最新基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)-閱讀頁
2025-07-07 07:04本頁面
【正文】 其相當(dāng)一個(gè)常開觸點(diǎn)。由于機(jī)械手動(dòng)作中有沖壓過程，為了防止人員操作的過程中，手沒有離開沖壓臺(tái)的安全距離而使操作人員被壓傷，所以增加了一個(gè)安全光幕。如果有外物在沖壓過程中進(jìn)入光幕后的區(qū)域，就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，PLC就能識(shí)別。PLC選用三菱FX1S30MROO1型。由于本課題共有14個(gè)輸入點(diǎn)和4個(gè)輸出點(diǎn)，所以選用輸入有16點(diǎn)，輸出有14點(diǎn)的三菱FX1S30MROO1型PLC。除了PLC和傳感器，本課題還需要一個(gè)啟動(dòng)按鈕，一個(gè)復(fù)位按鈕，一個(gè)急停按鈕和一個(gè)白色的電源信號(hào)燈。FX1S30MR001input名稱備注output名稱備注x0啟動(dòng)按鈕y0水平氣缸電磁閥x1復(fù)位按鈕y1伸縮氣缸電磁閥x2急停按鈕接NCy2夾取氣缸電磁閥x3左工位產(chǎn)品有無檢測(cè)傳感器光電傳感器y3壓制氣缸電磁閥x4水平位置氣缸始端傳感器磁性開關(guān)x5水平位置終端傳感器磁性開關(guān)x6伸縮氣缸上傳感器磁性開關(guān)x7伸縮氣缸下傳感器磁性開關(guān)x10夾取氣缸始端傳感器磁性開關(guān)x11夾取氣缸終端傳感器磁性開關(guān)x12壓制氣缸始端傳感器磁性開關(guān)x13壓制氣缸終端傳感器磁性開關(guān)x14夾片有無檢測(cè)傳感器接近傳感器x15光幕傳感器光電傳感器表41 PLC輸入輸出分配 一般情況下，輸入端開關(guān)都置于端口的靠前位置，在進(jìn)行輸入和輸出的端口分配時(shí)，一定要有預(yù)留一定數(shù)量的觸點(diǎn)，以便于在某些觸點(diǎn)發(fā)生故障時(shí)候備用。4．2 硬件接線圖本課題總是控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)于基于PLC的控制系統(tǒng)來說，電氣主接線是完成控制的基礎(chǔ)，圖41是本課題的電氣主接線圖。之后接一個(gè)急停按鈕，其接常閉觸點(diǎn)，也就是在通常情況下急停按鈕保持電流通暢，在遇到緊急情況時(shí)候按下急停按鈕，常閉觸點(diǎn)斷開導(dǎo)致主回路關(guān)段，起到手動(dòng)應(yīng)急關(guān)斷效果。插座旁是并在回路上的24V開關(guān)電源，其是為了給PLC、觸摸屏以及傳感器提供直流電源。24V開關(guān)電源的輸出端接一個(gè)白色的指示燈，在其有電流時(shí)候，直觀的顯示通電狀態(tài)。PLC為交流電源供電，加一個(gè)6A的空氣開關(guān)QF3，通訊線W接通觸摸屏和PLC，實(shí)現(xiàn)通訊順暢[12]。 PLC輸入接線PLC的輸入端是外部給PLC的信號(hào)，每一個(gè)輸入端回路都是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，不同的端口起到不同的效果。圖42 機(jī)械手控制系統(tǒng)PLC輸入端接線圖圖中，有左邊至右依次為輸入端的3個(gè)公共端、輸入X00X0，X0O接啟動(dòng)按鈕SB1，XO1接復(fù)位按鈕，X03接急停按鈕，X04接左側(cè)產(chǎn)品有無光電傳感器，X04X13為四個(gè)氣缸的傳感器，其公共端接在0V上，X14接夾片有無檢測(cè)傳感器。圖43 機(jī)械手控制系統(tǒng)PLC輸出端接線圖PLC的輸出公共端接0V,輸出端Y00接水平氣缸電磁閥，Y02接伸縮氣缸電磁閥，Y03接夾取氣缸電磁閥，以接沖壓氣缸電磁閥。4．3 控制流程圖控制流程圖是顯示設(shè)計(jì)過程的圖形，圖44為本課題的控制流程圖。4．4 程序梯形圖本次設(shè)計(jì)，采用三菱PLC專門的編程軟件GX Developer，編程采用步進(jìn)梯形圖的方式，程序如下。圖46 水平氣缸動(dòng)作步進(jìn)程序急停按鈕和光幕傳感器都保持原狀態(tài)沒有異常時(shí)候，伸縮、夾緊、壓制氣缸都處于原始位置，左產(chǎn)品有無檢測(cè)傳感器在檢測(cè)到有工件的時(shí)候，水平氣缸導(dǎo)通，當(dāng)水平氣缸推進(jìn)到末端時(shí)候，定時(shí)2s后進(jìn)入S21狀態(tài)[14]。圖48 加緊氣缸動(dòng)作步進(jìn)程序當(dāng)伸縮氣缸到達(dá)底端，下部的的傳感器X007給PLC信號(hào)，此時(shí)沖壓氣缸還保持原有狀態(tài)，加緊氣缸輔助繼電器得信號(hào)，步進(jìn)進(jìn)入S23狀態(tài)。圖410 水平氣缸復(fù)位步進(jìn)程序 當(dāng)伸縮氣缸回到原來位置時(shí)候，原始位置的傳感器X006給PLC信號(hào)，水平推進(jìn)氣缸復(fù)位，步進(jìn)進(jìn)入S25狀態(tài)。圖412 沖壓氣缸動(dòng)作步進(jìn)程序 機(jī)械手將工件移動(dòng)至右側(cè)伸縮氣缸伸到位，下方傳感器的信號(hào)，手工將夾片放到原工件上，光幕在人手縮回來時(shí)候有信號(hào)輸出，夾片被接觸傳感器感受到，這時(shí)候沖壓氣缸動(dòng)作，當(dāng)沖壓氣缸到位時(shí)候定時(shí)3s，保證夾片被壓緊。圖413 沖壓氣缸復(fù)位步進(jìn)程序 當(dāng)沖壓完成，則沖壓氣缸復(fù)位，當(dāng)沖壓氣缸復(fù)位到達(dá)初始位置，初始位置的傳感器給PLC信號(hào)，加緊氣缸復(fù)位，則機(jī)械手吧工件放在右側(cè)的工位上，步進(jìn)進(jìn)入S28狀態(tài)[15]。圖414 復(fù)位程序 當(dāng)按下復(fù)位按鈕時(shí)候，在通電瞬間，狀態(tài)寄存器S20至S28批量復(fù)位，同時(shí)伸縮氣缸和沖壓氣缸直接復(fù)位。這一些列先后的動(dòng)作是由于水品氣缸復(fù)位必須在沖壓氣缸和伸縮氣缸復(fù)位完成后才能進(jìn)行，而夾緊氣缸的復(fù)位必須將夾住的工件放置于右工位后才能進(jìn)行[16]。4．5人機(jī)界面設(shè)計(jì)本課題采用信捷觸摸屏，在自動(dòng)畫面分別顯示四個(gè)氣缸的動(dòng)作，四個(gè)指示燈分別連接對(duì)象Y0、YYY3，選擇取反操作，當(dāng)運(yùn)行時(shí)候，燈為綠色，當(dāng)停止運(yùn)行時(shí)候，燈為紅色。圖416 觸摸屏自動(dòng)畫面編程 自動(dòng)界面離線模擬畫面如下。當(dāng)點(diǎn)擊進(jìn)行自動(dòng)按鈕，則畫面返回自動(dòng)換面[17]。對(duì)于基于PLC的機(jī)械手控制體統(tǒng)設(shè)計(jì)，將理論和實(shí)際相結(jié)合，極大的擴(kuò)展了自己的視野。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年大學(xué)專業(yè)知識(shí)的總結(jié)，所以本課題是對(duì)自己學(xué)習(xí)生涯的一個(gè)最好的階段性總結(jié)。其囊括了電路理論、PLC技術(shù)等專業(yè)課程知識(shí)，運(yùn)用了CAE、GX Developer、Touch Win軟件的應(yīng)用。畢業(yè)設(shè)計(jì)也是對(duì)自身意志的一種鍛煉。我相信，本次課題的完成過程必將成為我一筆最豐碩的收獲，無論是知識(shí)上還是精神上，都將給以我無限的力量。[J].徐州：中國礦業(yè)大學(xué) 2012[7]三菱微型可編程控制器手冊(cè)[M].MITSUBISHI [8]李道霖．電氣控制與PLC原理及應(yīng)用 [M]．北京: 電子工業(yè)出版社，2004[9]王兆義．小型可編程控制器實(shí)用技術(shù) [M]．北京: 機(jī)械工業(yè)出版社，2002[10]三菱電機(jī).上海:2004[11][J].蘇州：蘇州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 2010[12][J].液壓與氣動(dòng)，2002.[13][M].機(jī)械工業(yè)出版社，1996.[14][J].中國工控信息網(wǎng)，2005[15][M].北京航空航天大學(xué)出版社，2008.[16][M].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)出版社，2010[17]李奇.對(duì)于本次選擇設(shè)計(jì)型課題，需要對(duì)于知識(shí)進(jìn)行綜合性的應(yīng)用，所以在理論知識(shí)的收集時(shí)候，需要很多的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)才能完成，而老師的經(jīng)驗(yàn)傳授也是我完勝本次設(shè)計(jì)的重要原因之一。四年的大學(xué)生活即將畫上句號(hào)，至此，我向伴隨我大學(xué)生活的老師、同學(xué)表示最誠
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