【正文】 功率的作用。 可編程控制器外部電源為220V的交流電源，而可編程控制器的內(nèi)部元件則使用5V、12V、24V的直流電源。 通過接口模塊可以把可編程控制器的基本元件與其功能模塊連接起來，以實現(xiàn)對不同系統(tǒng)的控制，從而使可編程控制器配置更加靈活。 利用通信接口可編程控制器可實現(xiàn)與計算機、打印機或者其他可編程控制器等之間的連接，從而實現(xiàn)人機對話。 編程器供用戶用于程序的編輯、調(diào)試、監(jiān)視等操作，分為智能型和簡易型兩類。前者不僅可以實現(xiàn)聯(lián)機的程序編制還支持脫機操作，同時還具備圖形顯示和對話功能。 一部分可編程控制器還具有存儲器、寫入器等外部的設(shè)備。 PLC的選型迄今為止國內(nèi)外生產(chǎn)可編程控制器的企業(yè)有兩百多個，但總體來講比較具有規(guī)模的主要有以下這些：美國的通用、AB公司、德國的西門子公司、日本的歐姆龍、三菱公司、韓國的LG、三星公司及法國的TE公司等。本文中選用的是德國西門子公司生產(chǎn)的小型S7200可編程控制器，S7200系列是性價比較高的小型可編程控制器，其功能十分強大，甚至達到了大中型可編程控制器的水平。特別是其中的S7200CPU22系列可編程控制器，不僅系統(tǒng)集成方便，而且可輕松的組建可編程控制器網(wǎng)絡(luò)，還具有許多功能模塊及人機對話界面可供挑選。除此之外，其功能齊備的編程和控制組態(tài)軟件使該系列的可編程控制器能夠更加簡單快捷的完成系統(tǒng)的設(shè)計，并且通信能力強，基本上可以完成所有的控制任務(wù)。S7200CPU22系列可編程控制器具有以下五類結(jié)構(gòu)不同的配置單元：1. S7200CPU221可編程控制器：共10點，6點輸入/4點輸出，無擴展功能；2. S7200CPU222可編程控制器：共14點，8點輸入6點輸出，能夠完成一定模擬量的控制及兩個模塊的擴展功能；3. S7200CPU224可編程控制器：共24點，14點輸入/10點輸出，能夠完成七個模塊的擴展功能，并且具有內(nèi)置的時鐘；4. S7200CPU226可編程控制器：共40點，24點輸入/16點輸出，通信口數(shù)量更多，與此同時通信能力更加強大；5. S7200CPU226XM可編程控制器：共40點，24點輸入/16點輸出，在數(shù)據(jù)的存儲容量上有了更大的擴展?；诒疚闹兴O(shè)計的可編程控制器22點輸入8點輸出的情況，選用德國西門子公司的S7200系列的CPU226型可編程控制器。 機械手的動作要求及控制過程本機械手用于生產(chǎn)線上小型工件的自動搬運。要執(zhí)行的詳細動作為：（1）原點（2）伸出（3）下降（4）夾緊（5）上升（6）右轉(zhuǎn)（7）下降（8）放松（9）上升（10）左轉(zhuǎn)（11）縮回（12）原點。 機械手的動作過程 當機械手工作時，機械手在上限、左限，即滿足原點啟動條件，然后按下啟動按鈕，機械手開始工作，當光電開關(guān)檢測到工件時，機械手伸出，伸出到右限位時，右限位開關(guān)閉合，機械手下降，下降到下限位時，機械手夾緊工件，然后手機械手上升，上升到上限位，機械手右轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到右轉(zhuǎn)限位處，機械手下降，下降到下限位處，機械手松開工件，同時等待20秒，然后機械手上升，上升到上限位處，機械手左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到左轉(zhuǎn)限位處，機械手縮回，縮回到左限位處，此時回到原點，開始下一個循環(huán)。 PLC的I/O分配表 I/O分配表 名稱輸入名稱輸出光電開關(guān)SQ1松開電磁閥YV1夾緊開關(guān)SQ2夾緊電磁閥YV2上限位行程開關(guān)SQ3上升電磁閥YV3下限位行程開關(guān)SQ4下降電磁閥YV4左轉(zhuǎn)限位行程開關(guān)SQ5左轉(zhuǎn)電磁閥YV5右轉(zhuǎn)限位行程開關(guān)SQ6右轉(zhuǎn)電磁閥YV6左移限位行程開關(guān)SQ7左移電磁閥YV7右移限位行程開關(guān)SQ8右移電磁閥YV8松開按鈕SB1泵夾緊按鈕SB2上升按鈕SB3下降按鈕SB4左轉(zhuǎn)按鈕SB5右轉(zhuǎn)按鈕SB6縮回按鈕SB7伸出按鈕SB8啟動按鈕SB9 I/O分配表名稱輸入名稱輸出停止按鈕SB10回原點操作方式選擇開關(guān)SA11手動操作方式選擇開關(guān)SA12單周期操作方式選擇開關(guān)SA13連續(xù)操作方式選擇開關(guān)SA14 主電路設(shè)計 根據(jù)任務(wù)書的設(shè)計要求和總體方案。 泵的電機M1由接觸器KM控制，由熱繼電器FR1實現(xiàn)過載保護，由斷路器QF1實現(xiàn)電機的短路保護、電源開關(guān)控制，用一個電壓表V監(jiān)測電網(wǎng)供電電壓，用一個電流表A來監(jiān)測系統(tǒng)的電流。 主電路圖 控制電路設(shè)計PLC電源采用交流220V供電，直流輸入，繼電器輸出。所有負載全部采用交流220V驅(qū)動。根據(jù)控制對象、控制面板和輸入/。熔斷器FUOFU2和急停按鈕SB11用于電路保護。為了盡可能減少PLC點數(shù)、簡化電路，將閥的驅(qū)動線圈與對應(yīng)指示燈并聯(lián)在同一輸出點上。 輔助電路設(shè)計根據(jù)電路要求，電機必須有各自的工作指示燈，但為了盡可能不占或減少占用PLC點數(shù)，可將指示燈由其接觸器的輔助觸頭控制。 機械手的控制梯形圖 手動操作方式 初始時，機械手在上限（=1）、左限（=1）處。在梯形圖中，有四種操作方式，即手動操作方式、單周期操作方式、連續(xù)操作方式、回原點操作方式，通過使用跳轉(zhuǎn)指令JMPLBL將這些操作方式的梯形圖分開。，執(zhí)行JMP1LBL1之間的回原位梯形圖。啟動時，，形成自鎖，啟動泵。當操作方式選擇為手動操作方式時，通過按鈕來控制機械手的運動。在網(wǎng)絡(luò)3中，（即機械手有夾緊物塊），機械手松開。在網(wǎng)絡(luò)4中，，說明此時機械手沒有夾緊物塊，機械手夾緊物塊。在網(wǎng)絡(luò)3和網(wǎng)絡(luò)4中，由于機械手夾緊和放松不能同時進行。，，機械手上升；，，機械手下降。其他手動梯形圖原理如上所述，網(wǎng)絡(luò)5是機械手上升的動作，網(wǎng)絡(luò)6是機械手下降的動作，網(wǎng)絡(luò)7是機械手左轉(zhuǎn)的動作，網(wǎng)絡(luò)8是機械手右轉(zhuǎn)的動作，網(wǎng)絡(luò)9是機械手伸出的動作，網(wǎng)絡(luò)10是機械手縮回的動作。 單周期操作方式和連續(xù)操作方式初始時，機械手在上限（=1）、左限（=1）處。選擇開關(guān)打到單周期或者連續(xù)工作位置，，JMP1LBL1之間的手動工作梯形圖被跳過。，執(zhí)行JMP2LBL2之間的回原位梯形圖。啟動時，選擇單周期或者連續(xù)操作方式。，機械手伸出，伸出后。，機械手下降，下降到下限位。，機械手夾緊物塊。，機械手上升，上升到上限位。 機械手工作狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 ，機械手右轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到右轉(zhuǎn)限位開關(guān)處。，機械手下降，下降到下限位。，機械手放松，手指松開后，，且計時器T37開始計時。，機械手上升，上升到上限位開關(guān)處。，機械手左轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)到左轉(zhuǎn)限位開關(guān)處。，機械手縮回，縮回到左限位開關(guān)處，如果光電開關(guān)檢測到物塊，抓取下一個物塊。，結(jié)束。 在連續(xù)工作方式下I2..5接點閉合，繼續(xù)執(zhí)行。 連續(xù)模式梯形圖程序 回原點操作方式 選擇開關(guān)打到回原點位置，，JMP1LBL1之間的手動工作梯形圖被跳過，JMP2LBL2之間的連續(xù)和單周期的工作梯形圖也被跳過。，執(zhí)行JMP3LBL3之間的回原位梯形圖。此時，如果機械手不在上限位，，機械手先上升，上升到上限位，，，機械手回到原位，，機械手回到原位停止。 本小節(jié)介紹了可編程控制器的組成并對中央處理器、存儲器、輸入/輸出模塊、電源、接口模塊等功能加以說明。在比較PLC不同型號特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)搬運用機械手控制要求選擇了德國西門子公司生產(chǎn)的S7200系列CPU226型可編程控制器。隨后對搬運機械手控制系統(tǒng)的輸入、輸出進行了 I/O配置，并設(shè)計了 PLC電氣接線圖、控制面板，設(shè)計調(diào)試了控制程序。5 總結(jié)首先，本文根據(jù)設(shè)計要求設(shè)計了機械手的液壓驅(qū)動系統(tǒng)。然后對機械手的液壓驅(qū)動系統(tǒng)進行計算和選擇了各驅(qū)動元件的缸徑、行程以及系統(tǒng)的配件型號。并對選型后的液壓系統(tǒng)進行了性能驗算。最后，根據(jù)機械手的控制要求和液壓系統(tǒng)選擇PLC的型號，并設(shè)計PLC接線電路、操作面板和控制程序。本論文結(jié)論如下：1. 本論文設(shè)計了由一個旋轉(zhuǎn)運動和兩個直線運動的三自由度的搬運用液壓機械手。機械手動作由四個液壓缸完成，設(shè)計了液壓缸的回路圖、控制液壓缸動作的電磁鐵動作表，并對液壓控制的原理進行了闡述。2. 對液壓系統(tǒng)中的執(zhí)行元件進行了受力分析，計算了液壓元件主要參數(shù)，并根據(jù)這些參數(shù)對液壓元件進行了選型。3. 在比較PLC不同型號特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)搬運用機械手控制要求選擇了德國西門子公司生產(chǎn)的S7200系列CPU226型可編程控制器。隨后對搬運機械手控制系統(tǒng)的輸入、輸出進行了 I/O配置，并設(shè)計了 PLC電氣接線圖、控制面板，設(shè)計調(diào)試了控制程序。參考文獻[1] 康立興，[J].工程技術(shù)：218[2] [D].：110[3] [J].科技天地：166[4] 王積偉，章宏甲，[M].:180210[5] [J].液壓與氣壓2001年第3期：12[6] [J].2004年第5期：5456[7] [J].液壓與氣壓2001年第4期：13[8] [J].液壓與氣壓2001年第6期：13[9] 王鳳喜，何強，徐游，[M].機械工業(yè)出版 :2025[10] [M].:5766[11] 周士呂，[M].:142[12] （新版第四卷）[M].:28[13] [M].：810[14] 周紅梅，[J].:1418[15] [D].:24[16] [J].:21[17] [M].北京：北京航空航天大學(xué)出版 :2035[18] Durstewitz,M。Kiefner,B,Virtual collaboration environment for aircraft design [J], Information Visualisation,2002. International Conference on,10l2 July 2002,Page: 502507[19] fast robot wth parallel geometry[J]. onindustrial robots(ISIR),Sydney,Australia,1988:91100致謝 本論文是在溫慶國老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在課題的準備、研究和完成的各個階段，無不凝聚著老師辛勤的汗水和心血。老師淵博的知識、嚴謹?shù)闹螌W(xué)態(tài)度和平易近人引領(lǐng)我走過了我大學(xué)中最重要的學(xué)習(xí)過程，并深深地影響著我。在將近半年的研究生生活中，老師師不僅在學(xué)習(xí)上給予方向性的指導(dǎo)，在生活和思想等方面給予我極大的關(guān)心和幫助，我將銘記在心，在此向溫老師致以深深的敬意。在論文完成的過程中得到了許多老師和同學(xué)的幫助，在此表示感謝! 感謝我的父母，是他們在我的學(xué)習(xí)和生活中不斷給與理解、支持和幫助，正是由于他們無微不至的關(guān)懷使我專心地完成課題研究和整個學(xué)業(yè)。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的老師、同學(xué)和朋友。 感謝母校西安建筑科技大學(xué)的培養(yǎng)!58 / 59