基于PLC的物料分揀機械手自動化控制系統(tǒng)設計答辯PPT

1、基于基于plcplc的物料分揀機械手的物料分揀機械手 自動化控制系統(tǒng)設計自動化控制系統(tǒng)設計 目標和意義目標和意義 1、目標：、目標： 本設計試圖開發(fā)的機械手由本設計試圖開發(fā)的機械手由plcplc控制，并控制，并借助相應的傳感器，使其能對不同的物料按預借助相應的傳感器，使其能對不同的物料按預先設定的程序進行分揀。先設定的程序進行分揀。 2 2、意義：、意義： 本設計擬完成的機械手可以實現(xiàn)生產(chǎn)的機本設計擬完成的機械手可以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下工作，以保護械化和自動化，能在有害環(huán)境下工作，以保護人身安全。人身安全。 國內(nèi)外現(xiàn)狀國內(nèi)外現(xiàn)狀 我國的機械手發(fā)展趨勢主要是逐步擴大我國的機械

2、手發(fā)展趨勢主要是逐步擴大其應用范圍；在應用專用機械手的同時，相應其應用范圍；在應用專用機械手的同時，相應地發(fā)展通用機械手。地發(fā)展通用機械手。 國外機械手的發(fā)展趨勢是研制具有某種智國外機械手的發(fā)展趨勢是研制具有某種智能的機械手，使它具有一定的傳感能力，能根能的機械手，使它具有一定的傳感能力，能根據(jù)外界條件的變化作出相應的變更。據(jù)外界條件的變化作出相應的變更。設計的基本思路設計的基本思路 1 1、分析物料分揀機械手的設計要求。、分析物料分揀機械手的設計要求。 2 2、根據(jù)機械手動作要求，綜合考慮各類型機、根據(jù)機械手動作要求，綜合考慮各類型機械手的特點，畫出執(zhí)行機構簡圖。械手的特點，畫出執(zhí)行機構簡圖

3、。 3 3、比較各驅動方式的特點，選擇機械手的驅、比較各驅動方式的特點，選擇機械手的驅動方式，并畫出驅動原理圖。動方式，并畫出驅動原理圖。 4 4、由機械手動作順序要求以及驅動方式的選、由機械手動作順序要求以及驅動方式的選擇，完成控制系統(tǒng)的設計。擇，完成控制系統(tǒng)的設計。設計的主要內(nèi)容 1 1、物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的設計。、物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的設計。 2 2、物料分揀機械手驅動系統(tǒng)的設計。、物料分揀機械手驅動系統(tǒng)的設計。 3 3、物料分揀機械手控制系統(tǒng)的設計、物料分揀機械手控制系統(tǒng)的設計。1 1、物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的設計、物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的設計 執(zhí)行系統(tǒng)是機械手賴以實現(xiàn)各種運動的

4、實體。執(zhí)行系統(tǒng)是機械手賴以實現(xiàn)各種運動的實體。 執(zhí)行系統(tǒng)的設計主要包括：機械手的手部、手執(zhí)行系統(tǒng)的設計主要包括：機械手的手部、手臂和機座的設計。臂和機座的設計。 機械手執(zhí)行系統(tǒng)設計主要內(nèi)容機械手執(zhí)行系統(tǒng)設計主要內(nèi)容 手部：選用真空式吸盤。手部：選用真空式吸盤。 手臂：選用缸體固定活塞桿運動的雙作用單活手臂：選用缸體固定活塞桿運動的雙作用單活塞桿氣缸塞桿氣缸 。 機座：選用落地固定式機座。機座：選用落地固定式機座。 執(zhí)行機構簡圖執(zhí)行機構簡圖執(zhí)行機構簡圖執(zhí)行機構簡圖 動作順序：初始位置 a右旋 b前伸 c下降 d吸物料 c上升 b縮回 a左旋 c下降d放物料 c上升 回初始位置 。 a.立柱 b.

5、水平氣缸 c.垂直氣缸 d.吸盤2 2、物料分揀機械手驅動系統(tǒng)的設計、物料分揀機械手驅動系統(tǒng)的設計 機械手的驅動系統(tǒng)是驅動執(zhí)行機構運動的傳動裝機械手的驅動系統(tǒng)是驅動執(zhí)行機構運動的傳動裝置。置。 本機械手選用氣壓驅動方式。本機械手選用氣壓驅動方式。 氣壓驅動具有價格低廉、結構簡單、功率體積比氣壓驅動具有價格低廉、結構簡單、功率體積比高、無污染、抗干擾性強及控制自由度高等優(yōu)點。高、無污染、抗干擾性強及控制自由度高等優(yōu)點。 氣動驅動原理圖氣動驅動原理圖 氣動驅動原理圖氣動驅動原理圖 如當機械手執(zhí)行水平前伸動作時：如當機械手執(zhí)行水平前伸動作時： 進氣路線：空氣處理單元進氣路線：空氣處理單元22儲氣罐儲

6、氣罐33三位四通電磁換向三位四通電磁換向 閥閥1010左端左端單向調(diào)速閥單向調(diào)速閥1515氣缸氣缸a a的無桿腔。的無桿腔。 排氣路線：氣缸排氣路線：氣缸a a的有桿腔的有桿腔單向調(diào)速閥單向調(diào)速閥1616三位四通電磁三位四通電磁 換向閥換向閥1010的排氣口的排氣口調(diào)速閥調(diào)速閥44消聲器消聲器55排出排出。3 3、控制系統(tǒng)的設計、控制系統(tǒng)的設計 控制系統(tǒng)是機械手的指揮系統(tǒng)。它控制驅動系控制系統(tǒng)是機械手的指揮系統(tǒng)。它控制驅動系統(tǒng)使執(zhí)行系統(tǒng)按預定的要求和順序工作。統(tǒng)使執(zhí)行系統(tǒng)按預定的要求和順序工作。 本機械手采用可編程控制器（本機械手采用可編程控制器（plcplc）進行控制。）進行控制。 1 1、

7、傳感器的選擇、傳感器的選擇 2 2、plcplc型號的選擇型號的選擇 3 3、plcplc的外部接線圖的外部接線圖 4 4、plcplc控制程序設計控制程序設計控制系統(tǒng)設計內(nèi)容控制系統(tǒng)設計內(nèi)容傳感器的選擇傳感器的選擇 位移傳感器：選用意大利位移傳感器：選用意大利gefran直線直線位移傳感器中的位移傳感器中的pz3直線位移傳感器和德國直線位移傳感器和德國asm角位移傳感器中的角位移傳感器中的aws1系列角位移傳感系列角位移傳感器，檢測機械手精確位置。器，檢測機械手精確位置。 視覺傳感器：選用視覺傳感器：選用rgb（紅綠藍）顏色（紅綠藍）顏色傳感器，對不同的物體進行識別。傳感器，對不同的物體進行

8、識別。 滑動傳感器：檢測物體與接觸面相對運動滑動傳感器：檢測物體與接觸面相對運動的大小和方向，判斷是否吸住物體以及應用多的大小和方向，判斷是否吸住物體以及應用多大的吸力等。大的吸力等。plcplc型號的選擇型號的選擇 本設計實用本設計實用plc點數(shù)為：點數(shù)為：40點點 其中輸入點其中輸入點數(shù)：數(shù)：28點點 輸出點數(shù)：輸出點數(shù)：12點?？紤]應有一定點?？紤]應有一定的裕留點數(shù)。的裕留點數(shù)。 本設計選用本設計選用plc型號：三菱型號：三菱fx2n-64mr-001；dc24v輸入，繼電器輸出；合計總點數(shù)輸入，繼電器輸出；合計總點數(shù)64點：點：32點輸入，點輸入，32點輸出。點輸出。plcplc的外部

9、接線圖的外部接線圖 如當機械手執(zhí)行擺動如當機械手執(zhí)行擺動氣缸右旋動作時。氣缸右旋動作時。 plc的輸入端的輸入端x020接通輸入，輸出端接通輸入，輸出端y001接通輸出，右接通輸出，右旋按鈕旋按鈕sb8接通，擺接通，擺動氣缸執(zhí)行右旋的命動氣缸執(zhí)行右旋的命令。令。plcplc控制程序設計控制程序設計 plc控制程序總框圖控制程序總框圖 操作面板示意圖操作面板示意圖 初始化及報警程序初始化及報警程序 手動程序手動程序 自動程序自動程序plcplc控制程序總框圖控制程序總框圖 機械手設有手動和自動兩機械手設有手動和自動兩種工作方式，可通過轉換種工作方式，可通過轉換開關開關sa進行方式轉換。進行方式轉

10、換。 系統(tǒng)設有故障報警功能，系統(tǒng)設有故障報警功能，當限位開關失靈，超限位當限位開關失靈，超限位開關工作時，系統(tǒng)報警，開關工作時，系統(tǒng)報警，報警指示燈亮。報警指示燈亮。操作面板示意圖操作面板示意圖 操作面板的設計使機械手的操作更加操作面板的設計使機械手的操作更加方便。方便。初始化及報警程序初始化及報警程序 初始化及報警程序的初始化及報警程序的設計使操作者能明確設計使操作者能明確的知道機械手的工作的知道機械手的工作狀態(tài)及故障情況狀態(tài)及故障情況。手動程序手動程序 如手動方式操作機械如手動方式操作機械手前伸時，按下前伸手前伸時，按下前伸按鈕按鈕sb9，plc輸入輸入端端x021接通輸入，輸接通輸入，輸

11、出端出端y003接通輸出。接通輸出。自動程序自動程序 自動程序狀態(tài)轉移圖 自動程序梯形圖自動程序狀態(tài)轉移圖自動程序狀態(tài)轉移圖 由自動程序狀態(tài)轉移由自動程序狀態(tài)轉移圖可知機械手動作順圖可知機械手動作順序要求。序要求。 由狀態(tài)轉移圖可生成由狀態(tài)轉移圖可生成自動程序梯形圖。自動程序梯形圖。 自動程序梯形圖自動程序梯形圖自動程序梯形圖自動程序梯形圖總結總結 機械手執(zhí)行系統(tǒng)：圓柱坐標型、真空吸盤機械手執(zhí)行系統(tǒng)：圓柱坐標型、真空吸盤 機械手驅動系統(tǒng)：氣壓驅動機械手驅動系統(tǒng)：氣壓驅動 機械手控制系統(tǒng)：機械手控制系統(tǒng)：plcplc控制控制 通過以上部分的設計，通過以上部分的設計，得出了經(jīng)濟、實用、高可得出了經(jīng)濟、實用、高可靠性的物料分揀機械手，對其他經(jīng)濟型靠性的物料分揀機械手，對其他經(jīng)濟型plc控制系控制系統(tǒng)的設計也有一定的借鑒價值。但統(tǒng)的設計也有一定的借鑒價值。但由于時間倉促，由于時間倉促，設計經(jīng)驗不足，依然有很多地方有待改進。