【正文】 ...................................................... 19 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 ........................................................ 20 可編程控制器的抗干擾措施 ................................................................ 23 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） PLC應(yīng)注意的問題及解決方法 ............................................................. 25 工作環(huán)境 ................................................................................................................ 25 安裝與布線 ............................................................................................................ 25 外部安全 ................................................................................................................ 26 第四章 電、氣路的設(shè)計(jì)與調(diào)試 .................................................... 27 裝配單元的氣路設(shè)計(jì)與連接 ................................................................ 27 裝配單元的電路設(shè)計(jì)與接線 ................................................................ 29 裝配單元的程序編制與系統(tǒng)調(diào)試 ........................................................ 30 結(jié) 論 ............................................................................................ 31 致 謝 ............................................................................................ 32 參考資料 ........................................................................................ 33 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1 第一章 裝配單元簡介 裝配單元概述 裝配單元是將生產(chǎn)線中分散的兩個(gè)物料進(jìn)行裝配的過程。主要是通過對自身物料倉庫的 物料按按生產(chǎn)需要進(jìn)行分配，并使用機(jī)械手將其插入來自加工單元的物料中心孔的過程。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2 豎直料倉中的物料在重力作用下自動(dòng)下落，通過兩直線氣缸的共同作用，分別對底層相鄰兩物料加緊與松開，完成對連續(xù)下落的物料的分配，被分配的物料按指定的路徑 落入由氣動(dòng)擺臺(tái)構(gòu)成的物料位置轉(zhuǎn)換裝置，由擺臺(tái)完成 180 度位置變換后，由前后移動(dòng)氣缸，上下移動(dòng)氣缸，氣動(dòng)手指所組成的機(jī)械手夾持后位移，并插入以定位的半成品工作中。 簡易物料倉庫 簡易物料倉庫是由塑料圓棒加工而成，它直接插裝在物料分配機(jī)構(gòu)的底座連接孔中，并在頂端放置加強(qiáng)金屬環(huán)，用以防止空心塑料圓柱的破壞。 為了能對料倉缺料時(shí)及時(shí)報(bào)警，在料倉的外部安裝漫反射光電傳 感器，并在料倉塑料圓柱上縱向銑槽，以使光電傳感器的紅外光斑能可靠照射到被檢測的物料上。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3 它的動(dòng)作過程是由上下安裝水平動(dòng)作的兩直線氣缸在 PLC 的控制下完成的。在兩直線氣缸上均裝有檢測活塞桿伸出與縮回到位的磁性開官，用于動(dòng)作到位檢測，當(dāng)系統(tǒng)正常工作并檢測到活塞磁鋼的時(shí)候，磁性開關(guān)的紅色指示燈點(diǎn)亮，并將檢測到的信號(hào)傳送給控制系統(tǒng)的 PLC。 3. 物料位置變換機(jī)構(gòu) 該機(jī)構(gòu)由氣動(dòng)擺臺(tái)和料盤構(gòu)成，氣動(dòng)擺臺(tái)驅(qū)動(dòng)料盤旋轉(zhuǎn) 180 度，并將擺動(dòng) 到位信號(hào)通過磁性開關(guān)傳給 PLC，在 PLC 的控制下，實(shí)現(xiàn)有序，往復(fù)循環(huán)動(dòng)作。整體外型如圖所示： 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 4 PLC 驅(qū)動(dòng)與豎直氣缸相連的電磁換向閥動(dòng)作，由豎直移動(dòng)帶導(dǎo)桿氣缸驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)手指向下移動(dòng)，磁性開關(guān)檢測到下移到位后，氣動(dòng)手指驅(qū)動(dòng)手爪夾緊物料，并將加緊信號(hào)通過磁性開關(guān)傳送給 PLC，在 PLC 控制下，豎直移動(dòng)氣缸復(fù)位，被夾緊的物料隨氣動(dòng)手指一并 提起，離開位置變換機(jī)構(gòu)的料盤，提升到最高位后，水平移動(dòng)氣缸在與之對應(yīng)的換向閥的驅(qū)動(dòng)下，活塞桿伸出，移動(dòng)到氣缸前端位置后，豎直移動(dòng)氣缸再次被驅(qū)動(dòng)下移，移動(dòng)到最下端位置，氣動(dòng)手指松開，經(jīng)短暫延時(shí)，豎直移動(dòng)氣缸和水平移動(dòng)氣缸縮回，機(jī)械手恢復(fù)初始狀態(tài)。 輸送單元送來的半成 品工件直接放置在該機(jī)構(gòu)的料斗定位孔中，由定位孔與工件之間的較小的間隙配合實(shí)現(xiàn)定位，從而完成準(zhǔn)確的裝配動(dòng)作和定位精度。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 5 就是將多個(gè)閥集中在一起組成的一組閥，每一個(gè)閥的功能是彼此獨(dú)立的。這些閥分別對物料分配，位置變換和裝配動(dòng)作氣路進(jìn)行控制，以改變各自的動(dòng)作狀態(tài)。 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(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，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： ，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。 ，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。 機(jī)械手腕部的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 機(jī)器人的手臂運(yùn)動(dòng)（包括腰座的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)），給出了機(jī)器人末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)位置，而安裝在機(jī)器人手臂末端的手腕，則給出了機(jī)器人末端執(zhí)行器在其工作空間中的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)。 ，應(yīng)根據(jù)作業(yè)需要來設(shè)計(jì)。但是，自由度的增加，也必然會(huì)使腕部結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，機(jī)器人的控制更困難，成本也會(huì)增加。在滿足作業(yè)要求的前提下，應(yīng)使自由度數(shù)盡可能的少。因此，要具體問題具體分析，考慮機(jī)器人的多種布局，運(yùn)動(dòng)方案，選擇滿足要求的最簡單的方案。為了減輕機(jī)器人腕部的重量，腕部機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)器采用分離傳動(dòng)。 ，因此，要有標(biāo)準(zhǔn)的聯(lián)接法蘭，結(jié)構(gòu)上要便于裝卸末端執(zhí)行器。 ，以減小空回間隙，提高傳動(dòng)精度。 通過對數(shù)控機(jī)床上下料作業(yè)的具體 分析，考慮數(shù)控機(jī)床加工的具體形式及對機(jī)械手上下料作業(yè)時(shí)的具體要求，在滿足系統(tǒng)工藝要求的前提下提高安全和可靠性，為使機(jī)械手的結(jié)構(gòu)盡量簡單，降低控制的難度，本設(shè)計(jì)手腕不增加自由度，實(shí)踐證明這是完全能滿足作業(yè)要求的， 3 個(gè)自由度來實(shí)現(xiàn)機(jī)床的上下料完全足夠。 水平液壓缸支承板手臂手爪聯(lián)結(jié)梁執(zhí)行手爪 圖 21 手爪聯(lián)結(jié)結(jié)構(gòu) 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 8 圖 22 機(jī)械手控制圖 1．在傳輸帶 A 端部，安裝了光電開關(guān) PS，用以檢測洋的開發(fā)。當(dāng)光電開關(guān)檢測到物品后，傳送帶 A停。 ，自動(dòng)再起動(dòng)傳送帶 A 運(yùn)轉(zhuǎn)，進(jìn)行下一個(gè)循環(huán)。 ／下降和左移／右移的執(zhí)行結(jié)構(gòu)均采用雙線圈的二位電磁閥驅(qū)動(dòng)液壓裝置實(shí)現(xiàn)，每個(gè)線圈完成一個(gè)動(dòng)作。 、下降 、左移、右移動(dòng)作均由極限開關(guān)控制。放松動(dòng)作為時(shí)間控制（設(shè)為 2s）。 對于工藝過程比較固定、環(huán)境條件較好（維修量較?。┑膱龊?，選用整體式結(jié)構(gòu) PLC； PLC 一般是根據(jù)其輸入輸出點(diǎn)數(shù)及存儲(chǔ)器容量的大小分類，在 PLC 選型之前首先確定系統(tǒng) I/O點(diǎn)數(shù)利存儲(chǔ)器容 量。一種是廠家提供的普通手持式編程器編程，一般只能用于廠家規(guī)定的語句表中的語句進(jìn)行編程；另一種是在普通計(jì)算機(jī)上運(yùn)行專用的編程軟件來編程，支持的編程語言多編程操作非常方便；第三種是廠家專用圖形編程器編程，這類編程器采用梯形圖編程，方便直觀，我們此次設(shè)計(jì)就是采用梯形圖編程。其中，輸入信號(hào)包括來自按鈕／指示燈模塊的按鈕、開關(guān)等主令信號(hào)，單元各構(gòu)件的傳感器信號(hào)燈；輸出信號(hào)包括輸出到抓取機(jī)械手裝置各電磁閥的控制信號(hào)和輸出到步進(jìn)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)器的脈沖 信號(hào)和驅(qū)動(dòng)方向信號(hào)。 由于需要輸出驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的高速脈沖，因此 PLC 應(yīng)采用晶體管輸出型。 PLC 安裝在模盒中。面板上每一輸入插孔旁都設(shè)有一個(gè)鈕子開關(guān)，該開關(guān)的 2 根引出線分別連接到 PLC 輸入端的公共參考點(diǎn)和相應(yīng)的輸入點(diǎn)，開關(guān)扳倒接通位置時(shí)，使該輸入點(diǎn) ON，可以用于程序調(diào)試。 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 10 除了 CPU221 外， S7200 的其他 CPU 型號(hào)都可以附加擴(kuò)展模塊，以增加 I/O點(diǎn)數(shù)、擴(kuò)展通信能力和一些特殊功能。 二、數(shù)字量 I/O 擴(kuò)展模塊 數(shù)字量 I/O 擴(kuò)展模塊有： EM221：數(shù)字量輸入擴(kuò)展模塊。 三、模擬量擴(kuò)展模塊 陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 11 除了 CPU224 XP 外有兩通道輸入 /1 通道輸出的簡單模擬量 I/O 組外，其他 CPU 都需要加模擬量擴(kuò)展模塊才能獲得模擬量 I/O 能力。 這些通信模塊有： EM277： PROFIBUSDP/MPI 通信模塊。 EM277 也可以用于連接西門子的 HMI 產(chǎn)品 EM241：模擬音頻調(diào)制解調(diào)器（ Modem）模塊，帶 RJ11 電話插口。 ASInterface 從站可以連接到端子上。一般用于控制步進(jìn)電機(jī)控制器和伺服電機(jī)控制器。每個(gè)模塊可以控制一個(gè)軸。 CPU 提供了三種類 型的計(jì)數(shù)器：一種只能增計(jì)數(shù)；一種只能減計(jì)數(shù)；另外一種既可 以增計(jì)數(shù)，又可以減計(jì)數(shù) 尋址格式 數(shù)據(jù)長度 （二進(jìn)制位） 數(shù)據(jù)類型 取值范圍 BOOL（位） 1（位） 布爾數(shù) （二進(jìn)制位） 真（ 1）；假（ 0） BYTE （字節(jié)） 8 （字節(jié)） 無符號(hào)整數(shù) 0 ~ 255； 0 ~ FF（ Hex） INT（整數(shù)） 16 （字） 有符號(hào)整數(shù) 32768 ~ 32767； 8000 ~ 7FFF（ Hex） WORD（字） 無符號(hào)整數(shù) 0 ~ 65535； 0 ~ FFFF（ Hex） DINT （雙整數(shù)） 32 （雙字） 有符號(hào)整數(shù) 2147483648 ~ 2147483647 8000 0000 ~ 7FFF FFFF（ Hex） DWORD （雙字） 無符號(hào)整數(shù) 0 ~ 4294967295； 0 ~ FFFF（ Hex） REAL （實(shí)數(shù)） IEEE 32位 單精度浮點(diǎn)+38 ~ （負(fù)數(shù)）； + ~++38（正陜西航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系 2021屆畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 數(shù)