【正文】 7 圖 操作手單元的連線 連 線 表 (Siemens ) 一．電源線 1． 24VNA（紅） 1) P0(6)XK1(1) 5 2) P0(8)XK1(2) 5 3) XK1(A)1L+ ( Q 側(cè) ) 8 4) XK1(B)2L+ ( Q 側(cè) ) 10 2． 24V（紅） 1) 24V 電源 XK1(7) 3 2) 24V 電源 L+（ Q 側(cè)電源） 9 3) XK1(3)P0(12) 3 4) XK1(4)P0(11) 3 5) XK1(5)P0(10) 3 6) XK1(6)P0(9) 3 7) XK1(C)T01( 24V) 2 8) XK1(E)C4（紅） (9,10) 9) XK1(D)C4（ 橙）（ 21,22） 10) TI1( 24V)L+ （ I 側(cè)） 3 (0V )（藍(lán)） 1) 電源 0VXK1(J) 4 2) 電源 0VM（ Q 側(cè)電源） 9 3) XK1(H)C4(黑 )（ 11,12） 4) XK1(I)C4(綠 )（ 23,24） 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 8 5) TI1(0V)M(I 側(cè) ) 3 6) XK1(K)T01(0V) 2 7) XK1 (9)P0 (13) 3 8) TI1(0V)M (Q 側(cè) ) 6 9) TI1(0V)2M (Q 側(cè) ) 6 10) TI1(0V)1M (I 側(cè) ) 1 11) T01(0V)2M (I 側(cè) ) 7 二． 信號線（黑） 1． PLC 的輸入 1) (13 ) (橙 ) 2) (14 ) (橙色 ) 3) (15 ) (天藍(lán) ) 4) (16 ) (天藍(lán) ) 5) (17 ) (白 ) 6) (18 ) (白色 ) 7) (19 ) (黃 ) 8) (20 ) (黃色 ) 9) (I0 ) 3 10) (I1 ) 3 11) (I2 ) 3 12) (I3 ) 3 13) (I4 ) 3 14) (I5 ) 3 2. PLC 的輸出 1) (1 ) (紫色 ) 2) (2 ) (紫 ) 3) (3 ) (咖啡 ) 4) (4 ) (咖啡 ) 5) (5 ) (灰色 ) 6) (6 ) (灰 ) 7) (7 ) (黑色 ) 8) (8 ) (黑 ) 9) (O0 ) 10 10) (O1 ) 10 三．急停繼電器連線 11) TI1 (I7 )PO(14 ) 5 紅 12) TO1(O6)PO( 5 ) 1 黑 13) TI1(I6) PO( 7) 4 紅 注：打陰影的線號先連線。由 2 兩個氣缸缸完成工件的加緊和提升的動作。當(dāng)工件在 旋轉(zhuǎn) 帶上運(yùn)行時，并且到 旋轉(zhuǎn)帶 的端部的時候， 接近 開關(guān)檢測到有物體存在的時候， 旋轉(zhuǎn) 帶停止 ,2 氣缸活塞縮回，帶動豎軸下降，下降到行程開關(guān) SQ3， 1 氣缸的驅(qū)使手爪夾緊工件， 并延時 。當(dāng)?shù)妆P步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn) 180176。 2 氣缸活塞伸出，帶動豎軸上升， 3 氣缸活塞縮回，帶動橫軸縮回，同時底盤電動機(jī)帶動底盤旋轉(zhuǎn)。后，其到達(dá) 旋轉(zhuǎn) 的上方時 一次的搬運(yùn)過程就完成。 一個完整的氣動自動化系統(tǒng)由 氣源裝置、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件、檢測元件及控制器組成。 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 10 圖 （ 1）氣源裝置：主要作用是提供清潔、干燥的壓縮空氣?？刂圃譃閴毫刂崎y、流量控制閥和方向控制閥等。它包括實現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動的氣缸和實現(xiàn)連續(xù)回轉(zhuǎn)運(yùn)動或擺動的氣動馬達(dá)或擺動馬達(dá)。 （ 5）檢測元件：其作用是檢測氣缸的運(yùn)動位置，判斷工件有無及工件性質(zhì)等。 氣壓傳動具有以下優(yōu)點： （ 1）以空氣作為工作介質(zhì)，取之不盡，來源方便，且無污染、環(huán)保。 在操作手單 元中，氣爪有個不同的意義，氣爪能實現(xiàn)各種抓取功能，是現(xiàn)代氣動機(jī)械手的關(guān)鍵部件。 ⑤ 本文所使用的為 FESTO 平行氣爪，平行氣爪通過兩個活塞工作，兩個氣爪對中心移動。 氣動控制回路 操作手的全部動作由氣缸驅(qū)動。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的邏輯控制功能是通過 PLC 控制實現(xiàn)的。 傳感器的選擇： 接近開關(guān)的選擇： 選擇 磁感應(yīng)式 接近開關(guān) ， 原理如下圖 型號為 JKT09F4A 70B 具體參數(shù)： 開關(guān)頻率 :100 , 最大連續(xù)工作 500mah 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 13 電源的選擇 本系統(tǒng)需要的用電設(shè)備有： PLC、繼電器、 交 流 電機(jī)、光電傳感器等設(shè)備。各接口地址已經(jīng)固定。 操作手單元 I/O 設(shè)備符號與說明見表 。 然后進(jìn)入工作運(yùn)行模式，按啟動按鈕，操作手單元先擺臂氣缸后提取氣缸依次伸出，提取氣缸伸出到達(dá)下端后夾爪夾取工件，夾緊工件后，再按照先提取氣缸后擺臂氣缸的順序依次縮回，然后擺臂氣缸擺到右端，等待工件送出信號。 編寫程序 操作手單元程序框圖 如下所示： 上電 復(fù)位燈閃 (s2) 閃 (S2)=1 復(fù)位 1(上下缸縮回 ,夾爪打開 ) (3Y1) =1 (4b1) =1 amp。 (2b1) =1 amp。 T1=1 4 缸上升 (4Y1) =0 (4b1) =1 2 缸回 (2Y1) =1 (2b1) =1 1 缸轉(zhuǎn) 下工位 (1Y2) =1 [(1b2) =1amp。 軟件部分的模擬調(diào)試可借助于模擬開關(guān)和 PLC 輸 出端的指示燈進(jìn)行。調(diào)試時，可利用上述外部設(shè)備模擬各種現(xiàn)場開關(guān)和傳感器的狀態(tài)，然后觀察 PLC 的輸出邏輯是否正確?，F(xiàn)在PLC 的主流產(chǎn)品都可在 PC 上編程，并可在 PC 上進(jìn)行模擬調(diào)試。有時 PLC 也許只有一臺，這時就要把 PLC 安裝到控制柜相應(yīng)的位置上。 將編輯好的程序下載到 PLC 中運(yùn)行，調(diào)試通過，完成控制任務(wù)。等上站工作完成信號來后，首先使電磁閥線圈 2Y2 通電，使 2 號氣缸動作，橫臂縮回。等下工 位有工件后，使 2Y2 通電，橫臂伸出，到位后 2B2 輸出，使 4Y1 得電， 4 號氣缸活塞桿伸出，夾爪下降，到位后，使 3Y1 通電，夾爪釋放工件，完成后，使 4Y1 斷電，夾爪上升，到最高位后，使 2Y1 通電，橫臂縮回，到位后， 2B1 有信號輸出，使 1Y1天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 17 通電，橫臂轉(zhuǎn)上工位，完成本站工作。通過該軟件，在計算機(jī)上分別畫出氣動回路圖 和根據(jù)程序框圖設(shè)計電氣控制回路，然后進(jìn)行測試和模擬仿真。 天津理工大學(xué) 2021屆本科 畢業(yè)設(shè)計說明書 18 第三章 PLC 選型及 程序的編寫 PLC 的選型 考慮到 操作 手工作的穩(wěn)定性、可靠性以及各種控制元器件 連接的靈活性和方便性，采用PLC 作為核心控制器，各控制對象都必須在 PLC 的統(tǒng)一控制下協(xié)同工作 ，同時考慮到工作流程和造價。 德國西門子（ SIEMENS）公司生產(chǎn)的可編程序控制器在我國的應(yīng)用相 當(dāng)廣泛，在冶金、化工、印刷生產(chǎn)線等領(lǐng)域都有應(yīng)用。 西門子 S7 系列 PLC 體積小、速度快、標(biāo)準(zhǔn)化，具有網(wǎng)絡(luò)通信能力，功能更強(qiáng)，可靠性更高。 PLC 的選擇主要應(yīng)從 PLC 的機(jī)型、容量、 I/O 模塊、電源模塊、特殊功能模塊、通信聯(lián)網(wǎng)能力 、廠家的選擇 等方面加以綜合考慮。選擇時主要考慮以下幾點： (一 ) 合理的結(jié)構(gòu)型式 PLC 主要有整體式和模塊式兩種結(jié)構(gòu)型式。 (二 ) 安裝方式的選擇 PLC 系統(tǒng)的安裝方式分為集中式、遠(yuǎn)程 I／ O 式以及多臺 PLC 聯(lián)網(wǎng)的分布式。 (三 ) 相應(yīng)的功能要求 一般小型 (低檔 )PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時、計數(shù)等功能，對于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。如果要跨范圍使用 PLC，或者某些功能或信號有特殊的速度要求時，則應(yīng)該慎重考慮 PLC 的響應(yīng)速度，可選用具有高速 I／ O 處理功能的 PLC，或選用具有快速響應(yīng)模塊和中斷輸入模塊的 PLC 等。 選用的為：電源模板： PS 407 系列，輸出 5VDC,10A ；24VDC, 1A。模擬量輸入模塊（ AI）： 8 點 /塊， 0～ 5V/0～ 10V（可設(shè)定），二線單回路隔離；開關(guān)量輸出模 塊（ DO）： 32點 /塊， 24VDC， ，加中間繼電器，接點容量≥ 2A（ AT 24VDC） 。 在這里，首先我要感謝我的 導(dǎo) 師 陳廣來 老師。我的設(shè)計較為復(fù)雜煩瑣，但是 王 老師仍然細(xì)心地糾正圖紙 及說明書 中的錯誤。 其次，我要感謝 在我畢業(yè)設(shè)計中幫助我的的朋友們。此次畢業(yè)設(shè)計才會得以順利完成。 謝謝?。?！