基于PLC的機(jī)械手自動分選大小球設(shè)計(jì)_畢業(yè)設(shè)計(jì)PPT

1、基于基于PLCPLC的機(jī)械手分選大小球控制設(shè)計(jì)的機(jī)械手分選大小球控制設(shè)計(jì)專業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化基于基于PLCPLC的機(jī)械手分選大小球控制設(shè)計(jì)任務(wù)的機(jī)械手分選大小球控制設(shè)計(jì)任務(wù)1、分析機(jī)械手分選大小球控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)過程2、機(jī)械手自動控制系統(tǒng)的拆分設(shè)計(jì)3、基于PLC的機(jī)械手分選大小球控制設(shè)計(jì)4、繪制PLC梯形圖和指令語句表問題的提出問題的提出 隨著科學(xué)技術(shù)的日新月異，自動化程度要求越來越高，市場競爭激烈、人工成本上漲，以往人工操作的搬運(yùn)和固定式輸送帶為主的傳統(tǒng)物件搬運(yùn)方式，不但占用空間也不容易更變生產(chǎn)線結(jié)構(gòu)，加上需要人力監(jiān)督操作，更增加生產(chǎn)成本，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動化的

2、需要。減輕勞動強(qiáng)度，保障生產(chǎn)的可靠性、安全性，降低生產(chǎn)成本，減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品的質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生產(chǎn)所必須面臨的重大問題。機(jī)械手的出現(xiàn)解決了以上重大問題。而可編程控制器(PLC)常用于機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械手簡介機(jī)械手簡介 我國國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T12643-90)對機(jī)械手的定義:“具有和人手臂相似的動作功能，可在空間抓放物體，或進(jìn)行其它操作的機(jī)械裝置。” 機(jī)械手是在機(jī)械化、自動化生產(chǎn)過程中發(fā)展起來的一種新型裝置。機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁

3、重、單調(diào)重復(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。 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(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。機(jī)械手傳送示意及操作面板圖 氣動機(jī)械手實(shí)驗(yàn)裝置原理圖1 左右移動氣缸2 復(fù)位進(jìn)退氣缸3 升降氣缸4 真空吸盤5 物料塊6 傳感器7 圓柱導(dǎo)軌8 支架9 底座可編程控制器可編程控制器PLCPLC簡介簡介 PLC作為一種新型的工業(yè)控制器，它是以微處理器為核心，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來的一種新型、通用的自動控制裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、

4、靈活通用和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)。易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化且非常適合在環(huán)境條件較惡劣下使用。 可編程控制器PLC：Programmable Logic Controller 美國國際電工委員會（IEC）在1987年對可編程序控制器做出如下定義：可編程序控制器是一類專門為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)的數(shù)字式電子系統(tǒng)，它采用了可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部進(jìn)行存儲執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序運(yùn)算、定時、記數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等功能的面向用戶的指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入或輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程?？删幊炭刂破骷捌湎嚓P(guān)外部設(shè)備，都應(yīng)按照易于與工業(yè)控制系統(tǒng)聯(lián)成一個整體，易于擴(kuò)展其功能的原則而設(shè)計(jì)。 PLCPLC的系統(tǒng)結(jié)

5、構(gòu)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PLC主要包括中央處理單元CPU、存儲器RAM和ROM、輸入輸出接口電路、電源、I/O擴(kuò)展接口、外部設(shè)備接口等。其內(nèi)部也是采用總線結(jié)構(gòu)來進(jìn)行數(shù)據(jù)和指令的傳輸。PLC硬件結(jié)構(gòu)圖 PLCPLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一般步驟 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)步驟流程圖 機(jī)械手分選大小球自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)機(jī)械手分選大小球自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)實(shí)驗(yàn)任務(wù)： 將PLC調(diào)到運(yùn)行狀態(tài)后，機(jī)械手首先自動回到左限位和上限位位置（即原點(diǎn)位置），然后向右運(yùn)行到取物區(qū)位置（初始位置）停止。以上動作完成后，按下啟動按鈕一次，機(jī)械手連續(xù)運(yùn)行單步控制實(shí)驗(yàn)中的動作，將處于某位置的大球和小球分別移動到指定的不同

6、位置，實(shí)現(xiàn)自動運(yùn)行控制。按下停止按鈕時，機(jī)械手并不立即停止運(yùn)行，而是到達(dá)貨位處，釋放鋼球后才停止。 機(jī)械手分選大小球自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程機(jī)械手分選大小球自動控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過程 將PLC調(diào)到運(yùn)行狀態(tài)后，機(jī)械手首先自動向左向上運(yùn)動，待碰到左限位和上限位開關(guān)后停止（既原點(diǎn)位置），然后通過計(jì)數(shù)脈沖向右運(yùn)行到取物區(qū)位置（初始位置）停止。以上動作完成后，按下啟動按鈕一次，機(jī)械手連續(xù)運(yùn)行單步控制實(shí)驗(yàn)中的動作，首先機(jī)械手下行至碰到貨物，如果下方放的是小球，則機(jī)械手能夠碰到下限位開關(guān)，下行停止；如果下方放的是大球，則機(jī)械手不能碰到下限位開關(guān)，則通過延時開關(guān)使下行停止。然后電磁鐵通電吸附鐵球，然后機(jī)械手

7、上行，碰到上限位開關(guān)，上行停止，然后機(jī)械手右行，如果是大球則碰到大球的右限位開關(guān)，右行停止；如果是小球則運(yùn)行400個計(jì)數(shù)脈沖后右行停止。然后機(jī)械手下行，機(jī)械手將球放到指定位置（大球放于大球右限位開關(guān)的正下方；小球放于400個計(jì)數(shù)脈沖停止處的正下方）后，電磁鐵停止通電，機(jī)械手上行，上行至上限位開關(guān)后，上行停止，然后機(jī)械手左行，左行至左限位開關(guān)后，左行停止，然后再重復(fù)執(zhí)行上面的過程。當(dāng)按下停止按鈕時，機(jī)械手并不立即停止運(yùn)行，而是將貨物放至貨位處，釋放鋼球后才停止。機(jī)械手分揀大小球裝置及系統(tǒng)示意圖機(jī)械手分揀大小球裝置及系統(tǒng)示意圖 機(jī)械手分揀大小球裝置 機(jī)械手自動分揀大小球系統(tǒng)示意圖 機(jī)械手自動控制系

8、統(tǒng)的拆分設(shè)計(jì)機(jī)械手自動控制系統(tǒng)的拆分設(shè)計(jì) 本文是基于PLC的機(jī)械手分選大小球控制設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)主要研究的是機(jī)械手中有關(guān)PLC的部分。 考慮到以上實(shí)驗(yàn)的復(fù)雜性，于是將機(jī)械手自動控制系統(tǒng)進(jìn)行拆分設(shè)計(jì)。 通過可編程控制器PLC可實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的左右移動實(shí)驗(yàn)、上下移動實(shí)驗(yàn)、手動綜合控制實(shí)驗(yàn)、左右指定距離的運(yùn)行實(shí)驗(yàn)、單步控制實(shí)驗(yàn)和自動控制實(shí)驗(yàn)。將以上實(shí)驗(yàn)綜合起來即可實(shí)現(xiàn)本文的基于PLC的機(jī)械手分選大小球的自動控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。PLCPLC的輸入和輸出點(diǎn)分配表的輸入和輸出點(diǎn)分配表 輸入點(diǎn)分配輸出點(diǎn)分配左行右行上行下行吸附Q0.0Q0.1Q0.2Q0.3Q0.4左按鈕 右按鈕 上按鈕 下按鈕 吸附按鈕 松開按鈕 啟動

9、/停止 左限位 右限位 上限位 下限位 計(jì)數(shù)PLS I0.0I0.1I0.2I0.3I0.4I0.5I0.6I1.0I1.1I1.2I1.3I1.4PLCPLC的原理接線圖的原理接線圖安裝與調(diào)試安裝與調(diào)試 根據(jù)控制任務(wù)選擇S7-200 CPU226作為PLC的主機(jī)芯片，根據(jù)分配的輸入輸出點(diǎn)及PLC的原理接線圖將機(jī)械手的硬件設(shè)備與PLC的主機(jī)芯片相連。 檢查連線無誤后通過計(jì)算機(jī)將編制好的程序（梯形圖或指令語句表）下載到PLC的主機(jī)芯片中，將PLC的主機(jī)芯片置于運(yùn)行狀態(tài)，打開開關(guān)即可調(diào)試。機(jī)械手自動分選大小球?qū)嶒?yàn)過程動畫演示機(jī)械手自動分選大小球?qū)嶒?yàn)過程動畫演示PLCPLC的部分梯形圖的部分梯形圖機(jī)

10、械手自動回原點(diǎn)并右行到取物區(qū)的梯形圖 PLCPLC的部分指令表的部分指令表機(jī)械手自動回原點(diǎn)并右行到取物區(qū)的指令表 (1) LSCR S0.0(2) LD SM0.0(3) AN M0.1(4) S 左行:Q0.0, 1(5) S 上行:Q0.2, 1(6) LD SM0.0(7) LPS(8) A 左限位:I1.0(9) R 左行:Q0.0, 1(10) LPP(11) A 上限位:I1.2(12) R 上行:Q0.2, 1(13) LD 左限位:I1.0(14) A 上限位:I1.2(15) S 右行:Q0.1, 1(16) S M0.1, 1(17) LD 計(jì)數(shù)PLS:I1.4(18) A

11、 右行:Q0.1(19) LD SM0.1(20) CTU C0, 20(21) LD C0(22) R 右行:Q0.1, 1 指令的運(yùn)用與說明指令的運(yùn)用與說明 1、裝載指令LD（Load）,LDN(Load Not)與線圈驅(qū)動指令=（Out）2、觸電串聯(lián)指令A(yù)（And）,AN( And Not)3、觸電并聯(lián)指令O（Or）,ON(Or Not)4、置位/復(fù)位指令S（Set）/R(Reset)5、邊沿觸發(fā)指令EU（Edge Up）和ED (Edge Down)6、邏輯結(jié)果取反指令NOT 7、接通延時定時器指令TON（On-Delay Timer）8、遞增計(jì)數(shù)器指令CTU（Counter Up）9、SCR指令 （1）段開始指令LSCR（Load Sequence Control Relay） （2）段轉(zhuǎn)移指令SCRT（Sequence Control Relay Transition） （3）段結(jié)束指令SCRE(Sequence Control Relay Transition)10、高速脈沖輸出指令PLS（Pulse）編程元件編程元件輸入繼電器 I 輸出繼電器 Q 變量繼電器 V 輔助繼電器 M 特殊繼電器 SM 定時器 T 計(jì)數(shù)器 C 狀態(tài)繼電器 S 主要收獲主要收獲1、深入了解機(jī)械手的工作原理和作用2、對可編程控制器PLC有了一個整體的概念3、深入了解P