瓷磚自動包裝線的PLC控制畢業(yè)論文

1、 畢業(yè)設(shè)計(論文)指導(dǎo)瓷磚自動包裝線的PLC控制自動包裝的PLC控制瓷磚線 摘要介紹了一種基于PLC控制的五自由度氣動機械手的設(shè)計。本文詳細介紹了機械手的總體設(shè)計、氣動傳動系統(tǒng)設(shè)計和電氣控制系統(tǒng)設(shè)計。氣動機械手以其直線運動容易、控制簡單、介質(zhì)廉價、傳動快、壓力低、安全無污染、環(huán)境適應(yīng)性強等優(yōu)點，廣泛應(yīng)用于電子工業(yè)、包裝機械、印染機械、食品機械、農(nóng)業(yè)機械等領(lǐng)域?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)作為一種工業(yè)環(huán)境中的計算機控制裝置，由于其可靠性高、應(yīng)用方便，在國外得到迅速推廣和發(fā)展，日益成為機電控制和過程控制不可或缺的核心部件。在工業(yè)生產(chǎn)線上，氣動機械手可以準(zhǔn)確、快速地搬運貨物，大大降低了勞動強度，提高了

2、生產(chǎn)的自動化程度。氣動技術(shù)和PLC技術(shù)的結(jié)合可以更方便地實現(xiàn)機電一體化控制。關(guān)鍵詞:五自由度機械手可編程控制器氣動傳動電氣控制系統(tǒng)順序功能圖順序控制步驟指令自動控制目錄 HYPERLINK l _Toc230271247 第0章緒論 PAGEREF _Toc230271247 h - 4 - HYPERLINK l _Toc230271248 第一章瓷磚與生產(chǎn)介紹 PAGEREF _Toc230271248 h - 5 - HYPERLINK l _Toc230271249 1.1 瓷墻地磚的品種 PAGEREF _Toc230271249 h - 5 - HYPERLINK l _Toc23

3、0271250 1.2 瓷墻地磚性能指標(biāo)與檢測方法 PAGEREF _Toc230271250 h - 5 - HYPERLINK l _Toc230271251 第二章瓷磚包裝中的機械手 PAGEREF _Toc230271251 h - 7 - HYPERLINK l _Toc230271252 2.1 瓷磚包裝設(shè)備的發(fā)展 PAGEREF _Toc230271252 h - 7 - HYPERLINK l _Toc230271253 2.2 自動包裝線的分類 PAGEREF _Toc230271253 h - 8 - HYPERLINK l _Toc230271254 2.3 機械手在自動

4、包裝中的應(yīng)用 PAGEREF _Toc230271254 h - 9 - HYPERLINK l _Toc230271255 第三章機械手控制方式的比較 PAGEREF _Toc230271255 h - 11 - HYPERLINK l _Toc230271256 3.1 繼電器控制方式 PAGEREF _Toc230271256 h - 11 - HYPERLINK l _Toc230271257 3.2 單片機控制方式 PAGEREF _Toc230271257 h - 11 - HYPERLINK l _Toc230271258 3.3 微型計算機控制方式 PAGEREF _Toc23

5、0271258 h - 12 - HYPERLINK l _Toc230271259 3.4 PLC控制方式 PAGEREF _Toc230271259 h - 12 - HYPERLINK l _Toc230271260 3.5 選擇PLC的原因 PAGEREF _Toc230271260 h - 13 - HYPERLINK l _Toc230271261 第四章控制模型的設(shè)計 PAGEREF _Toc230271261 h - 14 - HYPERLINK l _Toc230271262 4.1模塊式機械手與組成 PAGEREF _Toc230271262 h - 14 - HYPERL

6、INK l _Toc230271263 4.2 總體方案的設(shè)計 PAGEREF _Toc230271263 h - 15 - HYPERLINK l _Toc230271264 4.3 機械手控制系統(tǒng)實例分析 PAGEREF _Toc230271264 h - 16 - HYPERLINK l _Toc230271265 第五章 PLC設(shè)計 PAGEREF _Toc230271265 h - 21 - HYPERLINK l _Toc230271266 5.1 PLC的簡介 PAGEREF _Toc230271266 h - 21 - HYPERLINK l _Toc230271267 5.2

7、 PLC的硬件組成 PAGEREF _Toc230271267 h - 21 - HYPERLINK l _Toc230271268 5.3 PLC控制I/O分配明細 PAGEREF _Toc230271268 h - 22 - HYPERLINK l _Toc230271269 5.4PLC的I/O電氣接線圖 PAGEREF _Toc230271269 h - 25 - HYPERLINK l _Toc230271270 5.5軟件的設(shè)計 PAGEREF _Toc230271270 h - 26 - HYPERLINK l _Toc230271271 第六章典型電路 PAGEREF _Toc

8、230271271 h - 32 - HYPERLINK l _Toc230271272 6.1 主電路設(shè)計 PAGEREF _Toc230271272 h - 32 - HYPERLINK l _Toc230271274 6.2 手動啟動電磁閥電路 PAGEREF _Toc230271274 h - 32 - HYPERLINK l _Toc230271275 6.3 氣動回路圖 PAGEREF _Toc230271275 h - 33 - HYPERLINK l _Toc230271276 第七章元器件的選擇 PAGEREF _Toc230271276 h - 34 - HYPERLINK

9、 l _Toc230271277 7.1 PLC的選擇 PAGEREF _Toc230271277 h - 34 - HYPERLINK l _Toc230271278 7.2 電磁鐵的選擇 PAGEREF _Toc230271278 h - 35 - HYPERLINK l _Toc230271279 7.3 電磁閥的選擇 PAGEREF _Toc230271279 h - 35 - HYPERLINK l _Toc230271280 7.4 接近開關(guān) PAGEREF _Toc230271280 h - 37 - HYPERLINK l _Toc230271284 7.5 組合開關(guān)、斷路器的

10、選擇 PAGEREF _Toc230271284 h - 38 - HYPERLINK l _Toc230271285 第八章電氣控制裝置工藝設(shè)計 PAGEREF _Toc230271285 h - 39 - HYPERLINK l _Toc230271286 第九章總結(jié) PAGEREF _Toc230271286 h - 41 - HYPERLINK l _Toc230271287 第十章經(jīng)濟分析 PAGEREF _Toc230271287 h - 42 - HYPERLINK l _Toc230271288 9.1 目標(biāo)成本 PAGEREF _Toc230271288 h - 42 - H

11、YPERLINK l _Toc230271289 9.2 初步計算成本 PAGEREF _Toc230271289 h - 42 - HYPERLINK l _Toc230271290 9.3 經(jīng)濟分析與市場前景預(yù)算 PAGEREF _Toc230271290 h - 42 - HYPERLINK l _Toc230271291 致 PAGEREF _Toc230271291 h - 43 - HYPERLINK l _Toc230271292 參考文獻 PAGEREF _Toc230271292 h - 44 - HYPERLINK l _Toc230271293 附錄附表1 元件清單附表2

12、 電磁閥狀態(tài)表附圖1 控制面板布置示意圖附圖2 電氣箱元件排列圖緒論近年來，建筑制造業(yè)從華東等高級集中產(chǎn)區(qū)向全國遷移；優(yōu)質(zhì)建筑企業(yè)通過產(chǎn)業(yè)遷移加速產(chǎn)業(yè)區(qū)域布局。同時，優(yōu)質(zhì)建筑企業(yè)的遷移也帶動了新的生產(chǎn)區(qū)域從低檔建筑生產(chǎn)向中高檔建筑生產(chǎn)升級。建筑瓷器在全國各地的轉(zhuǎn)移、擴張和重新布局，也帶動了全國建筑行業(yè)的發(fā)展。從建筑瓷整個行業(yè)來看，市場空間還是很大的。建筑瓷業(yè)雖然在歐美已經(jīng)是“夕陽產(chǎn)業(yè)”，但在中國還是一個“產(chǎn)業(yè)”，會有很大的發(fā)展。美國的金融海嘯對中國建設(shè)銀行有影響，但沒有想象中的那么大，那么可怕。中國建業(yè)完全有能力輕松度過這場經(jīng)濟災(zāi)難。隨著中國建筑瓷行業(yè)發(fā)展環(huán)境的進一步改善，行業(yè)整體將得到進一步

13、提升。預(yù)計2010-2011年，中國建筑瓷行業(yè)增速將有所降低，收入年均增速為32.0%，利潤年均增速為40.2%。2011年，行業(yè)收入將達到4798.0億元，利潤將達到287.3億元。瓷器產(chǎn)品主要用于砌墻或裝飾，因此對產(chǎn)品輻射防護的安全性尤為重要。雖然不同產(chǎn)地的原料中放射性核素的含量不同，但考慮到中國經(jīng)濟建設(shè)的快速發(fā)展，中國的原料使用量和原料的產(chǎn)地也在不斷變化。因此，應(yīng)控制產(chǎn)品的放射性，以保護人體健康。1瓷磚及生產(chǎn)簡介1.1陶瓷墻地磚的品種(1)功能性墻地磚多孔瓷坯體的利用:利用在高溫下能分解大量氣體的原料，加入適量的化學(xué)發(fā)泡劑，可以制成體積密度僅為0.6 1.0g/cm3甚至更低的多孔瓷坯體

14、。這種比水輕的陶瓷材料有很多用途。A.保溫節(jié)能磚:坯體表面施釉，有保溫節(jié)能的效果，也容易清洗。無釉保溫節(jié)能磚表面粗糙，古樸典雅，有返璞歸真的效果。B.吸音磚:坯體的空隙率高達40% 50%，可以消音、防火、保暖。在房間音響設(shè)計中，可以采用吸音磚來獲得最佳的余音效果。C.輕質(zhì)屋面瓦:制成屋面瓦，可以降低房屋的承重能力。D.透水路面磚:在磚內(nèi)形成多孔、連貫的孔隙結(jié)構(gòu)，能將地下水滲透到地下。具有普通方磚的風(fēng)格，并具有透水、保水、防滑的功能。它是目前方磚的替代品?？轨o電磚；人們在日常工作活動中會產(chǎn)生靜電。在放置精密儀器的機房，存放易燃易爆物品的倉庫，靜電的危害非常大。為此，設(shè)計并制造了抗靜電磚?？轨o電

15、磚通常是在釉料或坯體中加入具有半導(dǎo)體性質(zhì)的金屬氧化物，使磚具有半導(dǎo)體性質(zhì)，避免靜電的積累，達到抗靜電的目的。(2)新型墻地磚微晶玻璃磚:磚的層為瓷器，磚的表層為微晶玻璃，采用二次布料技術(shù)成型，在輥道窯中燒成。降低了生產(chǎn)成本，解決了微晶玻璃鋪設(shè)不便的問題。拋光水晶磚:又稱釉面磚、釉面拋光磚。它是在坯體表面燒制后涂上一層約1.5毫米厚的耐磨透明釉，再經(jīng)燒制、拋光而成。具有彩釉磚裝飾豐富、瓷質(zhì)磚吸水率低、材料性能好的特點，克服了瓷質(zhì)磚不耐磨、耐化學(xué)腐蝕性差、裝飾方法簡單的缺點。拋光水晶磚釉下彩，高溫?zé)疲陨毮?，高貴華麗，是高檔產(chǎn)品。1.2陶瓷墻地磚的性能指標(biāo)和測試方法1.尺寸偏差:用游標(biāo)卡尺或直

16、尺測量磚的長、寬、厚(國標(biāo):指每塊磚四個長度的平均尺寸與工作尺寸的偏差)。國家標(biāo)準(zhǔn) 0.6%:2.表面質(zhì)量:向上平鋪不小于1的磚正面，使各部位的光線達到一定標(biāo)準(zhǔn)，然后在規(guī)定距離目測；國家標(biāo)準(zhǔn)拋光磚:a、斑點、氣泡、洞穴、污垢、凸起和凹坑:當(dāng)遇到1m時，目測不明顯。B.裂紋、漏拋、漏磨、磨痕和劃痕:不允許。c .色差:在離磚3m處目測不明顯。國家標(biāo)準(zhǔn)釉面磚:a、缺釉、斑點、污垢、棕眼、熔孔、釉泡、邊緣脫皮、坯粉:相隔1米視覺上不明顯。b、裂紋:不允許。c .色差:在離磚3m處目測不明顯。3.變形:邊緣平直度:測量并比較相鄰邊緣的長度，偏差國家標(biāo)準(zhǔn)的0.5%。直角:與相應(yīng)邊長相比，偏差0.6%。平

17、整度:對角線長度與中央凹陷高度比較，偏差0.5%。4.吸水率:產(chǎn)品在一定條件下吸水，表明坯體的致密性。吸水率越低，產(chǎn)品的密度越好。另外，吸水率對產(chǎn)品的抗凍性影響很大。5.莫氏硬度:將樣品正面放平，然后手拿礦物均勻涂抹在樣品正面，然后肉眼觀察劃痕；莫氏硬度越大，瓷磚質(zhì)量越好。6.耐磨性:產(chǎn)品表面抵抗外來物質(zhì)磨削損傷的能力，一般用耐磨轉(zhuǎn)數(shù)來表示。轉(zhuǎn)數(shù)越多，耐磨性越好。7.耐急冷熱性:產(chǎn)品抵抗外界溫度急劇變化而不被損壞的能力。8.耐酸耐堿:將磚面與10%的強堿或酸接觸24小時。用酒精清潔釉面后，用HB鉛筆畫線。按照國家標(biāo)準(zhǔn)，干布是A級，濕布是B級，擦不掉就是C級。9.光澤:將有一定要求的黑色玻璃的反

18、光能力與被測試件的反光能力進行比較，國家標(biāo)準(zhǔn)55度。2機器人在瓷磚包裝中的應(yīng)用2.1瓷磚包裝設(shè)備的發(fā)展現(xiàn)代瓷磚包裝的技術(shù)特點主要表現(xiàn)在重視技術(shù)創(chuàng)新，以高科技推動創(chuàng)新。注重基礎(chǔ)學(xué)科的研究，大膽吸收其他行業(yè)的科研成果，并應(yīng)用于新包裝的設(shè)計開發(fā)。現(xiàn)在，在建筑衛(wèi)生瓷行業(yè)，瓷磚已經(jīng)實現(xiàn)了機電一體化。瓷磚包裝機械設(shè)備加工精度高，定位準(zhǔn)確，選用控制精度高的機械手，根據(jù)最佳方案設(shè)計制造各種一體化瓷磚自動包裝線方案，保證瓷磚包裝的質(zhì)量和工作效率。全自動瓷磚包裝線的問世，是科信達在創(chuàng)新篇章中的又一強音。該設(shè)備采用模塊化設(shè)計方法，分為疊磚、對齊、送紙、折紙、包裝五大模塊。根據(jù)用戶的條件和需求，合理優(yōu)化模塊，使生產(chǎn)效

19、益最大化。而且堆磚模塊采用疊起堆磚的方式，反應(yīng)快，不損傷瓷磚表面。同時，該設(shè)備適用于塑料角撐和泡沫支撐這兩種主流的紙箱折疊包裝方式。通過簡單的模塊調(diào)整，可適用于600 600 800 800瓷磚的包裝?？梢赃_到每分鐘6盒的工作頻率，如果每盒包含4塊600600mm的瓷磚，連續(xù)工作22小時可以包裝11400。設(shè)備采用觸摸屏的人機界面方式，使包裝線的操作、調(diào)試和維護更加簡單直觀。采用PLC控制方式，實時監(jiān)控各模塊的運行情況。高速、高效、易操作，使得科信達的瓷磚自動包裝線一經(jīng)推出就獲得了市場的認可，成為企業(yè)生產(chǎn)的好幫手?？菩胚_自主研發(fā)的精密檢眼生產(chǎn)線一經(jīng)問世，便在機械設(shè)備行業(yè)再次引起轟動。精密目檢生

20、產(chǎn)線，用于瓷磚尺寸(邊長、邊直度、大小頭夾角、對角線、對角線差)的在線檢測，顛覆了傳統(tǒng)人工檢測的生產(chǎn)工藝，解決了人工檢測速度慢、人為誤差大、精度不統(tǒng)一、勞動量大等一系列問題。在陶瓷企業(yè)的大規(guī)模生產(chǎn)中。最近公司在原有的基礎(chǔ)上改進完善，推出了第二代精密驗眼生產(chǎn)線，增加了人機界面的設(shè)置，自動化程度更高，操作更簡單；產(chǎn)品的測量速度和精度得到了進一步提高。而且設(shè)備實現(xiàn)了100%在線測量，使企業(yè)能夠通過實時測量上報磚坯尺寸的變化，有利于及時調(diào)整機械設(shè)備參數(shù)，保證產(chǎn)品質(zhì)量。同時，用戶可以根據(jù)企業(yè)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)自行設(shè)定參數(shù)，設(shè)備會根據(jù)客戶設(shè)定的放碼尺寸對產(chǎn)品進行放碼，確保出廠產(chǎn)品尺寸完全符合設(shè)定的要求。后續(xù)的捆扎、

21、卷繞包裝采用光、機、電、儀一體化設(shè)計，應(yīng)用稱重傳感技術(shù)，采用DSP和PLC控制。該產(chǎn)品具有自動化程度高、效率高、安全方便的特點，其自動包裝機機組、碼垛機組、調(diào)試和監(jiān)控技術(shù)具有創(chuàng)新性。每小時800包的生產(chǎn)能力，滿足了我國規(guī)模化生產(chǎn)快速發(fā)展和高效現(xiàn)代倉儲物流業(yè)發(fā)展的需要。2.2自動包裝線的分類自動包裝線是根據(jù)包裝工藝將所有自動包裝機及相關(guān)輔助設(shè)備與輸送裝置連接起來的工作系統(tǒng)，具有獨立的控制裝置。它能使被包裝的商品和包裝材料按照預(yù)定的包裝要求和工藝順序，通過各種包裝機完成包裝的全過程。在自動包裝線中，工人不需要直接參與操作，他們的主要任務(wù)不外乎監(jiān)測、調(diào)整和控制，以保證自動包裝線的正常運行。自動包裝線

22、具有許多突出的優(yōu)點，如提高包裝質(zhì)量，增加生產(chǎn)能力，改善工作條件，減少占地面積和生產(chǎn)成本。特別適合小品種、大批量的產(chǎn)品包裝。是包裝行業(yè)的發(fā)展方向。自動包裝線通常可以按以下方式分類:根據(jù)各包裝機的連接特點分類。剛性自動包裝線。包裝機由輸送裝置直接連接，并以一定的生產(chǎn)節(jié)奏運行。如果某個設(shè)備故障停機，會導(dǎo)致整條線停機。柔性自動包裝線。在這條自動線上，每臺包裝機之間增加一臺儲料器，儲料器為后續(xù)包裝機供貨。如果一臺機器出現(xiàn)故障，不會影響其他機器的工作，所以生產(chǎn)率高，但是投資大。半柔性自動包裝線。這條自動線把整條線分成幾段，故障少的沒有堆料機，顯得“死板”；為多次失敗設(shè)置一個儲備器，使其“靈活”。既保證了高

23、生產(chǎn)率，又不會投入太多。(2)按組合布局分類系列自動包裝線。每臺包裝機按照單個工藝流程的順序連接。每個單機的生產(chǎn)節(jié)奏都是一樣的。平行自動包裝線。為了平衡生產(chǎn)節(jié)奏，提高生產(chǎn)能力，將同一臺包裝機分成陣列，共同完成相同的包裝作業(yè)。這種自動線稱為平行自動包裝線。在這種管路中應(yīng)設(shè)置一些換向或合流裝置。串并聯(lián)自動包裝線。它在一條包裝線上采用串聯(lián)和并聯(lián)兩種形式。其目的是平衡各包裝機的生產(chǎn)節(jié)奏。一般線路長，機器數(shù)量多，所以輸送、換向、調(diào)車、并車裝置種類多、復(fù)雜。2.3機械手在自動包裝中的應(yīng)用操縱器概述它是一種能自動抓取和操作的裝置，常用于機械手的工業(yè)自動控制領(lǐng)域。用于多條自動生產(chǎn)線的自動換刀裝置、自動裝卸機和

24、數(shù)控設(shè)備。機械手一般由執(zhí)行系統(tǒng)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和人工智能系統(tǒng)組成，主要完成移動、旋轉(zhuǎn)和抓取等動作。氣動技術(shù)是以壓縮空氣為介質(zhì)，以氣源為動力的能量傳遞技術(shù)。它可靠性高，使用壽命長，對環(huán)境無污染，因此氣動技術(shù)常被用于機械手的驅(qū)動系統(tǒng)中?？刂葡到y(tǒng)是機械手的指令系統(tǒng)。通過控制驅(qū)動系統(tǒng)，使執(zhí)行器按照規(guī)定的要求工作，并檢查其是否正確?？删幊踢壿嬁刂破?PLC)是一種以微處理器為核心，集計算機技術(shù)和自動控制技術(shù)于一體的新型工業(yè)控制系統(tǒng)。PLC一般采用易于理解和掌握的梯形圖語言和簡單的工業(yè)控制指令，直觀，特別適合現(xiàn)場操作人員使用。與傳統(tǒng)的繼電器接觸器控制電路相比，PLC控制系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)簡單、可靠性高、抗干

25、擾能力強、故障率低、設(shè)計安裝簡單、操作維修方便等特點?，F(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)中。機械手控制系統(tǒng)越來越多地由可編程控制器(PLC)來實現(xiàn)，用來控制機械手完成各種規(guī)定。2.3.2機械手總體設(shè)計的基本要求對機械使用功能的要求:實現(xiàn)預(yù)定的使用功能是機械設(shè)計最基本的要求，良好的使用性能指標(biāo)是設(shè)計的主要目標(biāo)。此外，在機械設(shè)計中往往要求操作方便、工作安全可靠、體積小、重量輕、效率高、外形美觀、噪音低。對機器經(jīng)濟性的要求:機器的經(jīng)濟性體現(xiàn)在設(shè)計、制造、使用的全過程，在設(shè)計機器時要綜合考慮。設(shè)計的經(jīng)濟性體現(xiàn)在合理的功能定位、實現(xiàn)功能要求的最簡單的技術(shù)途徑和最簡單合理的結(jié)構(gòu)上。2.3.3零件設(shè)計的基本要求

26、機械是機器的基本單元，機器的設(shè)計要求最終是通過零件的設(shè)計來實現(xiàn)的。所以設(shè)計零件時要滿足什么，要從設(shè)計機器的要求延伸，也就是也要從保證機器的功能要求和經(jīng)濟要求兩個方面來考慮。要求在預(yù)定的工作周期內(nèi)正?？煽康毓ぷ鳎员ＷC機器各項功能的正常實現(xiàn)。這就要求零件在預(yù)定的壽命內(nèi)不會產(chǎn)生各種可能的失效，即零件在強度、剛度、振動穩(wěn)定性、耐磨性、溫升等方面必須滿足必要的條件，這些都是判斷零件工作能力的標(biāo)準(zhǔn)。設(shè)計時要合理選擇材料和毛坯的形式，設(shè)計簡單合理的零件結(jié)構(gòu)，合理規(guī)定零件加工的公差等級，認真考慮零件的加工和裝配工藝性。另外，盡量采用標(biāo)準(zhǔn)化、系列化、通用化的零部件。手的結(jié)構(gòu)機械手(末端執(zhí)行器)有多種結(jié)構(gòu)形式，

27、但一般設(shè)計有以下基本要求:第一，要有合適的夾緊力和驅(qū)動力。手指的握力(夾緊力)要合適。如果用力過大，會消耗更多的動力，使結(jié)構(gòu)龐大，不經(jīng)濟，甚至損壞被抓取的物體；力度太小，夾不住也松不開或者脫落。第二，手指要有一定的開合周長，手要有一定的開合角度(手指繞支點從張開到合攏轉(zhuǎn)動的角度)或開合周長(平移手指從張開到合攏的直線移動距離)，以便抓住或退出物體。三、應(yīng)保證抓取物體在手指中的夾持精度，應(yīng)保證每個被抓取的物體，在手指中都有一個準(zhǔn)確的相對位置。4.要求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、效率高。在保證自身剛度和強度的前提下，結(jié)構(gòu)要盡可能緊湊，重量要輕，這樣有助于減輕手臂的負荷。3機械手控制方式的比較目前，我國有以下

28、幾種控制模式。通過比較，我們可以發(fā)現(xiàn)PLC控制方式更具有獨特的優(yōu)勢。3.1繼電器控制模式這種方法簡單直接，穩(wěn)定可靠，成本低，但速度慢，效率低。隨著生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展，機車對加工精度、生產(chǎn)效率和安全性的要求越來越高，繼電器和接觸器的間歇控制方式無法連續(xù)準(zhǔn)確地反映信號。此外，隨著工業(yè)自動化程度的不斷提高，由繼電器電路組成的工業(yè)控制系統(tǒng)的缺陷也不斷暴露出來。首先，在設(shè)計和施工方面，為了完成一個控制項目的設(shè)計、施工和調(diào)試，必須進行繼電控制，工作周期長、修改困難等缺點很快體現(xiàn)出來。項目越大，缺點越突出。成千上萬的電線像蜘蛛網(wǎng)一樣緊密相連。只要一個電器或一根電線出現(xiàn)故障，系統(tǒng)就無法工作，大大降低了其可靠性。3

29、.2 MCU控制模式微控制器是微型計算機的一個重要分支，也是一個非?；钴S和有生命力的模型，更適合于控制領(lǐng)域。MCU一般由單片集成電路芯片組成，包含計算機的基本功能部件:中央處理器CPU、存儲器和I/O接口電路等。因此，只有將必要的、合適的軟件與外部設(shè)備相結(jié)合，單片機才能成為單片機控制系統(tǒng)。目前，單片機正朝著高性能、多品種的方向發(fā)展，特別是八位單片機已成為單片機的主流。單片機的改進主要在以下四個方面:(1)為了提高工作速度和準(zhǔn)確性，CPU的功能得到了明顯的增強；(2)集成存儲器的容量和常用I/O接口電路的種類和數(shù)量大幅增加；(3)隨著芯片功能的增強和資源的豐富，單片機所需的管腳數(shù)量也會相應(yīng)增加；

30、(4)在許多應(yīng)用中，單片機體積小，只需要較低的工作電壓和極小的功耗。所以單片機大多采用CMOS工藝，增強了空閑和斷電兩種工作模式。但其硬件質(zhì)量和抗干擾措施難以達到高標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境適應(yīng)性差，難以在惡劣的工作條件下工作。3.3微機控制模式微機開發(fā)系統(tǒng)是專用微機系統(tǒng)，硬件齊全，軟件資源豐富。它不僅可用于微型計算機樣機的設(shè)計和調(diào)試，還可用于微型計算機相關(guān)軟件的開發(fā)。微型計算機可用于實現(xiàn)圖形顯示、輔助繪圖和設(shè)計。而微機控制方式需要掌握匯編、BASIC、FORTRAL、PASCAL、C等難懂的語言。，對操作人員和環(huán)境要求較高，無法適用于惡劣的工作環(huán)境。而PLC控制方式對操作人員的要求一般，不需要學(xué)習(xí)專門的計算

31、機語言或?qū)I(yè)的軟件知識，只需要會簡單的梯形圖語言和操作系統(tǒng)即可。而且PLC有很多I/O接口和各種附件，所以很容易組成一個系統(tǒng)。3.4 PLC控制模式70年代末，可編程控制器進入實用開發(fā)階段。計算機技術(shù)被全面引入可編程控制器，使其具有更高的運算速度、超小的體積、更可靠的抗工業(yè)干擾設(shè)計，在功能上有了質(zhì)的飛躍。模擬PID功能和較高的性價比奠定了其在現(xiàn)代工業(yè)中的地位。20世紀末，可編程控制器的發(fā)展特點更適合現(xiàn)代工業(yè)控制的需要。從規(guī)模上看，這一時期發(fā)展了大型機和超小型機；在控制能力上，誕生了各種特殊的功能單元，用于壓力、溫度、速度、位移等各種控制場合。就產(chǎn)品匹配而言，生產(chǎn)各種人機接口單元和通信單元，更容

32、易匹配應(yīng)用于可編程控制器的工業(yè)控制設(shè)備。這種控制方式有很多特點，包括:可靠性高，擴展能力強，邏輯運算能力強，對所有輸入輸出電路進行光電隔離，對部分部件進行電磁屏蔽，使其能更好地應(yīng)用于工作環(huán)境；完整、功能、實用；簡單易學(xué)，深受工程技術(shù)人員歡迎。PLC作為通用工業(yè)控制計算機，體積小，重量輕，能耗低。系統(tǒng)設(shè)計工作量小，維護方便，便于維護和改造。用PLC存儲邏輯代替極限邏輯，大大減少了控制設(shè)備的外部接線，縮短了控制系統(tǒng)的設(shè)計和建設(shè)周期，是現(xiàn)代工業(yè)作業(yè)控制系統(tǒng)的良好選擇。通過以上各種控制方式的比較，可以看出本課題采用PLC控制方式更為合理。在21世紀，可編程控制器將有更大的發(fā)展，并將在工業(yè)和工業(yè)以外的許

33、多領(lǐng)域發(fā)揮越來越重要的作用。3.5選擇PLC的原因選擇PLC進行二次設(shè)計是因為它有自己的優(yōu)點:(1)通用性好。PLC采用存儲邏輯，其控制邏輯以程序的形式存儲在內(nèi)存中。改變控制邏輯，只需要改變程序，就可以通過編程實現(xiàn)各種控制功能。然而，傳統(tǒng)的繼電器控制系統(tǒng)需要重新設(shè)計和連接，以改變控制功能，這需要很長的時間和大量的金錢。(2)可靠性高。一方面，PLC采用了隔離、濾波、屏蔽、接地等一系列抗干擾措施。在硬件上，在模板機箱上做了完美的電磁兼容性設(shè)計，并精心選擇元器件；另一方面，采用了數(shù)字濾波、指令重執(zhí)行、程序倒帶、錯誤檢查等一系列軟件抗干擾措施和故障診斷技術(shù)。，以便在系統(tǒng)級進行冗余配置。所以它的可靠性

34、非常高，平均無故障時間可以達到20000到50000小時以上。(3)功能強大。PLC不僅具有邏輯運算和控制、順序控制等功能。，還具有模擬轉(zhuǎn)換、數(shù)模轉(zhuǎn)換、高速計數(shù)、速度控制、位置控制、模擬量調(diào)節(jié)(如PID控制)進行遠程通訊、生產(chǎn)監(jiān)控等功能。(4)編程簡單，使用方便。PLC編程多采用類似繼電器控制電路的梯形圖，是一種面向控制過程和問題的“自然語言”編程方法，易于掌握。對于一般的電氣技術(shù)人員和企業(yè)的技術(shù)工人來說，這種面向生產(chǎn)、面向用戶的編程方式比常用的微機語言更容易被接受。在PLC出現(xiàn)之前，大多數(shù)控制設(shè)備都是硬連線的邏輯器件。因為他們的邏輯很強，所以很難改變他們。在更新機械設(shè)備的同時，只能研究新的控

35、制設(shè)備，不僅延長了生產(chǎn)周期，還增加了生產(chǎn)成本。在產(chǎn)品更新?lián)Q代迅速的今天，這些缺點會極大地限制企業(yè)的發(fā)展，降低企業(yè)的競爭力。PLC的出現(xiàn)解決了上述問題。它取代了硬連線的控制設(shè)備，實現(xiàn)了軟件編程，用程序描述了控制過程。要改變生成過程，只需要改變程序。這大大縮短了生產(chǎn)周期，明顯提高了效率。4控制模型的設(shè)計機械手可以模仿人的手和手臂的某些動作功能，是一種按照固定的程序用來抓取和搬運物體或操作工具的自動操作裝置。它可以代替人的繁重勞動實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，可以在有害環(huán)境下操作保護人身安全，因此廣泛應(yīng)用于機械制造、冶金、電子、輕工、自動包裝等行業(yè)。機械手主要由手和運動機構(gòu)組成。手是用來抓取工件(或工具

36、)的部件，根據(jù)所抓取物體的形狀、大小、重量、材質(zhì)和操作要求，有夾持式、握持式、吸附式等多種結(jié)構(gòu)形式。運動機構(gòu)，它使手能夠完成各種旋轉(zhuǎn)(擺動)、運動或復(fù)合運動以達到規(guī)定的動作，改變所抓握物體的位置和姿態(tài)。機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動模式稱為機械手的自由度。為了抓取空間中任何位置和方向的物體，需要六個自由度。它是機械手設(shè)計的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機械手的靈活性和通用性就越大，其結(jié)構(gòu)也就越復(fù)雜。一般專用機械手有(2 3)個自由度。設(shè)計了一種用于工件搬運的五自由度氣動機械手。4.1模塊化機械手及組成模塊化機械手是以底座為基礎(chǔ)，通過將一些通用部件與能夠完成預(yù)定功能的必要單元部件組合，并配以相應(yīng)的控制

37、部件，從而完成特定要求的機械手。通過模塊的選擇和組合，可以形成不同功能或相同功能、不同性能、不同規(guī)格的系列產(chǎn)品。此外，當(dāng)產(chǎn)品發(fā)生變化或臨時需要新的分配任務(wù)時，機械手的新部件可以容易地改變或重新設(shè)計，機械手可以快速投入生產(chǎn)，從而降低安裝和改裝的成本。模塊的劃分如圖4-1所示。圖4-1機械手各模塊的組成4.2總體方案設(shè)計本課題的目標(biāo)是實現(xiàn)瓷磚的連續(xù)自動包裝，它是一個五自由度機械手控制系統(tǒng)。執(zhí)行機構(gòu)做直線運動、水平運動和圓周運動，運動過程中要調(diào)節(jié)速度。請參見圖4-2，了解機芯的整體框圖。因此，氣動元件用于形成所需的驅(qū)動系統(tǒng)?？删幊绦蜻壿嬁刂破骺删幊绦蜻壿嬁刂破魇种肝叽怪逼龃u測試瓷磚系統(tǒng)小武器被分成

38、小塊(五件一組)瓷磚合格輸入信號到控制器進行分析。大臂放下合格的瓷磚。打捆機完成包裝，并包裝到生產(chǎn)線。圖4-2瓷磚自動包裝機械手運動框圖4.3機械手控制系統(tǒng)實例分析機械手的結(jié)構(gòu)氣動機械手有五個自由度(手指運動不包括在自由度內(nèi))，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖4-3所示。手臂有三個自由度，即大臂45度旋轉(zhuǎn)、小臂五個位置的伸縮和手腕90度旋轉(zhuǎn)；手指有一個自由度，即手指接合和斷開；還有腰椎關(guān)節(jié)180旋轉(zhuǎn)。氣動機械手有五個自由度(手指運動不包括在自由度內(nèi))，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖所示。手臂有三個自由度，即大臂45度旋轉(zhuǎn)、小臂五個位置的伸縮和手腕90度旋轉(zhuǎn)；手指有一個自由度，即手指接合和斷開；還有腰椎關(guān)節(jié)180旋轉(zhuǎn)。圖4-

39、3機械手的機構(gòu)組成4.3.2機械手動作流程機械手的動作如圖4-4所示。它是一種具有水平/垂直位移和旋轉(zhuǎn)的機械裝置，用于將瓷磚從右工作臺移動到左工作臺。左側(cè)工作臺是帶步進電機控制的傳送帶(M1)。手指每拿走一個瓷磚傳送帶，就踏入一個位置，為下一個瓷磚做準(zhǔn)備。同時，機械手移動前，光電開關(guān)檢測傳送帶上是否有瓦片，防止誤操作損壞機構(gòu)。它的動作循環(huán)是:原地-手腕旋轉(zhuǎn)90-光電探測信號-手指吸盤吸瓷磚-手腕旋轉(zhuǎn)90-大臂旋轉(zhuǎn)45-腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180-大臂旋轉(zhuǎn)45-小臂伸出一個位置-手腕旋轉(zhuǎn)90-手指吸盤斷開-放下第一塊瓷磚-大臂旋轉(zhuǎn)90-手腕旋轉(zhuǎn)90-小臂。吸-手腕旋轉(zhuǎn)90-大臂旋轉(zhuǎn)45-腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180-

40、大臂旋轉(zhuǎn)45-小臂伸到一個位置-手腕旋轉(zhuǎn)90-手指吸盤斷開-放下第二塊瓷磚-大臂旋轉(zhuǎn)90-手腕旋轉(zhuǎn)90-小臂回縮到一個位置-原位-手腕旋轉(zhuǎn)90-手指吸盤吸。一個位置-手腕旋轉(zhuǎn)90-手指吸盤斷開-放下第三塊瓷磚-大臂旋轉(zhuǎn)90-手腕旋轉(zhuǎn)90-小臂縮回到一個位置-腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180-手腕旋轉(zhuǎn)90-手指吸盤吸附-手腕旋轉(zhuǎn)90-大臂旋轉(zhuǎn)45-腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180-大臂旋轉(zhuǎn)45-手腕旋轉(zhuǎn)90-小臂縮回到一個位置-腰關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)180回到原位-手腕旋轉(zhuǎn)90-接合手指吸盤-手腕旋轉(zhuǎn)90當(dāng)一個包裝箱中的五塊瓷磚包裝好后，通信系統(tǒng)通知下一級系統(tǒng)進行包裝和運輸，一個循環(huán)過程結(jié)束。圖4-4機械手的動作模型4.3.3機械手工作過

41、程分析本文中機械手的所有動作都由氣缸驅(qū)動，氣缸由相應(yīng)的電磁閥控制。其中，手腕的轉(zhuǎn)動由單線圈二位電磁閥控制。例如，當(dāng)手腕向下旋轉(zhuǎn)電磁閥通電時，手腕旋轉(zhuǎn)并在碰到限位開關(guān)SQ2時停止。線圈斷電時，手腕向上旋轉(zhuǎn)，碰到限位開關(guān)SQ1時停止。腰部旋轉(zhuǎn)電磁閥通電，腰部旋轉(zhuǎn)，限位開關(guān)SQ4停止，斷電復(fù)位。機械手的工作過程如下:在原點位置(機械手的手臂移動到右極限，手腕移動到上限SQ1，手臂移動到左極限SQ9)，按下開始按鈕，機械手的手腕開始移動。將手腕旋轉(zhuǎn)90度。當(dāng)限位開關(guān)SQ2移動時，手腕的轉(zhuǎn)動結(jié)束，機械手的手指吸盤吸住瓷磚。瓷磚合上1S，手指動作結(jié)束，機械手手臂開始轉(zhuǎn)動。當(dāng)?shù)醣坌D(zhuǎn)45并觸及限位開關(guān)SQ3

42、時，旋轉(zhuǎn)結(jié)束，機械手的腰部開始移動。將腰部旋轉(zhuǎn)180并觸摸限位開關(guān)SQ4。當(dāng)旋轉(zhuǎn)結(jié)束時，吊桿開始移動。將機械臂旋轉(zhuǎn)180度，將第一塊瓷磚放入包裝箱1。手指吸盤斷開時，放下瓷磚1S。同時向PLC發(fā)送信號，前臂回縮一個位置。前臂縮回，直到行程開關(guān)SQ8被按下，縮回停止，腰部旋轉(zhuǎn)180度。重復(fù)步驟1)-5)。將機械臂旋轉(zhuǎn)180度，將第二塊瓷磚放入包裝箱1中。手指吸盤斷開時，放下瓷磚1S。同時向PLC發(fā)送信號，前臂回縮一個位置。前臂縮回，直到行程開關(guān)SQ7被按下，縮回停止，腰部旋轉(zhuǎn)180度。重復(fù)步驟1)-5)。將機械臂旋轉(zhuǎn)180度，將第三塊瓷磚放入包裝箱3中。手指吸盤斷開時，放下瓷磚1S。同時向PLC

43、發(fā)送信號，前臂回縮一個位置。前臂縮回，直到行程開關(guān)SQ6被按下，縮回停止，腰部旋轉(zhuǎn)180度。重復(fù)步驟1)-5)。將機械臂旋轉(zhuǎn)180度，將第四塊瓷磚放入包裝箱4中。手指吸盤斷開時，放下瓷磚1S。同時向PLC發(fā)送信號，前臂回縮一個位置。前臂縮回，直到行程開關(guān)SQ6被按下，縮回停止，腰部旋轉(zhuǎn)180度。重復(fù)步驟1)-5)。將機械臂旋轉(zhuǎn)180度，將第五塊瓷磚放入包裝箱5中。手指吸盤斷開時，放下瓷磚1S。同時向PLC發(fā)送信號，前臂回縮一個位置。前臂縮回，直到行程開關(guān)SQ5被按下，縮回停止，腰部旋轉(zhuǎn)180度。完成五塊瓷磚的包裝，一個工作循環(huán)完成。轉(zhuǎn)到下一個周期。機器人按上述順序包裝瓷磚。也就是瓷磚自動包裝線

44、。瓷磚通過傳送帶送到機械手，由步進控制。每當(dāng)機器人從傳送帶上取走一塊瓷磚時，傳送帶就向前邁一步，這會使機器人在下一個工作循環(huán)中取走瓷磚。當(dāng)機械手準(zhǔn)備下降時，為了保證安全，必須允許機械手在工作臺上沒有工件的情況下下降。也就是說，如果上次搬運到工作臺上的工件還沒有來，機械手要自動停止下降，使用光電開關(guān)X008進行無工件檢測。傳送帶由電機M1驅(qū)動，機械手腰部的旋轉(zhuǎn)運動由氣動閥Y1和Y2控制，手臂的旋轉(zhuǎn)運動由氣動閥Y3和Y4控制，機械手手指的離合由氣動閥Y5控制，手臂的伸縮運動分別由氣動閥Y6、Y7、Y8、Y9和Y10控制。機械手的操作模式分為手動操作模式和自動操作模式。自動運行模式分為步進、單循環(huán)和

45、連續(xù)運行模式。手動操作:按鈕操作用于分別控制機械手的每個動作。例如，當(dāng)選擇手臂旋轉(zhuǎn)運動時，按下按鈕時，操縱器手臂會旋轉(zhuǎn)。選擇接合/脫離動作時按下開始按鈕，手指接合；按停止按鈕斷開手指。步進操作:每按一次啟動按鈕，機械手完成一步后會自動停止。單循環(huán)操作:機械手從原點開始，當(dāng)按下啟動按鈕時，機械手會自動完成一個循環(huán)，然后停止。連續(xù)操作:機械手從原點啟動，按下啟動按鈕，機械手的動作會自動連續(xù)周期性循環(huán)。如果在工作過程中按下停止按鈕，機械手將繼續(xù)完成一個動作循環(huán)，然后回到原點自動停止。5 PLC設(shè)計5.1 PLC簡介隨著微電子技術(shù)、計算機技術(shù)、通信技術(shù)、容錯控制技術(shù)和數(shù)字控制技術(shù)的飛速發(fā)展，可編程控制

46、器的數(shù)量、型號和品種正以前所未有的速度發(fā)展。目前可變程序控制器的生產(chǎn)廠家很多，產(chǎn)品型號和規(guī)格數(shù)不勝數(shù)，但主要分為歐洲、日本和美國。在中國市場，歐洲代理西門子，日本代理三菱和歐姆龍，美國代理AB和GE。各大公司在中國都推出了自己的從微到大的系列產(chǎn)品。遺憾的是，國內(nèi)PLC始終沒有突破性發(fā)展，占據(jù)的市場份額很小。目前中國市場上最有競爭力的西門子、三菱、歐姆龍、AB等公司推出的PLC都是從小到大的系列產(chǎn)品，可以滿足各種要求。5.2 PLC的硬件組成PLC的硬件組成類似于微型計算機，其主機由CPU板、存儲器、輸入/輸出(I/O)接口和電源組成?？膳鋫渚幊唐?、圖形顯示器、通信接口等外部設(shè)備。CPU也叫中央

47、處理器，由一個或幾個大規(guī)模集成電路芯片組成，相當(dāng)于人腦，是PLC的核心部分。CPU的功能是通過接口和軟件向系統(tǒng)各部分發(fā)送各種命令，同時對被測參數(shù)進行電路檢測、數(shù)據(jù)處理、控制運算、報警處理和邏輯判斷等。，從而實現(xiàn)對整個PLC工作過程的控制；目前大多數(shù)小型PLC采用8位或16位單片機作為CPU。RAM是隨機存取存儲器，一般是CMOS類型，功耗很小。PLC中經(jīng)常使用鋰電池作為備份，斷電時程序不會丟失。ROM是只讀存儲器，里面固化了系統(tǒng)程序，用戶無法更改，也不會受到斷電的影響。EPROM是一種可擦除存儲器，用戶在寫入和擦除時使用專用的寫入器和擦除器非常不方便。EEPROM是一種電可擦除只讀存儲器，它的

48、程序可以由程序員寫入和擦除。I/O接口是輸入(in)/輸出(out)接口的縮寫，是PLC主機與被控對象進行信息交換的紐帶。PLC通過I/O接口與外部設(shè)備交換數(shù)據(jù)，PLC的輸入輸出信號有三種類型:開關(guān)量、模擬量和數(shù)字量。所有輸入輸出信號均采用光電隔離，大大增強了PLC的抗干擾能力。常見的輸出形式包括繼電器輸出、晶閘管(SSR)輸出和晶體管輸出。特點:繼電器輸出類型:CPU驅(qū)動繼電器線圈使觸點閉合，外接電源通過閉合的觸點驅(qū)動外接負載。它的開路漏電流為零，響應(yīng)時間慢(10ms左右)，能承載較大的外部負載；晶體管輸出型:CPU通過光耦開關(guān)晶體管控制外部DC負載，響應(yīng)時間快(約0.2ms)，外部負載?。?/p>

49、輸出可控硅:CPU通過光耦開關(guān)三端雙向可控硅控制外部交流負載，開路漏電流大，響應(yīng)時間快(約1ms)?？删幊炭刂葡到y(tǒng)是指以可編程控制器為核心單元的控制系統(tǒng)，一般由控制器(PLC)、編程器、信號輸入元件、輸出執(zhí)行元件等組成。見PLC控制系統(tǒng)組成圖(以FX2 PLC為例)?？删幊炭刂葡到y(tǒng)可以在不改變系統(tǒng)硬件接線的情況下，通過改變PLC的用戶程序來改變被控對象的運行方式，大大提高了控制系統(tǒng)的靈活性。5.3 PLC控制I/O分配詳情一般來說，PLC的工作模式是一種連續(xù)循環(huán)的順序掃描模式，每次掃描所花費的時間就成為掃描周期或工作周期。CPU從第一條指令開始，依次逐個執(zhí)行用戶程序，直到用戶程序結(jié)束，然后返回

50、第一條指令開始新一輪掃描。PLC就是這樣重復(fù)上述循環(huán)掃描的。執(zhí)行用戶程序時，需要各種現(xiàn)場信息，這些信息已經(jīng)連接到PLC的輸入端。PLC采集現(xiàn)場信息有兩種方式，即采集輸入信號:集中采樣輸入模式。立即輸入方法。輸入/輸出分析對系統(tǒng)信號輸入/輸出要求的分析表明，所有系統(tǒng)I/O信號都是開/關(guān)的，其中:1)輸入信號為12個開關(guān)信號，分別是:啟動、停止、連續(xù)/單循環(huán)選擇、手指下限、手指上限、大臂左極限、腰部右極限、小臂五極限、瓷磚吸引。2)輸出信號為12路開關(guān)量控制信號，分別為:送牌傳送帶A、手腕轉(zhuǎn)動、手臂收縮、手臂伸展、手臂復(fù)位、手臂轉(zhuǎn)動、腰部轉(zhuǎn)動、抓牌、放牌。5.3.2用戶程序容量的估算根據(jù)系統(tǒng)控制要

51、求，一個工作循環(huán)分為11個工作步驟，每個工作步驟完成一些簡單的動作。因此，控制的程序估計很短，大約三百步。在綜合分析系統(tǒng)需求的基礎(chǔ)上，綜合考慮系統(tǒng)的經(jīng)濟性和技術(shù)指標(biāo)，選擇了三菱Micro PLC，本文選用FX1S-32MR-001型號。5.3.3安排所用部件的I/O端口和地址。機械手控制系統(tǒng)I/O地址表見表5-1。表5-1機械手PLC控制I/O地址表投入輸出設(shè)備碼地址號碼函數(shù)聲明設(shè)備碼地址號碼函數(shù)聲明SQ0X0無瓦檢測開關(guān)KM1Y1腕缸下旋轉(zhuǎn)SQ1X1手腕旋轉(zhuǎn)的上限平方公里Y2在腕缸上旋轉(zhuǎn)SQ2X2手腕旋轉(zhuǎn)的下限KM3Y3動臂油缸外部旋轉(zhuǎn)SQ3X3大臂旋轉(zhuǎn)的外部極限KM4Y4動臂油缸旋轉(zhuǎn)SQ4

52、X4手臂旋轉(zhuǎn)極限KM5Y5腰部圓柱向左旋轉(zhuǎn)SQ5X5腰部旋轉(zhuǎn)的左極限KM6Y6腰部圓柱的右旋轉(zhuǎn)SQ6X6腰部旋轉(zhuǎn)右極限KM7Y7手臂收縮2位置SQ7X7臂1限位開關(guān)KM8Y8手臂收縮3位置SQ8X8臂2限位開關(guān)KM9Y9前臂在位置4收縮。SQ9X9臂3限位開關(guān)KM10Y10前臂在5個位置收縮。SQ10X10臂4限位開關(guān)KM11Y11瓷磚SQ11X11臂5限位開關(guān)KM12Y12前臂被重置到位置1。0開關(guān)X12起動按鈕M1(KM13)Y13傳送帶a正在運行1個開關(guān)X13分步執(zhí)行百升Y14報警燈指示2開關(guān)X14循環(huán)執(zhí)行3開關(guān)X15緊急停止PLC輸入輸出電氣接線圖機械手的PLC I/O電氣接線圖如圖5

53、-1所示。12個接近開關(guān)SQ0SQ11和開關(guān)03分別接X0X11、X12、X13、X14、X15的16路輸入，輸出Y1y10和Y12分別接KM1KM10和KM12中間繼電器；Y11與電磁鐵YC連接；報警指示燈連接到Y(jié)14。PLC輸出信號通過中間繼電器控制電磁閥的通斷，從而控制氣流回路來控制機械手的位置和動作。手指對瓷磚的接合/脫離由電磁體控制。同時，當(dāng)發(fā)生誤操作時，發(fā)出報警信號并輸出報警燈HL。圖5-1 PLC的電氣接線圖軟件設(shè)計控制流程圖根據(jù)系統(tǒng)的控制要求，設(shè)計控制程序流程圖(見圖5-1)。圖5-1控制程序流程圖5.5.2機械手順序控制梯形圖圖5-2程序控制步驟圖說明列表根據(jù)梯形圖可以得到控

54、制指令表(如表5-2所示)。步數(shù)操作數(shù)操作碼步數(shù)操作數(shù)操作碼步數(shù)操作數(shù)操作碼一個致死劑量M800234設(shè)置S2474直接成像X52設(shè)置S036標(biāo)準(zhǔn)模板庫S2475在外Y5四標(biāo)準(zhǔn)模板庫S037直接成像X276和X5五致死劑量X138犀鵑Y277在外T7K10六和X539在外Y280致死劑量T7七和X240奧里博卡病毒X281設(shè)置S29八和X441在外T3K1083標(biāo)準(zhǔn)模板庫S29九和X9四十四致死劑量T384設(shè)置Y410設(shè)置S2045設(shè)置S25八十五直接成像X00012標(biāo)準(zhǔn)模板庫S2046直接成像X386在外T8K1013設(shè)置Y1047犀鵑Y3八十九致死劑量T814設(shè)置Y448奧里博卡病毒X39

55、0設(shè)置S3015致死劑量X1四十九個在外T4K1092標(biāo)準(zhǔn)模板庫S3016設(shè)置S21五十二個致死劑量T493直接成像X617直接成像X053設(shè)置S2694在外Y618在外Y154直接成像X295在外T9K1019運籌學(xué)X055犀鵑Y296致死劑量T920在外T0K10五十六歲在外Y297設(shè)置S3123設(shè)置S2257奧里博卡病毒X2100標(biāo)準(zhǔn)模板庫S3124設(shè)置Y458在外T5K10101設(shè)置Y425直接成像X061致死劑量T5102直接成像X00026在外一種網(wǎng)絡(luò)的名稱(傳輸率可達1.54mbps)K1062設(shè)置S27103在外T10K1027致死劑量一種網(wǎng)絡(luò)的名稱(傳輸率可達1.54mbps

56、)64標(biāo)準(zhǔn)模板庫S27106致死劑量T1028設(shè)置S2365設(shè)置Y4107設(shè)置S3229致死劑量X066直接成像X000109標(biāo)準(zhǔn)模板庫S3230在外Y167在外T6K10110直接成像X731運籌學(xué)X070致死劑量T6111在外Y732在外T2K1071設(shè)置S28112致死劑量X733致死劑量T273標(biāo)準(zhǔn)模板庫S28113在外T11K10114致死劑量T11135標(biāo)準(zhǔn)模板庫S35155直接成像X0115設(shè)置S33136設(shè)置Y4156在外Y1117標(biāo)準(zhǔn)模板庫S33137直接成像X000157運籌學(xué)X0118設(shè)置Y4138在外T14K10158在外T16K10119直接成像X000141致死劑量

57、T14161設(shè)置S38120在外T12K10142設(shè)置S34163標(biāo)準(zhǔn)模板庫S38123設(shè)置S34144標(biāo)準(zhǔn)模板庫S34164直接成像X3125標(biāo)準(zhǔn)模板庫S34145直接成像X9165犀鵑Y3126直接成像X8146在外Y9166在外Y3127在外Y8147致死劑量X9167奧里博卡病毒X3128致死劑量X8148在外T15K10168在外T17K10129在外T13K10151致死劑量T15171設(shè)置S39132致死劑量T13152設(shè)置S37172英特爾的快速儲存技術(shù)X13133設(shè)置S35154標(biāo)準(zhǔn)模板庫S37173在外T18K10176致死劑量T18177和X11178設(shè)置S20179和X

58、10一百八設(shè)置S0181結(jié)束6典型電路6.1主電路設(shè)計主電路電磁閥、接觸器、自動空氣開關(guān)和熱繼電器控制。電路圖如圖6-1所示。圖6-1電磁閥驅(qū)動電路6.2手動啟動電磁閥電路點動按鈕、接觸器線圈、熱繼電器觸點以及可能的輔助繼電器和保險絲的控制電路如圖6-2所示。圖6-2點動控制電路6.3氣動回路圖雙控換向閥能保證電氣系統(tǒng)故障時機械手的動作不會改變。氣缸靠電磁閥運動，向左運動和向右運動分別是進氣節(jié)流調(diào)速和排氣節(jié)流調(diào)速。三位五通閥可以旋轉(zhuǎn)手臂，實現(xiàn)多點定位。減壓閥可以精確調(diào)節(jié)手指的夾緊力，防止工件或手指在夾緊時受到損傷。兩個快速排氣閥不僅可以加快氣缸的啟動速度，還可以加快整個過程。各缸到位信號由磁開

59、關(guān)產(chǎn)生，PC控制器檢測到信號后控制電磁閥做出下一步動作。電路圖如圖6-3所示:圖6-3氣動控制機械手回路圖7部件的選擇7.1 PLC的選擇近年來，PLC廠商不斷推出體積更小、功能更強的PLC，更新?lián)Q代的周期越來越短。比如三菱的小型PLC FX系列，先后推出了FX2、FX0S、FX0N、FX2N、FX2NC、FX1S、FX1N系列，性價比越來越高。在本次設(shè)計中，我選擇了FX2系列作為PLC在壓坯機電路中應(yīng)用的主要產(chǎn)品。FX2系列產(chǎn)品的單元類型非常緊湊，所有電路都放在一個模塊中，形成一個整體。該產(chǎn)品體積小，成本低，安裝方便。因為單個單元包含CPU板、輸入板、輸出板、電源板等。，單個單位的投入和產(chǎn)出

60、之間存在一定的比例關(guān)系。FX2系列主機的輸入輸出為1: 1。我們可以在后面看到，我選擇的三菱FX2-32MT有16個輸入和輸出，它還有一個擴展模塊，最大I/O點數(shù)為16。值得注意的是，最新發(fā)展的小型可編程控制器的結(jié)構(gòu)也開始吸收模塊化結(jié)構(gòu)的特點，各種不同點的可編程控制器被做成高度相同長度不同的模塊。這些模塊共同組成一個長方體，有利于節(jié)約成本。根據(jù)設(shè)計的系統(tǒng)控制順序圖，整個系統(tǒng)有16路開關(guān)量輸出和13路開關(guān)量輸入。根據(jù)系統(tǒng)要求的輸出輸入I/O點，我選擇了三菱FX2-32MT小型可編程控制器。三菱FX2-32MT有32條I/O總線和16個擴展I/O點，包括16個輸入點和16個輸出點。輸入電壓為DC