氣動機械手帶歐姆龍PLC控制程序要點

1、目 錄一、設(shè)計題目、工作原理和要求二、氣動系統(tǒng)設(shè)計三、繪制工作流程圖四、編寫PLC程序五、整理設(shè)計中過程中遇到的主要問題和解決策略六、總結(jié)主要參考文獻一、設(shè)計題目、工作原理和要求1設(shè)計題目：搬運機械手機及控制系統(tǒng)設(shè)計2工作原理：可編程控制器(PLC是一種數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng),它將邏輯運算、順序控制、時序、計數(shù)、算術(shù)運算等控制程序,用指令形式存放在存儲器中,并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種機械或生產(chǎn)過程。與繼電器控制線路相比,PLC具有可靠性高、抗干擾能力強;編程簡單、使用方便;設(shè)計、安裝容易,維護工作量少;功能完善、通用性強;體積小、能耗低等特點。因此,機械手控制系統(tǒng)越來越多的由可

2、編程控制器(即PLC來實現(xiàn)。 3控制要求： 該機械手主要有伸縮臂、升降臂、抓取工件、放料等功能,其動作順序示意圖見圖1。機械手原點處于位置A點(初始位,把工件從A點搬到B點處加工。該機械手的工作方式為自動循環(huán)周期,在系統(tǒng)上電后按下“啟動”按鈕,機械手的動作順序為: 下降夾緊上升伸臂下降放料上升縮臂(回到初始位循環(huán)進行,當出現(xiàn)異常時按下該站的“急?！卑粹o,機械手會立刻停止運動。停機二、電氣與氣動系統(tǒng)設(shè)計1設(shè)計思想和方法氣動實驗裝置PLC型號為歐姆龍CPM1A_2A_2AH，主要工作參數(shù)為12個輸入和8個輸出點。另外根據(jù)材料形狀的不同，采用立式鉗口夾持方式，基本上就實現(xiàn)了機械化，提高了勞動生產(chǎn)率，

3、把工人從惡劣的工作環(huán)境中解脫出來。在設(shè)計過程中，注重了從環(huán)保及操作者的人身安全方面考慮，并可按用戶的要求作特殊的設(shè)計，而且考慮到成本上的經(jīng)濟性，本設(shè)計依據(jù)實驗室現(xiàn)有條件，從已有的汽缸、氣閥中選擇2個三位五通氣動閥來控制上下和左右的運動，用一個單作用彈簧復位電磁氣動閥控制鉗口的開合。氣動元件具體型號：2個MA20X100-S-CA汽缸、1個MSA20X75-S-CA彈簧復位汽缸、2個4VBOC-06三位五通電磁閥、1個3V110-06-NC兩位四通電磁閥、5個LJ12A3-4-Z1E常開到位開關(guān)解決的具體實際問題：開始隨便選了一個單作用彈簧復位電磁氣動閥，但程序沒有開始就會有抓取的動作，后來檢查

4、電磁閥，發(fā)現(xiàn)P口常開且與氣泵相連，換了一個常閉的電磁閥問題解決。2氣動系統(tǒng)控制原理圖3、結(jié)合氣動系統(tǒng)和原理要求設(shè)計的系統(tǒng)工作流程圖4、PLC輸入輸出端口與換向閥和各信號檢測開關(guān)的地址對照表I端O端名稱地址名稱地址啟動0.00下降10.00下到位0.01上升10.01上到位0.02右行10.02右到位0.03左行10.03左到位0.04抓取10.04停止0.05運行狀態(tài)1.01抓緊0.11下行輔助1.02手動左行0.06手動上升0.075、控制梯形圖編譯在線工作.傳送6、電氣接線圖（1）電氣接線圖I端O端名稱地址名稱地址啟動0.00下降10.00下到位0.01上升10.01上到位0.02右行10

5、.02右到位0.03左行10.03左到位0.04抓取10.04停止0.05運行狀態(tài)1.01抓緊0.11下行輔助1.02手動左行0.06手動上升0.07（2）使用器件說明手動左行I6、手動上升I7可以使系統(tǒng)回到零點，只有處于原點位置才能進行啟動，按下啟動I0后，下降O10.00得電，下降到位I1觸動后啟動抓取O10.04，抓緊I11接通后啟動上升O10.01， 上升到位I2接通后啟動右行O10.02，右到位后開始下行O10.00,下到位后松開2s，然后先上再左回到原點。設(shè)計關(guān)鍵：1、左面下降要抓取，右面下降要松開，所以下到位就不夠用了，這時候可以加一個有沒有工件的邏輯，問題就解決了。2、程序循環(huán)

6、運行是本控制系統(tǒng)設(shè)計的難點，也是亮點，一般的話可以用定時器，或者本來就沒有循環(huán)，程序簡單。本設(shè)計巧妙運用了DIFD指令，使得程序完美實現(xiàn)了不停循環(huán)的效果。三、設(shè)計和接線調(diào)試中遇到的主要問題和解決策略問題1:以前編程序，靠檢測開關(guān)一步步進行就行了，我還把右面下到位的開關(guān)改了，但氣動基本只有兩個位置，其實下到位只有1個，怎么才能下來知道該抓還是放呢？經(jīng)過分析流程圖，發(fā)現(xiàn)抓緊可以做邏輯開關(guān)。問題2：自己在電腦上編寫的程序感覺邏輯沒有問題，但程序就是不能運行，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計僅考慮了過程，沒有想到系統(tǒng)初始狀態(tài)對程序的影響，這經(jīng)過不斷修正就能解決。問題3：三菱的PLC編寫好程序后，連接PLC，傳輸程序

7、后就可以直接啟動了，但初次用歐姆龍不了解情況，干完了發(fā)現(xiàn)沒有動靜，點什么都不動，后來請教老師，發(fā)現(xiàn)是運行狀態(tài)的問題。問題4：程序循環(huán)啟動是設(shè)計的難點，因為原點是程序的開始，很不好改，比較簡單的做法是加一個定時器，最后一步回原點開始計時，但這個時間其實跟系統(tǒng)的壓強、溫度等因素有關(guān)，太長影響效率，太短回發(fā)生抓取故障，解決的策略是找合適的指令或者開關(guān)量，最后發(fā)現(xiàn)DIFD指令可以完美完成任務。四、設(shè)計總結(jié)；經(jīng)過這些天查閱資料、泡在實驗室不斷的修改程序，最終的結(jié)果還是很令我欣慰的，這個過程我不僅學到了很多歐姆龍PLC的知識和操作，更重要的是，我可以運用自己以前掌握的知識和技能來一步步完成整個的機電一體化

8、設(shè)計，當然過程是曲折的，從什么都不懂，到讀懂氣動元件和氣動流程圖，完成硬件接線到熟悉軟件，還是有很多值得回憶的地方，比如不知道PLC型號，結(jié)果編寫的程序不能傳；傳完程序結(jié)果怎么也不動，老師指導說沒有在運行狀態(tài)；更可笑的是有一次什么都對了，但汽缸得電就是不動作，我還以為是壞了呢，結(jié)果忘記開總氣閘了；為了分開下到位抓還是放，嘗試IL、JMP、KEEP各種指令，結(jié)果還是不行；程序不斷的出錯，自己學到的東西也就多。機電一體化課程設(shè)計，將機電專業(yè)理論課程的相關(guān)內(nèi)容有機結(jié)合起來，使我受到完整的設(shè)計過程訓練，使我對機械本體和電子、電氣控制的軟硬件的設(shè)計過程有全面的了解，使我掌握機電工程設(shè)計的基本方法，提高其

9、分析問題和解決實際工程問題的能力，培養(yǎng)我的工程觀念，將整個課程內(nèi)容有機而系統(tǒng)地結(jié)合起來。工業(yè)機器人是一種典型的機電一體化產(chǎn)品，機器人技術(shù)是綜合了計算機、控制、機構(gòu)學、傳感技術(shù)等多學科而形成的高新技術(shù)，是當代研究十分活躍，應用日益廣泛的領(lǐng)域。本課程設(shè)計將以移動工業(yè)機器人為研究對象，開展機器人結(jié)構(gòu)設(shè)計、制作和控制，初步掌握機械系統(tǒng)、環(huán)境識別系統(tǒng)和運動控制系統(tǒng)的設(shè)計方法，訓練如何查資料及圖表、數(shù)據(jù)處理、自動控制以及創(chuàng)新能力，使我具備獨立設(shè)計機電一體化產(chǎn)品的能力，提高綜合應用已有知識解決問題的能力，更好地培養(yǎng)機電一體化專業(yè)我的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。這次機電一體化課程設(shè)計對我以后的畢業(yè)設(shè)計和工作有很大幫助，感謝老師給予的熱心幫助和悉心教導。參考文獻1文繼華,劉建斌,朱月,紅梁萍. PLC在自動給料系統(tǒng)中的應用. 科學技術(shù)與工程J，2007年；2凌勇堅.氣壓機械手的設(shè)計J. 起重運輸機械，2004