機電傳動控制課程設(shè)計倉儲機器人搬運控制設(shè)計

TOC\o"1-5"\h\zI :. :I 目錄 I. :\o"CurrentDocument"課程設(shè)計的任務(wù)及要求 31.1課程設(shè)計的任務(wù) 3!1.2課程設(shè)計的基本要求 3!; :\o"CurrentDocument"設(shè)計思路 4 [. :\o"CurrentDocument"程序設(shè)計 5丨3.1PLC選型 5!. :3.2端子分配圖 5!. :3.3順序功能圖 6!:3.4梯形圖 7!. :\o"CurrentDocument"程序模擬調(diào)試說明 16]結(jié)束語 171I ”. :\o"CurrentDocument"參考文獻 18：I 刖言 II ”. :I 工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復(fù)的長時間I作業(yè)，或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè)，例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、1—焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上，以及在原子11 能工業(yè)等部門中，完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。 :I 20世紀50年代末，美國在機械手和操作機的基礎(chǔ)上，采用伺服機構(gòu)II I和自動控制等技術(shù)，研制出有通用性的獨立的工業(yè)用自動操作裝置，并將1I其稱為工業(yè)機器人；60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機器人，并很快地］在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國通用汽車公司用21臺工業(yè)機器人［組成了焊接轎車車身的自動生產(chǎn)線。此后，各工業(yè)發(fā)達國家都很重視研制］和應(yīng)用工業(yè)機器人。 ［. :I 由于工業(yè)機器人具有一定的通用性和適應(yīng)性，能適應(yīng)多品種中、小批I量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)字控制機床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元］或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。 :| 從90年代初期起，我國的國民經(jīng)濟進入實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變時期，掀!起了新一輪的經(jīng)濟體制改革和技術(shù)進步熱潮，我國的工業(yè)機器人又在實踐］中邁進一大步，先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包］裝碼垛等各種用途的工業(yè)機器人，并實施了一批機器人應(yīng)用工程，形成了1一批機器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。 ［. :I 雖然中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進步中，但和國際同行相比，差］距依舊明顯。從市場占有率來說，更無法相提并論。工業(yè)機器人很多核心］技術(shù)，當前我們尚未掌握，這是影響我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。TOC\o"1-5"\h\z1 1.課程設(shè)計的任務(wù)及要求 fI ”. :. :1.1課程設(shè)計的任務(wù). :根據(jù)要求，設(shè)計出一套pic控制系統(tǒng)，并且控制機器人實現(xiàn)搬運工件的目］的，畫出端子分配圖、順序功能圖，設(shè)計并調(diào)試PLC控制梯形圖。 ::1.2課程設(shè)計的基本要求有A、B兩個3層儲物架存放工件，每層儲物架都有一個檢測傳感器，兩［個儲物架中間有搬運機器人，機器人可以實現(xiàn)上升、下降、正轉(zhuǎn)180度、: 反轉(zhuǎn)180度、手臂伸出、手臂縮回、手臂微抬、手臂微降等動作。機器人］可以把A儲物架的某層工件取出，放到B儲物架的某層，也可以把B儲物］架的某層工件取出，放到A儲物架的某層，例如A1--B3或者B2--A3，可］以通過一個選擇開關(guān)選擇方向，即A--B或者B--A，通過4位撥碼開關(guān)選:［ 擇狀態(tài)，即1--1、1—2、1—3、2—1、2—2、2—3、3—1、3—2、3--3，i根據(jù)方向選擇和狀態(tài)選擇，決定機器人的動作過程。選擇好后，按啟動按］I _鈕，機器人開始工作。自己設(shè)定機器人的初始位置。 12.設(shè)計思路 :::■根據(jù)任務(wù)要求，我畫出了題目示意圖，并且確定了機器人有如下幾個］動作：上升、下降、伸手、縮手、夾緊工件、松開工件、旋轉(zhuǎn)、手臂微降、:手臂微抬。其中，我用貨架各層檢測傳感器來控制機器人上升的位置，用］工件位置傳感器來控制機器人手臂伸出位置，用機器人手臂縮回傳感器來］:檢測手臂縮回，用機械手上壓力傳感器來控制夾緊或松開工件，用旋轉(zhuǎn)限］位開關(guān)控制機器人旋轉(zhuǎn)。 1A3 朋層檢測A3 朋層檢測傳感器-A2扣層膛測播疥器-airi丄-工件它言隹感器B3 -閔層檢測傳感器B2 ~眈層檢測傳感器BL肚檢測傳感熔B1工件v艮傳感器貨架A圖i示意圖

3.程序設(shè)計3.1PLC選型選擇PLC的機型，選擇時主要包括機型、容量、I/O模塊和電源的選擇。這個機器人搬運控制系統(tǒng)有15個輸入，8個輸出，因此選擇CPU216比較好。PLC主機：選擇S7-200系列PLC作為機器人搬運控制系統(tǒng)的主機，型號為CPU216。a.23個輸入/8個輸出共31個數(shù)字量I/O點。b.13KB的程序和數(shù)據(jù)存儲區(qū)空間。c.6個100ms定時器，完全滿足本設(shè)計需要。3.2端子分配圖如圖2所示，為機器人搬運控制系統(tǒng)的端子分配圖啟動AU'lEl迭埒JT天A2JIJB2迭埒JT天心到的迭樣開啓勲層檢測伎感器肚層檢測祐感器肪層榆測馬感器KI辰檢刪傳感器陽巨檢硼傳感器的層檢別祐感器M1JJ牛位黃傳感器機械手圧力祐感器機械手手皆縮回檢別伎感器就桂限伍卄天F處丄件位蠱傳感盅機器人I■升伸于手臂闌睞丄件夾累豐臂魅抬縮手機盅人臨轉(zhuǎn)工件館JT10.0Q0.010.110.0Q0.010.1Q0.110.2Q0.210.310.4QQ.310.5QQ.410.6Q0.510.711.0Q0.e.11.1QQ.711.211.311.411.511.611.712.012.11//12.312.412.512.E-—機器&.上卄—耐—手臂微曜—T件夫呈—豐臂制枱—縮手—機器兒臨幘一T件松開3.3 順序功能圖根據(jù)題目要求，畫出順序功能圖如圖3所示atwMX叫miaND-1 CCLOia_28I(L5ICL3eiCL6呼—Iffll-LIL2KS-S QQ.2Hl■日 0L3 139_LT39HL7 QCL4_Lias江口ia_28I(L5ICL3eiCL6呼—Iffll-LIL2KS-S QQ.2Hl■日 0L3 139_LT39HL7 QCL4_Lias江口 QCLS_LIL4.M2-1 QJL6~TL5bQ.2 QQ.l_L116弩gi-B_LILS Qd-7TUI_L7-WKZS Qfl_6H2S 0S.1111.2HL7 012TTilswxa qa.sju114IC3-3 CJ1.6±IL5KL4 QCL1_L116 QCL2±Il_3K3_6 QCL7Til丄云nK3-7 qa.g115圖3順序功能圖 ：按下啟動按鈕，M1.0有效，輸出Q0.0機器人上升，M0.2步為活動步輸出:Q0.2機器人微降，M0..4為活動步時輸出Q0.3加緊工件，定時器開始定時:1s，M0.5為活動步時輸出Q0.4機器人微抬手臂，M0.6為活動步時輸出］Q0.5機器人縮手，M0.7為活動步時輸出Q0.6機器人旋轉(zhuǎn)，M1.0為活動步1時輸出Q0.1機器人伸手，M1.1動步時輸出Q0.2機器人微降，M1.2為活］動步時輸出Q0.7機器人松開工件并且1S后轉(zhuǎn)回。3.4搬運控制系統(tǒng)梯形圖根據(jù)順序功能圖，畫出該系統(tǒng)的梯形圖如圖4所示。Naf.'.wrk7MO.o QO.FU)Netmrk'2

Netr^'orlc22Net^rk24W2.6 11.2 M3.0ME.7W2.7 QD.2」I k>Ner#.'orlc25IW2.7 11.3T41M3.H3OII IIIIIIII II1」11-1rjM3.0ca.i卜I——7)IT41INTOM10-FT1GZIT5M3ZV3.3心*T：\—)Q0.5Netuv&rtc2&I"4M33I"4M33—1I——II—n-IHLf：工NetA^rk32W3.6 T41hU.OM3.7OD.8

k)當輸出為當輸出為輸出Q0.6圖4搬運系統(tǒng)控制梯形圖當輸出Q0.0時，機器人上升，當輸出為Q0.1時，機器人伸手,Q0.3時夾緊工件，1S后手臂微抬，輸出Q0.5時機器人縮手，時機器人旋轉(zhuǎn)，輸出Q0.7時機器人松開工件，1s后返回原位。

1//河案毛撫TOC\o"1-5"\h\z11.7 00.0T I~)Netiwrk212.0 II2 &L5CM1N^tiwrk311.4 Q0.1 00.5Network412.- 13 00.4 Q0.2」I<)Met^rk512.3Qa.2Q0.4Nsn^rk612.2 0*3.7 Q0.3TI-Ic>NaUtDrlc7I2.S QD.3Q0.7NeU^rkS11.5oo.e圖5手動控制梯形圖 [::按下11.7機器人上升，按下12.0機器人伸手，按下12.4機器人縮手，按下112.1機器人手臂微降，按下I2.3機器人手臂微抬，按下I2.2工件夾緊，按]下I2.6工件松開，按下I2.5機器人旋轉(zhuǎn)。

TOC\o"1-5"\h\z1 4程序模擬調(diào)試說明 !I ”. :. :| 雙擊桌面V4.0STEP7MicroWINSP3圖標進入編程界面，編寫程序。編寫程序好了以后，對程序進行初步編譯，提示沒有錯誤和警告后將程序］I|導(dǎo)出。使用S7_200漢化仿真V2.0對導(dǎo)出程序進行仿真模擬。 || 按下啟動按鈕I0.0后斷開，機器人上升，按下選擇開關(guān)I0.4，I0.5|或者I0.6后斷開，機器人伸手，按下II,2機器人微降，然后按下I1.31后，機器人夾緊工件并且1s后微抬，按下I0.4縮手，按下I1.4后旋轉(zhuǎn)，1按下I1.5后伸手，按下I1.6后微降，按下I1.3后松開工件并且Is后旋］轉(zhuǎn)。 1TOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"1 5.結(jié)束語 !I ”. :. :. :. :I 本學(xué)期《機械傳動控制基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)結(jié)束了，在老師的悉心教導(dǎo)下，學(xué)］習(xí)這門課程收獲了許多工程應(yīng)用知識。在課程的最后進行兩周的課程設(shè)計;讓我受益匪淺，特別是對PLC這個工業(yè)控制裝置有了比較深入的理解并學(xué)1會了一下PLC的基本應(yīng)用和對一些簡單PLC控制可以進行設(shè)計。平時我們］的學(xué)習(xí)都處于理論的學(xué)習(xí)狀態(tài)，沒有訓(xùn)練實際應(yīng)用的自行設(shè)計能力。通過［這次的課程設(shè)計，也知道自己掌握的知識還是不夠熟練和全面，在課程設(shè)］計時遇到許多麻煩，期間查閱了許多參考書，也培養(yǎng)了自己查找資料的能］力，加深了對知識的掌握。同時謝謝任老師的悉心指導(dǎo)，幫我解決了許多］課程設(shè)計中遇到的問題，使得課程設(shè)