回 11 2Y2 電磁閥 控制擺臂氣缸伸縮動(dòng)作 信號(hào)為 1：擺臂伸出 12 3Y1 電磁閥 控制夾爪開(kāi)閉的動(dòng)作 信號(hào)為 1：夾爪打開(kāi) 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 14 13 3Y2 電磁閥 控制夾爪開(kāi)閉的動(dòng)作 信號(hào)為 1：夾爪閉合 14 4Y1 電磁閥 控制提取缸上下的動(dòng)作 信號(hào)為 1：夾爪下降 信號(hào)為 0：夾爪上升 表 操作手單元的編程： 控制任務(wù) 當(dāng)設(shè)備接通電源與氣源、 PLC 運(yùn)行后，首先執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)的擺臂左轉(zhuǎn)到最左端，擺臂縮回到位，夾爪打開(kāi)，提取氣缸上升到位。 =1 2 缸出 (2Y2) =1 2b2=1 () 4 缸下 (4Y1) =1 (4B2) =1 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 16 3 缸放工件 (3Y1) =1 (3b1) =1 4 缸升 (4Y1) =0 (4b1) =1 2 缸回 (2Y1) =1 (2b1) =1 轉(zhuǎn)上工位（ 1Y1） =1 (1b1) =1 返回 下載調(diào)試 系統(tǒng)調(diào)試分模擬調(diào)試和聯(lián)機(jī)調(diào)試 ， 硬件部分的模擬調(diào)試可在斷開(kāi)主電路的情況下，主要試一試手動(dòng)控制部分的可靠性。調(diào)試時(shí)一定要先將主電路斷開(kāi)，只對(duì)控制電路進(jìn)行連機(jī)調(diào)試。通過(guò)仿真的實(shí)時(shí)顯示與軟件連接的實(shí)際控制回路的動(dòng)作，逐步解決 控制回路中的問(wèn)題，直到最后實(shí)現(xiàn)程序框圖要求的控制過(guò)程。 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng) 最佳的性能價(jià)格比。 終上所述，結(jié)合本課題的實(shí)際情況。除了敬佩 陳 老師的專(zhuān)業(yè)水平外， 他 的治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)和科學(xué)研究的精神，也是我永遠(yuǎn)學(xué)習(xí)的榜樣，并將積極影響我今后的學(xué)習(xí)和工作。 然后，我還要感謝大學(xué) 四 年來(lái)所有的老師，為我 們打下機(jī)械專(zhuān)業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)；同時(shí)我還要感謝所有的同學(xué)們，正是因?yàn)橛辛四銈兊闹С趾凸膭?lì)。 CPU： SIEMENS 400 系列；每個(gè) CPU 模塊有獨(dú)立開(kāi)關(guān)控制。 整體式 PLC 的每一個(gè) I／ O 點(diǎn)的平均價(jià)格比模塊式的便宜，且體積相對(duì)較小 ,一般用于系統(tǒng)工藝過(guò)程較為固定的小型控制系統(tǒng)中；而模塊式 PLC 的功能擴(kuò)展靈活方便 ,在 I／ O 點(diǎn)數(shù)、輸入點(diǎn)數(shù)與輸出點(diǎn)數(shù)的比例、 I／ O 模塊的種類(lèi)等方面選擇余地大，且維修方便，一般于較復(fù)雜的控制系統(tǒng)。所以我們 采用 西門(mén)子 公司的 S7200 型 PLC(16 點(diǎn)輸入、 16 點(diǎn)輸出 )。 氣動(dòng)控制回路分析及仿真 （ 1） 氣動(dòng)控制回路分析 在圖 中，本站開(kāi)始工作時(shí)，進(jìn)行夾爪打開(kāi)、橫臂縮回和轉(zhuǎn)上工位復(fù)位動(dòng)作，均靠氣缸復(fù)位來(lái)完成。需要模擬量信號(hào)I/O 時(shí)，可用電位器和萬(wàn)用表進(jìn)行。再次按下啟動(dòng)按鈕，工件送出，擺臂氣缸、提取氣缸依次伸出，然后放下工件，再按照逆過(guò)程返回到初始位置。 在操作手單元的氣動(dòng)控制原理圖 及 IO 圖如 示 ， 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 11 操作手單元的 IN 圖 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 12 操作手單元的 OUT 圖 圖 1A 為旋轉(zhuǎn)氣缸； 1B1 和 1B2 為電感式接近開(kāi)關(guān)； 2A 為擺臂雙聯(lián)氣缸； 2B 2B2 為磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)； 3A 為氣動(dòng)夾爪； 3B1 為磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)； 4A 為桿不回轉(zhuǎn)的提取氣缸； 4B 4B2為磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)； 1Y 1Y2 為旋轉(zhuǎn)氣缸的電磁閥的兩個(gè)控制信號(hào)； 2Y 2Y2 為控制擺臂氣缸的電磁閥的兩個(gè)電磁控制信號(hào)； 3Y 3Y2 為控制 氣動(dòng)夾爪開(kāi)與閉的電磁閥的兩個(gè)電磁控制信號(hào)； 4Y1 為提取氣缸的電磁閥的電磁控制信號(hào)。 （ 2）工作環(huán)境適應(yīng)性好，可工作在易燃、易爆、多塵、強(qiáng)輻射等環(huán)境。 （ 2）控制元件：其作用是調(diào)節(jié)和控制壓縮空氣的壓力、流量和流動(dòng)方向，以便使執(zhí)行元件能按要求的程序和性能工作。后，其到達(dá) B 傳送帶的上方時(shí)， 3 氣缸活塞伸出，帶動(dòng)橫 軸前伸，同時(shí) 2 氣缸活塞縮回，帶動(dòng)豎軸下降，下降到行程開(kāi)關(guān) SQ3， 1 氣缸的驅(qū)使手爪放松工件，延時(shí) 2 秒 后?；勰K用于存放不合格的工件。該氣缸在結(jié)構(gòu)上不同于一般的直線氣缸，它是一個(gè)桿不回轉(zhuǎn)型氣缸，它的活塞桿為六邊形，這樣活塞桿就不能隨便轉(zhuǎn)動(dòng)，便于氣動(dòng)手指夾取工件。S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能?？蛇B接 7 個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至 248 路數(shù)字量 I/O 點(diǎn)或 35 路模擬量 I/O 點(diǎn)。S7200 系列的強(qiáng)大功能使其無(wú)論在獨(dú)立運(yùn)行中，或相連成網(wǎng)絡(luò)皆能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜控制功能。 PLC是一種專(zhuān)門(mén)用于工業(yè)控制的計(jì)算機(jī)。輸出的壓縮空氣通過(guò)快速三通接頭和氣管輸送到各工作單元。外部供電電源為三相五線制 AC 380 V/220 V，三根相線經(jīng)三相三線漏電保護(hù)開(kāi)關(guān)后連接到三個(gè)安全導(dǎo)線插孔處，零線和接地線也連接到安全導(dǎo)線插孔處。組成模塊：手臂本體、手臂控制器、氣動(dòng)夾爪。 PLC 主機(jī)：西門(mén)子 S7 系列。組成模塊：直線轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)模塊、氣動(dòng)夾爪裝置。 功能簡(jiǎn)介：該單元提供兩色小工件，氣缸將料倉(cāng)中的兩色小工件交替推出，由真空吸盤(pán)吸取，通過(guò)轉(zhuǎn)臂輸入到大工件的空腔中。擴(kuò)展模塊： PPI、 MPI、Profibus 網(wǎng)絡(luò)。 (3) 檢測(cè)單元 功能簡(jiǎn)介：檢測(cè)加工工件的各種特性，如顏 色、材質(zhì)、高度等。擴(kuò)展模塊： PPI、 MPI、 Profibus 網(wǎng)絡(luò)。 MPS 設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)是相對(duì)固定的，但可以根據(jù)對(duì)設(shè)備的理解、對(duì)生產(chǎn)加工工藝的理解，編寫(xiě)一定的生產(chǎn)工藝過(guò)程，然后再通過(guò)編寫(xiě) PLC 控制程序?qū)崿F(xiàn)該工藝過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì) MPS 設(shè)備的控制。 系統(tǒng)為方便學(xué)生進(jìn)行電氣控制的自由組合和創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，每個(gè)單元均配置 SMT 智能教學(xué)實(shí)訓(xùn)臺(tái)，這解決了 “ 生產(chǎn)線教學(xué)學(xué)生不能親自設(shè)計(jì)控制系統(tǒng) ” 的難題，是國(guó)內(nèi)唯一也是最領(lǐng)先技術(shù)產(chǎn)品。本文應(yīng)用 西門(mén)子公司的 S7200PLC，通過(guò)其硬件結(jié)構(gòu)、編程指令和 STEP 7軟件的操作 實(shí)現(xiàn)機(jī)械手搬運(yùn)控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)充分利用了可編程控制器（ PLC）控制功 能。 模塊化生產(chǎn)培訓(xùn)系統(tǒng)（ Modular Production training System， MPS）是由上海英集斯自動(dòng)化技術(shù)有限公司研制的教學(xué)設(shè)備。 為了同時(shí)提高制造工業(yè)的柔性和生產(chǎn)效率，使之在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，縮短產(chǎn)品生產(chǎn)周期，降低產(chǎn)品成本，是終使中小批量生產(chǎn)能與 大批量生產(chǎn) 抗衡，柔性自動(dòng)化系統(tǒng)便應(yīng)運(yùn)而生。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置都可以通過(guò)安裝在其上面的傳感器的信號(hào)來(lái)判斷。 MPS 系統(tǒng)中每個(gè)單元都具有最基本的功能，用戶可在這些基本功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行流程編排設(shè)計(jì)。 功能簡(jiǎn)介：為加工過(guò)程逐一提供加工工件。組成模塊：工件高度檢測(cè)模塊、提升模塊、工件材質(zhì)及顏色識(shí)別組件。 功能簡(jiǎn)介：該搬運(yùn)單元由無(wú)桿氣缸、橢圓形活塞氣缸和夾爪等部件組成，通過(guò)移動(dòng)、上 下伸縮、抓取等動(dòng)作，將前一單元上的工件傳入下一執(zhí)行單元。組成模塊：送料模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、真空組件。 PLC 主機(jī)：西門(mén)子 S7 系列。組成模塊：步進(jìn)電機(jī)控制模塊、滾珠絲桿模塊、工件推出組件、立體倉(cāng)庫(kù)。它帶有工件滑槽及導(dǎo)向裝置，能夠?qū)⒐ぜ搭?lèi)別 進(jìn)行存儲(chǔ)。 圖 （ 2） 氣源處理組件 氣源處理組件及其回路原理圖如圖 所示。 觸摸屏是一個(gè)智能化操作部件，是極富吸引力的全新多媒體操作裝置，用戶只要用手指輕輕地觸摸顯示屏上的圖符或文字就能實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備操作，可顯示設(shè)備運(yùn)行狀況和運(yùn)行參數(shù)。 B隔離：在微處理器與 I/O電路之間，采用光電隔離措施，有效隔離 I/O接口與 CPU之間電的聯(lián)系，減少故障和誤動(dòng)作；各 I/O口之間亦彼此隔離。 S7200 系列在集散自動(dòng)化系統(tǒng)中充分發(fā)揮其強(qiáng)大功能。 2 個(gè) RS485 通訊 /編程口，具有 PPI 通訊協(xié)議、 MPI 通訊協(xié)議和自由方式通訊能力。使用范圍可覆蓋從替代繼電器的簡(jiǎn)單控制到更復(fù)雜的自動(dòng)化控制 。在氣缸的兩個(gè)極限位置上分別安裝有磁感應(yīng)式接近開(kāi)關(guān)，用于判斷氣缸的動(dòng)作是否到位。由 2 兩個(gè)氣缸缸完成工件的加緊和提升的動(dòng)作。后，其到達(dá) 旋轉(zhuǎn) 的上方時(shí) 一次的搬運(yùn)過(guò)程就完成。它包括實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)的氣缸和實(shí)現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或擺動(dòng)的氣動(dòng)馬達(dá)或擺動(dòng)馬達(dá)。 ⑤ 本文所使用的為 FESTO 平行氣爪，平行氣爪通過(guò)兩個(gè)活塞工作，兩個(gè)氣爪對(duì)中心移動(dòng)。各接口地址已經(jīng)固定。 (2b1) =1 amp?，F(xiàn)在PLC 的主流產(chǎn)品都可在 PC 上編程，并可在 PC 上進(jìn)行模擬調(diào)試。等下工 位有工件后，使 2Y2 通電，橫臂伸出，到位后 2B2 輸出，使 4Y1 得電， 4 號(hào)氣缸活塞桿伸出，夾爪下降，到位后，使 3Y1 通電，夾爪釋放工件，完成后，使 4Y1 斷電，夾爪上升，到最高位后，使 2Y1 通電，橫臂縮回，到位后， 2B1 有信號(hào)輸出，使 1Y1天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 17 通電，橫臂轉(zhuǎn)上工位，完成本站工作。 西門(mén)子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。 (三 ) 相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開(kāi)關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 在這里，首先我要感謝我的 導(dǎo) 師 陳廣來(lái) 老師。 謝謝?。?！