數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手-資料下載頁
2025-06-24 21:31本頁面
【正文】 ，下降電磁閥斷電，下降停止，機(jī)械手到達(dá)卡盤中心高度；→ 機(jī)械手開始水平定位后縮，將工件裝入機(jī)床卡盤；→ 當(dāng)工件裝入到位后，卡盤收緊；→ 機(jī)械手松開手爪，準(zhǔn)備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC啟動(dòng)高速脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)械手作順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機(jī)械手停止轉(zhuǎn)動(dòng)，機(jī)械手回到原點(diǎn)待命；→ 機(jī)床進(jìn)行加工。當(dāng)數(shù)控機(jī)床加工完一個(gè)工件時(shí)，發(fā)送下料命令給機(jī)械手，機(jī)械手接到命令后，PLC馬上輸出脈沖驅(qū)動(dòng)機(jī)械手逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機(jī)械手停止轉(zhuǎn)動(dòng)；→ 下降電磁閥通電，同時(shí)手爪柱塞缸電磁閥也通電，機(jī)械手下降且張開手爪，下降到位后碰到下限行程開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止且手爪夾緊，夾緊已加工好的工件；→機(jī)床卡盤松開；→ 機(jī)械手開始前伸，將工件從機(jī)床上取出，準(zhǔn)備運(yùn)走；→ 上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；→ PLC輸出高速脈沖，驅(qū)動(dòng)機(jī)械手順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)轉(zhuǎn)過90度到位后，PLC停止輸出脈沖，機(jī)械手停止轉(zhuǎn)動(dòng)；→ 下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，下降到位后碰到下限行程開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；→ 接著手爪柱塞缸電磁閥通電，手爪張開，放下工件準(zhǔn)備離開；→ 接著上升電磁閥通電，機(jī)械手開始上升，上升到位后，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止同時(shí)手爪也閉合復(fù)原；→ 接著機(jī)械手水平手臂開始后縮，準(zhǔn)備回原點(diǎn)，當(dāng)后縮到位時(shí)，后縮停止，機(jī)械手回到原點(diǎn)，一個(gè)上下料過程結(jié)束；→ 機(jī)械手在原點(diǎn)等待命令，準(zhǔn)備下一個(gè)工作循環(huán)。機(jī)械手的每次循環(huán)都從原點(diǎn)位置開始動(dòng)作。機(jī)械手控制系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)上考慮到機(jī)械手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元件連接的靈活性和方便性，控制器應(yīng)選擇有極高可靠性、專門面向惡劣的工業(yè)環(huán)境設(shè)計(jì)開發(fā)的工業(yè)控制器PLC，故選擇在國內(nèi)應(yīng)用較多的西門子S7200型PLC。具體型號為SIMATIC S7200 CPU224。如圖４－３所示：該P(yáng)LC集成14，輸入/10，輸出共24個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)，可連接7個(gè)擴(kuò)展模塊，最大擴(kuò)展至168路數(shù)字量I/O點(diǎn)或35路模擬量I/O點(diǎn)，具有16K字節(jié)程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)空間。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。1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。I/O端子排可很容易地整體拆卸。是具有較強(qiáng)控制能力的控制器。由于機(jī)械手作業(yè)時(shí)，取、放工件和裝、卸工件都有較高的定位精度要求，所以在機(jī)械手控制中，除了要對垂直手臂、執(zhí)行手爪液壓缸和腰部步進(jìn)驅(qū)動(dòng)進(jìn)行開環(huán)控制外，還要對水平手臂進(jìn)行閉環(huán)伺服控制。為了減少PLC的I/O點(diǎn)數(shù)，以伺服放大器作為閉環(huán)的比較點(diǎn)。伺服放大器具有傳感器反饋輸入端，給定的輸入信號和反饋信號進(jìn)行比較后形成的控制信號經(jīng)過PID調(diào)節(jié)和功率放大后，驅(qū)動(dòng)電液伺服閥對液壓缸進(jìn)行伺服定位。PLC將上位機(jī)輸入的給定信號轉(zhuǎn)換為電壓信號，輸出至伺服放大器，由伺服放大器作為閉環(huán)比較點(diǎn)，組成模擬控制系統(tǒng)，如圖44所示：這種方案使得PLC控制量少（尤其是模擬量），節(jié)省了系統(tǒng)資源，而且編程簡單，不必過多考慮控制算法等優(yōu)點(diǎn)，也是完全能滿足工作要求的。 PLC外部接線設(shè)計(jì)為實(shí)現(xiàn)水平手臂液壓缸伺服定位的控制要求，利用西門子SIMATIC S7200 （CPU224）PLC，考慮到位移傳感器和伺服放大器工作采用的都為模擬量，因此增加一個(gè)模擬量輸出模塊EM232。鑒于伺服放大器和位移傳感器對輸入的要求，PLC的模擬量采用10V~ +10V輸入輸出，各輸入輸出點(diǎn)及其接線如圖45所示。PLC的具體硬件接線圖如下圖所示（詳細(xì)的硬件設(shè)計(jì)見圖紙） I/O地址分配詳細(xì)參見表442：機(jī)械手控制主程序流程圖如圖46所示：結(jié) 論本設(shè)計(jì)通過對機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)大學(xué)本科四年所學(xué)知識(shí)進(jìn)行整合，完成一個(gè)特定功能、滿足特殊要求的數(shù)控機(jī)床上下料機(jī)械手的設(shè)計(jì)，比較好地體現(xiàn)機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)畢業(yè)生的理論研究水平、實(shí)踐動(dòng)手能力以及專業(yè)精神和態(tài)度，具有較強(qiáng)的針對性和明確的實(shí)施目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了理論和實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手采用可編程序控制器控制,可以實(shí)行手動(dòng)調(diào)整、手動(dòng)及自動(dòng)控制。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠，設(shè)計(jì)周期短且造價(jià)較低。PLC有較高的靈活性，當(dāng)機(jī)械手工藝流程改變時(shí)，只要對I/O點(diǎn)的接線稍作修改，或?qū)/O重新分配，在控制程序中作簡單修改，補(bǔ)充擴(kuò)展即可。經(jīng)過重新編制相應(yīng)的控制程序，就能夠比較容易的推廣到其他類似的加工情況。綜上，經(jīng)過資料的收集、方案的選擇比較和論證，到分析計(jì)算，再到工程圖紙的繪制以及畢業(yè)設(shè)計(jì)論文的撰寫等各個(gè)環(huán)節(jié)，我對大學(xué)四本科階段的知識(shí)有了一個(gè)整體的深層次的理解，同時(shí)對工程的理解更加深刻和準(zhǔn)確。因此，通過畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。致 謝經(jīng)過一段時(shí)間的努力，本次畢業(yè)設(shè)計(jì)終于完成。在這段時(shí)間里，我運(yùn)用大學(xué)所學(xué)知識(shí)，通過對本設(shè)計(jì)的論證、計(jì)算以及圖紙的繪制，對大學(xué)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行了一次系統(tǒng)的整合，使自己的理論和實(shí)際動(dòng)手能力有了很大提高。此次畢業(yè)設(shè)計(jì)能夠順利完成，我得到了很多老師和同學(xué)的幫助和支持，在此向他們表示感謝。在此畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，尤其要感謝我的指導(dǎo)老師，他給我很多專業(yè)方面的幫助，讓我少走很多彎路。還有在大學(xué)里所有的任課老師和圖書館的管理老師，也謝謝你們，是你們給我知識(shí)，謝謝！此外，由于個(gè)人知識(shí)能力水平有限，論文中難免有紕漏錯(cuò)誤指出，懇請各位老師批評指正，謝謝！1．付永領(lǐng), 王巖, 裴忠才. 基于CAN總線液壓噴漆機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 機(jī)床與液壓. 2003, (6): 90~922．劉劍雄, 韓建華. 物流自動(dòng)化搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)電系統(tǒng)研究. 機(jī)床與液壓. 2003, (1): 126~1283．徐軼, 楊征瑞, 朱敏華, 溫齊全. PLC在電液比例與伺服控制系統(tǒng)中的應(yīng)用. 機(jī)床與液壓. 2003, (5): 143~1444．胡學(xué)林. 可編程控制器(基礎(chǔ)篇). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2003.5．胡學(xué)林. 可編程控制器(實(shí)訓(xùn)篇). 北京: 電子工業(yè)出版社, 2004.6．孫兵, 趙斌, 施永康. 基于PLC的機(jī)械手混合驅(qū)動(dòng)控制. 液壓與氣動(dòng). 2005, (3): 37~397．孫兵, 趙斌, 施永康. 物料搬運(yùn)機(jī)械手的研制. 機(jī)電一體化. 2005, (2): 43~458．王田苗, 丑武勝. 機(jī)電控制基礎(chǔ)理論及應(yīng)用. 北京: 清華大學(xué)出版社, 2003.9．陳鐵鳴, 王連明, 王黎欽. 機(jī)械設(shè)計(jì)(修訂版). 哈爾濱: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 2003.10．李建勇. 機(jī)電一體化技術(shù). 北京: 科學(xué)出版社, 2004.11．王孫安, 杜海峰, 任華. 機(jī)械電子工程. 北京: 科學(xué)出版社,2003.12．張啟玲, 何玉安. PLC在氣動(dòng)控制稱量包裝裝置中的應(yīng)用. 液壓與氣動(dòng). 2005, (1): 31~3313．趙文. 數(shù)字控制技術(shù)在龍門刨床電控系統(tǒng)中的應(yīng)用. 電氣傳動(dòng). 2005. 35 卷(3): 55~5714．徐灝等. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊. 第5卷. 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社, 2000.
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