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正文內(nèi)容

基于plc的自動(dòng)化零件裝配線系統(tǒng)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(編輯修改稿)

2024-07-24 19:05 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 LC控制系統(tǒng)裝配單元較為復(fù)雜,可細(xì)分為以下幾個(gè)部分進(jìn)行設(shè)計(jì):(一)落料機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)落料機(jī)構(gòu)的工作原理可設(shè)計(jì)成,和供料單元相似,根據(jù)其結(jié)構(gòu)如圖43所示,設(shè)計(jì)的工作流程為:檢測到料倉有物料,且出料回轉(zhuǎn)臺(tái)無物料()→頂料氣缸動(dòng)作頂料(延時(shí)1S)→頂料到位→擋料氣缸縮回→縮回到位()→擋料氣缸伸出()→頂料氣缸縮回→縮回到位→檢測物料回轉(zhuǎn)臺(tái)有無物料。 圖43落料機(jī)構(gòu)工作流程圖(二)回轉(zhuǎn)物料臺(tái)的設(shè)計(jì)在程序上,設(shè)計(jì)回轉(zhuǎn)物料臺(tái)的光電傳感器電傳感器2,分別為落料機(jī)構(gòu)和機(jī)械手的物料臺(tái)上有/無物料的檢測。如圖44所示?;剞D(zhuǎn)物料臺(tái)的工作過程是:當(dāng)光電傳感器1檢測到料盤中有物料,光電傳感器2檢測到料盤中無物料(延時(shí)1S)→擺動(dòng)氣缸旋轉(zhuǎn)180176。圖44 廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)的結(jié)構(gòu)(三)裝配機(jī)械手的設(shè)計(jì)裝配機(jī)械手是整個(gè)裝配單元的核心。當(dāng)裝配機(jī)械手正下方的廻轉(zhuǎn)物料臺(tái)料盤上有小園柱零件,且裝配臺(tái)側(cè)面的光纖傳感器檢測到裝配臺(tái)上有待裝配工件的情況下,機(jī)械手從初始狀態(tài)開始執(zhí)行裝配操作過程。裝配機(jī)械手整體外形如圖45所示。整體的控制流程為:檢測到裝配臺(tái)有物料→手爪下降抓料→手爪夾緊→手爪上升→手爪上升到位→手爪伸出→手爪伸出到位→手爪下降→手爪下降到位→手爪松開→手爪上升→手爪上升到位→手爪縮回初始位置 圖45裝配機(jī)械手的控制流程圖6.在運(yùn)行中發(fā)生“零件不足”報(bào)警時(shí),指示燈HL3以1Hz的頻率閃爍,HL1和HL2燈常亮;在運(yùn)行中發(fā)生“零件沒有”報(bào)警時(shí),指示燈HL3以亮1秒,HL2熄滅,HL1常亮。上述4部分的控制,可分別編寫相應(yīng)的子程序,在主程序中調(diào)用。圖46是主程序梯形圖。圖46 裝配單元主程序梯形圖啟動(dòng)/停止子程序梯形圖見圖47:圖47啟動(dòng)/停止子程序梯形下料控制子程序清單見圖48圖48下料控制子程序抓料控制子程序清單見圖49:圖49抓料控制子程序警示燈控制子程序清單見圖410:圖410警示燈控制子程序裝配單元由于使用的I/O點(diǎn)數(shù)較多,所以選用的PLC為S7200226CN,根據(jù)程序中是用到的I/O分配情況,畫出如下PLC接線原理圖。如圖41412:圖411 裝配單元PLC輸入口接線原理圖圖412 裝配單元PLC輸出口接線原理圖第五章分揀單元的設(shè)計(jì)一、分揀單元的基本功能分揀單元是YL335A中的最末單元,完成對(duì)上一單元送來的已加工、裝配的工件進(jìn)行分揀,使不同顏色的工件從不同的料槽分流的功能。當(dāng)輸送站送來工件放到傳送帶上并為入料口光電傳感器檢測到時(shí),即啟動(dòng)變頻器,工件開始送入分揀區(qū)進(jìn)行分揀。如圖51所示分揀單元實(shí)物的全貌。圖51分揀單元實(shí)物的全貌二、分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路本單元?dú)鈩?dòng)控制回路的工作原理如圖52所示。通過傳感器的檢測,判別工件的種類,在PLC程序中分別實(shí)現(xiàn)對(duì)1Y2Y1和3Y1的控制,從而分別控制3個(gè)分揀氣缸。圖中1A、2A和3A分別為分揀一氣缸、分揀二氣缸和分揀三氣缸。1B2B1和3B1分別為安裝在各分揀氣缸的前極限工作位置的磁感應(yīng)接近開關(guān)。圖52 分揀單元?dú)鈩?dòng)控制回路工作原理圖三、分揀單元變頻器的設(shè)置在分揀單元的設(shè)計(jì)上,首先有設(shè)計(jì)好傳動(dòng)機(jī)構(gòu),因此首先要先設(shè)置好變頻器的參數(shù)。變頻器采用的是西門子MM420。,當(dāng)DIN1=1,DIN2=0,變頻器輸出25Hz(中速);當(dāng)DIN1=0,DIN2=1,變頻器輸出15Hz(低速);當(dāng)DIN3=1,電動(dòng)機(jī)反轉(zhuǎn)。 2段固定頻率控制參數(shù)表步驟號(hào)參數(shù)號(hào)出廠值設(shè)置值說明1P000311設(shè)用戶訪問級(jí)為標(biāo)準(zhǔn)級(jí)2P000407命令組為命令和數(shù)字I/O3P070022命令源選擇“由端子排輸入”4P000312設(shè)用戶訪問級(jí)為擴(kuò)展級(jí)5P0701116DIN1功能設(shè)定為固定頻率設(shè)定值(直接選擇+ON)6P07021216DIN2功能設(shè)定為固定頻率設(shè)定值(直接選擇+ON)7P0703912DIN3功能設(shè)定為接通時(shí)反轉(zhuǎn)8P0004010命令組為設(shè)定值通道和斜坡函數(shù)發(fā)生器9P100023頻率給定輸入方式設(shè)定為固定頻率設(shè)定值10P1001025固定頻率111P1002515固定頻率2四、分揀單元的程序結(jié)構(gòu)分揀控制程序采用步進(jìn)順控程序:,清零HC0當(dāng)前值,以固定頻率啟動(dòng)變頻器驅(qū)動(dòng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)。梯形圖如圖53所示。圖53分揀控制子程序初始步梯形圖,根據(jù)2個(gè)傳感器動(dòng)作與否,判別工件的屬性,決定程序的流向。HC0當(dāng)前值與傳感器位置值的比較可采用觸點(diǎn)比較指令實(shí)現(xiàn)。完成上述功能的梯形圖見圖54。,在相應(yīng)的推料氣缸位置把工件推出。推料氣缸返回后,步進(jìn)順控子程序返回初始步。圖54在傳感器位置判別工件屬性的梯形圖根據(jù)程序中I/O端口的分配使用情況,畫出PLC的I/O接線原理圖55如下:圖55I/O接線原理圖第六章 輸送單元的設(shè)計(jì)一、輸送單元的基本功能輸送單元的基本功能:通過直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)抓取機(jī)械手裝置到指定單元的物料臺(tái)上精確定位,并在該物料臺(tái)上抓取工件,把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下,實(shí)現(xiàn)傳送工件的功能。如圖61輸送單元總裝實(shí)物:圖61輸送單元總裝實(shí)物二、輸送單元的結(jié)構(gòu)與工作過程輸送單元工藝功能是:驅(qū)動(dòng)其抓取機(jī)械手裝置精確定位到指定單元的物料臺(tái),在物料臺(tái)上抓取工件,把抓取到的工件輸送到指定地點(diǎn)然后放下的功能。輸送單元在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中擔(dān)任著主站角色,它接收來自觸摸屏的系統(tǒng)主令信號(hào),讀取網(wǎng)絡(luò)上各從站的狀態(tài)信息,加以綜合后,向各從站發(fā)送控制要求,協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。抓取機(jī)械手裝置是一個(gè)能實(shí)現(xiàn)四自由度運(yùn)動(dòng)(即升降、伸縮、氣動(dòng)手指夾緊/松開和沿垂直軸旋轉(zhuǎn)的四維運(yùn)動(dòng))的工作單元,該裝置整體安裝在直線運(yùn)動(dòng)傳動(dòng)組件的滑動(dòng)溜板上,在傳動(dòng)組件帶動(dòng)下整體作直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),定位到其他各工作單元的物料臺(tái),然后完成抓取和放下工件的功能。三、輸送單元?dú)鈩?dòng)控制回路輸送單元的抓取機(jī)械手裝置上的所有氣缸連接的氣管沿拖鏈敷設(shè),插接到電磁閥組上,其氣動(dòng)控制回路如圖62所示。圖62 輸送單元?dú)鈩?dòng)控制回路原理圖四、伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的使用(1)設(shè)置伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù) 伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器參數(shù)設(shè)置表序號(hào)參數(shù)設(shè)置數(shù)值功能和含義參數(shù)編號(hào)參數(shù)名稱1Pr01LED初始狀態(tài)1顯示電機(jī)轉(zhuǎn)速2Pr02控制模式0位置控制(相關(guān)代碼P)3Pr04行程限位禁止輸入無效設(shè)置2當(dāng)左或右限位動(dòng)作,則會(huì)發(fā)生Err38行程限位禁止輸入信號(hào)出錯(cuò)報(bào)警。設(shè)置此參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功4Pr20慣量比1678該值自動(dòng)調(diào)整得到,具體請(qǐng)參AC5Pr21實(shí)時(shí)自動(dòng)增益設(shè)置1實(shí)時(shí)自動(dòng)調(diào)整為常規(guī)模式,運(yùn)行時(shí)負(fù)載慣量的變化情況很小6Pr22實(shí)時(shí)自動(dòng)增益設(shè)置的機(jī)械剛性選擇1次參數(shù)值設(shè)得越大,響應(yīng)越快,但過大可能不穩(wěn)定7Pr41指令脈沖旋轉(zhuǎn)方向設(shè)置1指令脈沖+指令方向,設(shè)置次參數(shù)值必須在控制電源斷電重啟之后才能修改、寫入成功指令脈沖+指令方向8Pr42指令脈沖輸入方式39Pr48指令脈沖分倍頻第1分子10000每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù)=編碼器分辨率*(pr4B/(pr4B*2pr4A)),編碼器分辨率為10000(2500P/r*4),則每轉(zhuǎn)所需指令脈沖數(shù)=10000*(pr4B/(Pr4B*2pr4A))=10000*(5000/(10000*1))=500010Pr49指令脈沖分倍頻第2分子011Pr4A指令脈沖分倍頻分子倍率012Pr4B指令脈沖分倍頻分母5000(2)使用位控向?qū)Ь幊蘏TEP7 、脈寬調(diào)制、SM位置配置和創(chuàng)建包絡(luò)表。 伺服電機(jī)運(yùn)行的運(yùn)動(dòng)包絡(luò)一覽表運(yùn)動(dòng)包絡(luò)站點(diǎn)脈沖量移動(dòng)方向1供料站→加工站 470mm85600 2加工站→裝配站 286mm52000 
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