【正文】
其次要感謝我的同學(xué)對我無私的幫助,特別是在軟件的使用方面,正因為如此我才能順利的完成設(shè)計,我要感謝我的母校 , 是母校給我們提供了優(yōu)良的學(xué)習(xí)環(huán)境;另外,我還要感謝那些曾給我授過課的每一位老師,是你們教會我專業(yè)知識。 在這里首先要感謝我的 指 導(dǎo)老 師 周惠芳 老師。所以,在氣動驅(qū)動系統(tǒng)的控制方法上,廣泛地引入現(xiàn)代控制理論和智慧控制等方法是其特征之一。由于時間的限制以及機(jī)械手的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,有些問題需要進(jìn)一步的研究: (1) 對機(jī)械手各部分連接方式的改進(jìn)。 (3)機(jī)械手的控制系統(tǒng)采用了技術(shù)性、可靠性非常高的 PLC 進(jìn)行控制。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和 PLC 在工業(yè)生產(chǎn)過程中的廣泛應(yīng)用,機(jī)械手技術(shù)方面的研究不斷得到創(chuàng)新,促使成果不斷涌現(xiàn)。所以 驅(qū)動器向步進(jìn)電機(jī)每發(fā)送64*200 個脈沖,步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn) 1 圈。步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 只要能夠?qū)崿F(xiàn)正轉(zhuǎn)啟動和停止。 步進(jìn)電機(jī)在分揀機(jī)械手設(shè)計中的應(yīng)用 步進(jìn)電機(jī)作為 執(zhí)行元件 ,是機(jī)電一體化的關(guān)鍵產(chǎn)品之一 , 廣泛應(yīng)用在各種自動化控制系統(tǒng)中。提高了電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。這就是細(xì)分的基本概念。步進(jìn)電機(jī)的運行要有一電子裝置進(jìn)行驅(qū)動 , 這種裝置就是步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 , 它是把控制系統(tǒng)發(fā)出的脈沖信號轉(zhuǎn)化為步進(jìn)電機(jī)的角位移 , 或者說 : 控制系統(tǒng)每發(fā)一個脈沖信號 , 通過驅(qū)動器就使步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)一步距角。它又分為兩相和五相:兩相步進(jìn)角一般為 度而五相步進(jìn)角一般為 度。通俗一點講:當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號,它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按設(shè)定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度(即步進(jìn)角)。 基于 PLC 控制物料分揀機(jī)械手自動控制系統(tǒng) 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器的使用 步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器的介紹 步進(jìn)電機(jī)是一種 感應(yīng)電機(jī) ,它的工作原理是利用電子電路,將直流電變成分時供電的,多相時序控制電流,用這種電流為 步進(jìn)電機(jī)供電,步進(jìn)電機(jī)才能正常工作,驅(qū)動器就是為步進(jìn)電機(jī)分時供電的,多相時序控制器 雖然步進(jìn)電機(jī)已被廣泛地應(yīng)用,但步進(jìn)電機(jī)并不能象普通的直流電機(jī), 交流電機(jī) 在常規(guī)下使用。 優(yōu)點: 提供抗噪聲干擾能力,簡 化外圍電路設(shè)計,改善空間利用率,降低組裝成本 。 優(yōu)點:簡化外設(shè)電路 設(shè)計,改善空間利用效率,降低組裝成本。可以針對各個應(yīng)用訂制放大器的增益和帶寬及模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器的速度和分辨率 。典型的輸出有: NPN 和 PNP、繼電器和模擬輸出。 機(jī)械手抓料平臺上使用一個光電傳感器(接近開關(guān))檢測是否有工件到達(dá)抓料平臺。行程開關(guān)又稱限位開關(guān),是一種根據(jù)運動部件的行程位置而切換電路的電器,用于控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。它主要被用于檢測系統(tǒng)本身與作業(yè)對象、作業(yè)環(huán)境的狀態(tài),為有效地控制系統(tǒng)的動作提供信息。 ( 5)金屬物料分類 電磁閥 Y14 得電,氣缸 E 執(zhí)行伸出的命令,推金屬物料桿伸出,將物料推入金屬分類物料槽; 電磁閥 Y14 失電,氣缸 E 執(zhí)行縮回的命令,推金屬物料桿縮回。 氣動回路工作原理 ( 1)水平氣缸的伸出 電磁閥 Y1 得電,閥 a 的閥芯左移,氣缸 A 執(zhí)行伸出的命令; 畢業(yè)設(shè)計(論文) 15 電磁閥 Y4 得電,閥 a 的閥芯右移,氣缸 A 執(zhí)行縮回的命令。據(jù)統(tǒng)計:在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中,全部自動化流程中約有 30﹪裝有氣動系統(tǒng),有 90﹪的包裝機(jī)械, 70﹪的鑄造、焊接設(shè)備,50﹪的自動操機(jī)、 40﹪的鍛造設(shè)備和洗衣設(shè)備、 30﹪的采煤機(jī)械, 20﹪的紡織機(jī)械、制基于 PLC 控制物料分揀機(jī)械手自動控制系統(tǒng) 鞋業(yè)、木材加工、食品機(jī)械, 43﹪的工業(yè)機(jī)器人裝有氣壓系統(tǒng)。 電磁閥在設(shè)計中的應(yīng)用 系統(tǒng)通過 PLC 對電磁閥控制通電,四個兩位五通雙控電磁閥分別控制氣路的工作狀態(tài)為: 電磁閥 a 控制機(jī)械手水平伸出與縮回、電磁閥 b 控制機(jī)械手臂上升與下降、電磁閥 c 控制機(jī)械手旋轉(zhuǎn)、電磁閥 d 控制物料手爪;三個兩位五通單控電磁閥控制功能為:電磁閥 e 控制金屬物料分類推桿動作、電磁閥 f 控制白色物料分類推桿動作、電磁閥 g控制黑色物料分類推桿。當(dāng)檢測到 物體 準(zhǔn)確到位后將給 PLC 發(fā)出一個到位信號。 (3)磁性傳感器:用于氣缸的位置檢測。在引進(jìn)和建設(shè)自動分揀系統(tǒng)時一定要考慮以下條件: 一次性投資巨大 對商品外 包裝要求高 主要組成與功能 圖 32 分揀部分結(jié)構(gòu)原理圖 由傳送帶、貨臺、 步進(jìn) 電機(jī)、 步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器 等組成,主要完成將不同的物料運送到相應(yīng)的貨臺上 如圖 32 所示 。 輸送裝置的主要組成部分是傳送帶或輸送機(jī),其主要作用是使待分揀商品貫通過控制裝置、分類裝置,并輸送裝置的兩側(cè),一般要連接若干分揀道口,使分好類的商品滑下主輸送機(jī)(或主傳送帶)以便進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。 控制裝置的作用是識別、接收和處理分揀信號,根據(jù)分揀信號的要求指示分類裝置、按商品品種、按商品送達(dá)地點或按貨主的類別對商品進(jìn)行自動分類。( 3)、分揀線末端由人工將分揀出來的貨物進(jìn)行集載、裝車。因此,目前自動分揀系統(tǒng)主要采用條形碼技術(shù)來識別貨物。它本身需要建設(shè)短則 4050 米,長則150200 米的機(jī)械傳輸線,還有配套的機(jī)電一體 化控制系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及通信系統(tǒng)等,這一系統(tǒng)不僅占地面積大,(動輒 20200 平方米以上),而且還要建 34 層樓高的立體倉庫和各種自動化的搬運設(shè)施(如叉車)與之相匹配,這項巨額的先期投入通常需要花1020 年才能收回。 (3)旋轉(zhuǎn)氣缸:控制機(jī)械手的旋轉(zhuǎn),由單向電控氣動閥控制。此機(jī)械手易于操作,性能可靠。 2.傳動系統(tǒng) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動作要由傳動系統(tǒng)來實現(xiàn)。手是抓取機(jī)構(gòu),用來夾緊和松開工件,與人的手指相仿,能完成人手的類似動作。 (5)宇宙及海洋的開發(fā)。 機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活,但它具有能不斷重復(fù)工作 和勞動、不知疲勞、不怕危險、抓舉重物的力量比人手大等特點,因此,機(jī)械手已受到許多部門的重視,并越來越廣泛地得到了應(yīng)用,例如: (1)機(jī)床加工工件的裝卸,特別是在自動化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。 機(jī)械手通常用 作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置,如在自動機(jī)床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件,在加工中心中更換刀具等,一般沒有獨立的控制裝置。自由度是機(jī) 械手設(shè)計的關(guān) 鍵參數(shù)。手部是用來抓持工件(或工具)的部件,根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式,如夾持型、托持型和吸附型等?;窘Y(jié)構(gòu)就不述了。圓盤中部有一位于接料倉下口而高度可調(diào)的下料套筒,物料從下料套筒和圓盤的間隙中漏散出來,并被刮板將物料從圓盤上刮落下來。本機(jī)適用輸送物料粒度不大于 50mm,不適宜輸送粘性較大、不易流動的物料和流動性特別好的物料。 圓盤式給料機(jī)為容積式計量的給料設(shè)備,它能均勻、連續(xù)地將物料喂送到下一道工序,并且能夠承受較大的倉壓。 3.產(chǎn)品更加規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化。 趨勢: 1.系統(tǒng)構(gòu)成規(guī)模向大、小兩個方向發(fā)展。它的應(yīng)用幾乎覆蓋了所有的工業(yè)、企業(yè)。 或許更直觀些:只要是涉及工業(yè)控制的任何地方,都會采用 PLC 來控制!它涉及到我們生活的方方面面,包括 我們從超市買的任何商品,我們用的數(shù)碼產(chǎn)品,開的車,看的書等其從生產(chǎn) —— 包裝 —— 傳送 —— 倉儲 —— 運輸?shù)鹊拳h(huán)節(jié)都需要用 PLC控制的自動化設(shè)備來完成 。 ( 3) 采用自然語言:梯形圖 ( 4) 功能完善、擴(kuò)充方便、組合靈活、實用性強(qiáng)。輸入輸出接口電路采用光電耦合器來傳遞信號。稱 PLC( Programmable Logic Controller) 70 年代:微處理器用于 PLC。其后,日本、德國相繼引入。 把繼電器控制和計算機(jī)技術(shù)結(jié)合起來。傳統(tǒng)的繼電接觸器控制系統(tǒng)被淘汰。 一旦生產(chǎn)要求及生產(chǎn)過程發(fā)生變化,必須重新設(shè)計線路,重新接線安裝。 要求設(shè)計者確定機(jī)械手控制系統(tǒng)的總體設(shè)計方案;確定 PLC 的型號規(guī)格;確定 PLC I/O 元件;設(shè)計機(jī)械手氣動原理圖及其 PLC 電氣控制線路原理圖;提供順序功能流程圖;進(jìn)行軟件設(shè)計并調(diào)試;編寫設(shè)計說明書。 報警: (圓盤內(nèi)無工件)。 輸送皮帶進(jìn)料口光電傳感器接收到工件到達(dá)信號后,步進(jìn)電動機(jī)啟動運行,運送工件到對應(yīng)的出料斜槽進(jìn)行分揀。 當(dāng)按下啟動按鈕后,設(shè)備將按以下動作順序進(jìn)行:圓盤直流電動機(jī)轉(zhuǎn)動,運送工件至機(jī)械手抓料平臺。該機(jī)構(gòu)的懸臂氣缸的伸出和縮回,手臂氣缸的上升下降和旋轉(zhuǎn)氣缸的左轉(zhuǎn)和右轉(zhuǎn)是由三個雙線圈兩位五通電磁閥驅(qū)動氣缸來實現(xiàn)的。分別將金屬工件,白色塑料工件,黑色塑料工件推入 1 槽, 2 槽, 3 槽。 設(shè)計目的及主要內(nèi)容 設(shè)計目的 培養(yǎng)機(jī)械設(shè)計能力; 擴(kuò)展知識結(jié)構(gòu); 培養(yǎng)綜合運用能力; 是課堂教學(xué)的有益補(bǔ)充。在指導(dǎo)老師的協(xié)助下,同時在現(xiàn)場查閱了很多相關(guān)資料,明確了 PLC 的一般工作原理、工藝 過程 。隨著我國經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展,采用 PLC的工作原理來控制材料搬運裝置的 技術(shù) 基本已經(jīng)成熟,其中 得到愈來愈廣泛的 就是采用PLC 控制搬運機(jī)械手來實現(xiàn)搬運材料的裝置 。 應(yīng)用 PLC 技術(shù)結(jié)合氣動、傳感器和位置控制等技術(shù),設(shè)計不同類型材料的自動 分揀控制系統(tǒng)。而且,分揀系統(tǒng)能靈活地與其他物流設(shè)備無縫連接,實現(xiàn)對物料實物流、物料信息流的分配和管理 。由于全部采用機(jī)械自動作業(yè),因此, 分揀處理能力較大,分揀分類數(shù)量也較多。 with the technology continues to update and reform, PLC technology is constantly changed and gradually to develop intelligence, is the main reason for the change for the better of the modern social services. In training, I have seen a robot with the metal parts of equipment to sort, but I see that if the robot or the workpiece any deviation, the robot would not be accurate sorting of the parts, sometimes damage to the workpiece surface quality, so I remend using a vacuum to replace the metal disc robot manipulator, and can determine the color of the workpiece. [Keywords]: PLC, robotics, automatic control. 基于 PLC 控制物料分揀機(jī)械手自動控制系統(tǒng) 第一章 緒論 分揀是把很多貨物按品種從不同的地點和單位分配到所設(shè)置的場地的作業(yè)。最后提出了一種簡單、易于實現(xiàn)、理論意義明確的控 制策略。 本文在縱觀了近年來機(jī)械手發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上,結(jié)合機(jī)械手方面的設(shè)計,對機(jī)械手技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析,提出了用氣動驅(qū)動和 PLC 控制的設(shè)計方案。畢業(yè)設(shè)計(論文) 1 前言 機(jī)械手在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。采用整體化 的設(shè)計思想,充分考慮了軟、硬件各自的特點并進(jìn)行互補(bǔ)優(yōu)化。 通過以上部分的工作,得出了經(jīng)濟(jì)型、實用型、高可靠型物料分揀機(jī)械手的設(shè)計方案,對其他經(jīng)濟(jì)型 PLC 控制系統(tǒng)的設(shè)計也有一定的借鑒價值