【正文】 被廣泛地應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)中。這里用真空發(fā)生器連接吸盤， 使吸 盤內(nèi)空氣被抽走，形成真空，利用大氣壓將吸盤緊緊吸附在物料上。系統(tǒng)中選用電磁換向閥，限位開關(guān)，實(shí)現(xiàn)氣缸的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)工序如下 ： （ 1）水平氣缸的伸出 按下啟動(dòng)按鈕，前伸按鈕接通，使三位四通電磁換向閥 1 的 YV1 得電，閥芯動(dòng)作，手臂前伸。 （ 3）吸物 當(dāng)垂直手臂下降碰到下限 位開關(guān)， YV3 斷電，手臂下降動(dòng)作停止，二位二通換向閥 4 的 YV7 得電，真空發(fā)生器動(dòng)作，真空吸盤將物料吸起。 （ 5）垂直手臂的上升 當(dāng)真空發(fā)生器工作，經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)，三位四通換向閥 2 的 YV4 得電，垂直手臂的上升。 （ 7）垂直手臂下降 當(dāng)擺動(dòng)氣缸右旋碰到右限位開關(guān)， YV5 斷電，右旋停止， 三位四通換向閥 2的 YV3 得電，垂直手臂下降。 （ 9）垂直手臂上升 經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)，三位四通換向器 2 的 YV4 得電，垂直手臂上升。 （ 11）水平手臂回縮 當(dāng)擺動(dòng)氣缸左旋碰到左限位開關(guān)， YV6 斷電，停止左旋，三位四通換向閥 1的 YV2 得電，手臂回縮。 12 第四章 控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì) 機(jī)械手控制系統(tǒng)是其核心，合理的設(shè)計(jì)對于提高機(jī)械手整體的性能極其重要。以下綜合之前對 PLC系統(tǒng)優(yōu)勢的分析，對控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。主要針對一些基本的內(nèi)外部環(huán)境因素，及基礎(chǔ)的位置速度等信息的采集。 （ 3） 驅(qū)動(dòng)部分：為了使機(jī)械手完成控制裝置執(zhí)行的動(dòng)作，機(jī)械手選用各種不同的驅(qū)動(dòng)方式。本設(shè)計(jì)需要位置檢測裝置和視覺傳感器。 這里用 行程開關(guān) 作為 位置檢測裝置，用 來 控制機(jī)械設(shè)備的行程及限位保護(hù)。 目前，用于顏色識別的傳感器主要有色標(biāo)傳感器和 RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器。 13 控制系統(tǒng) PLC的選型及控制原理 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 1. PLC 機(jī)型 的選擇 PLC 機(jī)型選擇 首要條件是要滿足設(shè)計(jì)要 求的功能，且要 維護(hù)方便， 成本低 。整體式 結(jié)構(gòu)簡單 ，且體積相對較小；而模塊式 可 擴(kuò)展， 使用靈活方便 ,但較復(fù)雜。 (2) 確定合理的安裝方式 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。因此選擇集中式的安裝方式。 此系統(tǒng)只需用開關(guān)量控制，選用一般小型 PLC 即可。 本系統(tǒng)對 PLC 響應(yīng)速度沒 特殊的要求 ，不需要 選用 高速模塊。 2. 確定 PLC 的 容量 PLC 的容量包括 I／ O 點(diǎn)數(shù)和用戶存儲(chǔ)容量兩個(gè)方面。 (2）確定系統(tǒng)的實(shí)際輸出點(diǎn)數(shù) 系統(tǒng)有手臂左旋、右旋、伸出、縮回、上升、下降、吸 /放物的電磁閥動(dòng)作，原位指示燈 ，一 共 8 個(gè)輸出點(diǎn)。 (4）根據(jù) I/O 點(diǎn)數(shù)和效能的不同有 5 種不同結(jié)構(gòu) 配置的品種，即 1) CPU221:6 輸入 /4 輸出，無擴(kuò)展能力 2） CPU222:8 輸入 /6 輸出，可擴(kuò)展 2 模塊 3） CPU224:14 輸入 /10 輸出，可擴(kuò)展 7 個(gè)模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，功能更強(qiáng)，是使用最多的 s7200 產(chǎn)品 4） CPU224XP:較 CPU224 有所升級，存儲(chǔ)量和功能都有提升，增加了 2 輸入/1 輸出的模擬量單元和一個(gè)通信口 5） CPU226:24 輸入 /16 輸出存儲(chǔ)量達(dá)到 10,有 2 個(gè)通信口，適用于點(diǎn)數(shù)多、要求較高的小型或中型控制系統(tǒng)。 3) 輸入 /輸出混合模塊 EM223： 共有 8 種產(chǎn)品。 4) 模擬量輸入擴(kuò)展模塊 EM231。 6) 模擬量輸入 /輸出擴(kuò)展模塊 EM235。 PLC 種類及型號選擇 如今 PLC 種類主要有西門子、三菱、 OMRON、 FANAC、東芝等。 I/O 地址分配表 I/O 地址分配表如下表 ： 表 I/O地址分配表 輸入 輸出 起動(dòng)按鈕 SF1 前伸電磁閥 YV1 停止按鈕 SF2 后縮電磁閥 YV2 前限位開關(guān) BG1 下降電磁閥 YV3 后限位開關(guān) BG2 上升電磁閥 YV4 下限位開關(guān) BG3 右旋電磁閥 YV5 上限位開關(guān) BG4 左旋電磁閥 YV6 右限位開關(guān)1 BG5 吸/放物電磁閥 YV7 右限位開關(guān)2 BG6 初始狀態(tài)燈 PG 左限位開關(guān) BG7 檢測開關(guān) BG0 PLC 外部接線圖 根據(jù)表 1 的地址分配表可得 到 PLC 的外部接線 圖 如圖 ： 16 圖 PLC外部接線圖 17 工作流程圖 工作流程圖如下圖 18 圖 工作流程圖 19 順控 梯形圖 20 21 22 23 程序的仿真 與調(diào)試 由于設(shè)備有限，系統(tǒng)的仿真就在實(shí)驗(yàn)室用燈代替。以下開始逐步分析： ,第一個(gè)燈 亮，即系統(tǒng)執(zhí)行前伸動(dòng)作，手臂伸出； 按下 ,第三個(gè)燈 亮，即系統(tǒng)執(zhí)行下降動(dòng)作； 24 按下，第 7 個(gè)燈亮，即執(zhí)行吸物動(dòng)作，此時(shí) 置位 ，第 7燈常亮，同時(shí)時(shí)間繼電器開始計(jì)時(shí)； ，后選擇放物料位置，隨后手臂上升，即第 4個(gè)燈 亮； 25 按下，第 5 個(gè)燈 亮，即執(zhí)行右旋動(dòng)作； 2 按下，第 3 個(gè)燈 亮，即執(zhí)行 ,下降動(dòng)作； 26 按下，第 7 個(gè)燈 復(fù)位失電，第 7 燈滅，經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)，執(zhí)行上升動(dòng)作，第 4 個(gè)燈 亮； 按下，第 6 個(gè)燈 亮，即執(zhí)行左旋動(dòng)作； 27 按下，第 2 個(gè)燈 亮，即執(zhí)行手臂回縮動(dòng)作，回到初始位置； ： （ 1） 這個(gè)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)停止按鈕的開閉來決定系統(tǒng)是否循環(huán)執(zhí)行； （ 2） 這是經(jīng)顏色檢測后將物料送去不同位置的網(wǎng)絡(luò)； 28 （ 3） 這是初始位置指示燈的工作狀態(tài)顯示，目前工作在循環(huán)狀態(tài)； 29 第五章 總結(jié)與展望 本論文主要對物料分揀機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式、驅(qū)動(dòng)裝置、控制系統(tǒng)等各組成部分進(jìn)行了較為全面的分析，最后得出其總體設(shè)計(jì)方案。 (2) 一些輔助元件是必須的，如 氣源凈化裝置，它能處理壓縮空氣中的雜質(zhì)，能提高氣動(dòng)元件的耐久度和性能；消音器，壓縮空氣經(jīng)換向閥排出時(shí) 由于壓力的驟變，會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的噪音，消音器是很有必要的。 30 致 謝 經(jīng)過整整一學(xué)期的奮戰(zhàn)，畢業(yè)設(shè)計(jì)終于快要落下帷幕，回想整個(gè)過程， 充滿了感慨和感恩。其中有艱辛但也充斥著快樂。 在此，我要感謝這學(xué)期辛苦陪伴的 xxx 老師。從選題到軟硬件選型再到論文，始終一絲不茍，讓我受益匪淺