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基于PLC的桁架機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計目錄191561緒論 1184351.1國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 11.2研究現(xiàn)狀 11.3研究的意義 21.4研究的目標(biāo)與內(nèi)容 21.5方案的確定 22機(jī)械手的元器件選擇及組成 32.1桁架機(jī)械手的組成 32.2選擇PLC 32.3光電位置的開關(guān) 42.4電源的選擇 52.5電機(jī)及驅(qū)動器的選擇 62.6按鈕開關(guān)的選擇 72.7電磁閥的選擇 82.8斷路器的選擇 93電氣控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計 113.1系統(tǒng)的控制要求和性能分析 113.2氣動控制系統(tǒng)的設(shè)計 123.3PLC控制方案的設(shè)計 133.4電氣原理圖的設(shè)計 144程序設(shè)計 174.1新建工程 174.2程序的設(shè)計 175觸摸屏畫面的設(shè)計 26結(jié)論 29參考文獻(xiàn) 311緒論1.1研究的背景隨著當(dāng)今自動化技術(shù)的蓬勃發(fā)展,機(jī)器代替人力勞動已經(jīng)成為了大勢所趨。在搬運行業(yè),通常對產(chǎn)品或零件搬運的位置是固定的,這個時候就可以將機(jī)械手所運動的位置設(shè)定好,然后通過運動控制指令,將坐標(biāo)位置傳達(dá)給機(jī)械手,機(jī)械手就可以按照軌跡運行實現(xiàn)搬運。機(jī)械手的種類很多,根據(jù)自由度可以劃分成三軸、四軸、五軸甚至六軸。但它們的運動控制原理大致都相同。桁架機(jī)械手是一款專門用于搬運、搬運于一體的機(jī)械手,其在空間位置上具備X、Y、Z三軸可調(diào),能夠?qū)崿F(xiàn)空間任意位置的定位。1.2研究現(xiàn)狀搬運和裝配零件是許多制造企業(yè)至關(guān)重要的工序,當(dāng)前的許多企業(yè)是采取人工將零件運送到裝配體上,費時費力,特別是在空間狹小的地方,人員進(jìn)出不方便,實現(xiàn)整個搬運的過程。搬運過程分為兩部:是從零件運輸?shù)奈恢萌ト⌒枰谎b配的零件,通過把零件搬運到目標(biāo)位置上來實現(xiàn)工作。機(jī)械零件的重量小則幾百克,重則幾百斤,在搬運的過程中,如果不慎發(fā)生意外,后果將會非常嚴(yán)重的,z非常會對作業(yè)人員的身體帶來極大傷害。另外,在一些裝配要求非常高的高精密行業(yè),零件在搬運途中不允許受到一點點剮蹭和損壞,如果發(fā)生了碰撞,可能會對企業(yè)帶來非常大的損失,影響整個生產(chǎn)過程;在一些相似的裝配環(huán)節(jié),零件的大小差別不大,但是所需要安裝的位置卻不一樣,采用人力搬運時,不一定能夠確保零件的位置的準(zhǔn)確性,這同樣也會導(dǎo)致生產(chǎn)異常的發(fā)生;搬運零件時其位置會變,而在較高的位置時,通常需要多人合作來搬運,可說是很不方便。1.3研究的意義桁架機(jī)械手應(yīng)用到裝配零件搬運意義重大。一、實現(xiàn)搬運過程的自動化,消除搬運分類過程的出錯問題。二、能夠保證搬運過程的效率,不會因為人力長期搬運導(dǎo)致的效率下降且避免安全事故發(fā)生。三、為企業(yè)降低成本,桁架機(jī)械手在使用過程中只需要消耗電能,不需要再投入其他的資源1.4研究的目標(biāo)與內(nèi)容本課題主要研究的是桁架機(jī)械手在裝配零件搬運上的應(yīng)用。通過對機(jī)電一體化運動控制技術(shù),氣壓傳動技術(shù)、傳感器技術(shù)的整合應(yīng)用,來實現(xiàn)對零件的取料和放料。根據(jù)控制系統(tǒng)設(shè)計的基本要素,本次設(shè)計需要對桁架機(jī)械手硬件是硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計。硬件部分設(shè)計主要包括以下幾個方面:氣動元件選擇和啟動原理圖的設(shè)計電氣元件選擇和電氣原理圖的設(shè)計軟件的設(shè)計主要包括以下幾個方面:設(shè)計編寫PLC程序設(shè)計觸摸屏界面1.5方案的確定目前市面上常用的控制器有PLC、單片機(jī)以及繼電器接觸器控制。單片機(jī)控制開發(fā)周期長,需要精通C語言,需要對電子電路知識非常精通,否則設(shè)計出來的控制板具有穩(wěn)定性差,抗干擾能力差,壽命短等缺陷;繼電器接觸器控制系統(tǒng)技術(shù)比較落后,接線復(fù)雜,一旦出現(xiàn)問題,難以查找,目前這種方式已經(jīng)逐步被淘汰掉;目前,隨著可編程控制技術(shù)的發(fā)展,PLC的功能已經(jīng)具備多樣化,運動控制、過程控制、儀器儀表通訊控制PLC都能實現(xiàn)。本次設(shè)計采用PLC作為控制元件,PLC技術(shù)具備應(yīng)用成熟,開發(fā)周期短,容易上手等特點。在控制系統(tǒng)設(shè)計之前,需要根據(jù)控制需求設(shè)計出狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,將系統(tǒng)各個部件的功能以及運行順序在狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖中體現(xiàn)出來,i然后再根據(jù)狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖編寫出PLC程序。2機(jī)械手的元器件選擇及說明2.1桁架機(jī)械手的組成桁架機(jī)械手是由X軸、Y軸、Z軸三個運動軸和一個氣動吸盤組成。氣動吸盤對零件進(jìn)行吸取,三個軸對零件進(jìn)行定位。桁架機(jī)械手的部件功能如表2-1所示:表2-1序號部件功能1氣動吸盤吸取零件2滑道控制運動方向3工件臺固定取料位置r4零件檢測開關(guān)檢測有無零件5近點光電開關(guān)運動單元回原點6限位光電開關(guān)運動單元限位7電源負(fù)載供電8伺服電機(jī)連接運動單元9交流接觸器r控制系統(tǒng)啟動10絲桿完成精確定位11按鈕控制啟動、z停止、i回原點12選擇開關(guān)選擇控制模式13電磁閥k控制吸取動作14斷路器控制電源通斷15旋轉(zhuǎn)氣缸控制吸盤旋轉(zhuǎn)2.2選擇PLC序號含義序號含義X000急停Y000X軸脈沖X001啟動Y001Y軸脈沖X002停止Y002Z軸脈沖X003復(fù)位Y003X軸方向X004X軸原點Y004Y軸方向X005X軸左極限Y005Z軸方向X006X軸右極限Y006X軸使能X007Y軸原點Y007Y軸使能X010Y軸左極限Y010Z軸使能X011Y軸右極限Y011真空發(fā)生器X012Z軸原點Y012旋轉(zhuǎn)氣缸X013Z軸左極限X014Z軸右極限X015吸料位置產(chǎn)品感應(yīng)X016負(fù)壓表開關(guān)信號X017旋轉(zhuǎn)氣缸原位X020旋轉(zhuǎn)氣缸到位在對PLC進(jìn)行選用時,首先考慮的是控制系統(tǒng)中有沒有特殊過程。在此次設(shè)計中,桁架機(jī)械手的三個軸的運動需要靠脈沖來控制。而并不是所有PLC的輸出端都能夠產(chǎn)生脈沖信號。經(jīng)查相相關(guān)資料三菱MT系列PLC具備脈沖發(fā)生功能,選用三菱FX-3UzMT系列PLC該型號PLC具備三路脈沖發(fā)生功能,能夠控制桁架機(jī)械手X軸、Y軸、Z軸。PLC在選用時還應(yīng)該考慮IO點的數(shù)量。如下表所示,為本次設(shè)計的桁架機(jī)械手控制系統(tǒng)的輸入與輸出分配信息。輸入信號主要有急停按鈕、啟動按鈕、停止按鈕以及復(fù)位按鈕,還有X軸Y軸、Z軸的極限開關(guān)和原點開關(guān)。負(fù)壓表的開關(guān)信號以及飼料位置,產(chǎn)品感應(yīng)開關(guān)、旋轉(zhuǎn)氣缸原位和到位磁性開關(guān)。輸出點的信號主要有X軸Y軸Z軸的脈沖信號以及三個軸的方向的信號和使能信號,真空發(fā)生器線圈以及旋轉(zhuǎn)氣缸電磁閥線圈。表2-2I/O分配表通過上表可得出PLC的輸入點數(shù)量是17,PLC的輸出點數(shù)量是11。綜合考慮,因此本次選用三菱Fx3u-48MTPLC進(jìn)行設(shè)計,其具有24個輸入點,24個輸出點,三路脈沖發(fā)生器符合系統(tǒng)設(shè)計要求。2.3光電位置的開關(guān)此次設(shè)計中位置開關(guān)的作用有兩個,一是對零件的位置進(jìn)行檢測,二是對軸的位置進(jìn)行檢測。2.3.1零件檢測光電開關(guān)的選擇對零件的位置進(jìn)行檢測時,采用的是對射型光電開關(guān),這種光電開關(guān)不需要考慮零件的材質(zhì),能夠?qū)λ胁煌该鞯牧慵M(jìn)行檢測。本次設(shè)計中,桁架機(jī)械手需要對金屬零件進(jìn)行搬運,所以可以采用此種光電開關(guān),對金屬零件進(jìn)行檢測。光電開關(guān)只需要將有無信號傳送給PLC。經(jīng)查閱相關(guān)資料,歐姆龍E3Z-T61光電開關(guān)符合本次設(shè)計的要求。圖2-1E3Z-T612.3.2軸位置開關(guān)的選用桁架機(jī)械手的X軸Y軸、Z軸都需要位置開關(guān)來檢測原點位置信號、正極限位置信號、負(fù)極限位置信號。電機(jī)的運行速度較快,且在位置控制時需要較高精度,所以在選擇位置開關(guān)時,需要考慮位置開關(guān)響應(yīng)的快速性。而光電開關(guān)剛好具備響應(yīng)速度快的特性。經(jīng)查閱相關(guān)資料,歐姆龍EE-SX673A符合本次設(shè)計的要求。圖2-2EE-SX673A2.4電源的選擇由于PLC的負(fù)載能力有限,所以在進(jìn)行硬件電路設(shè)計時,還需要增加直流電源,以保證外部用電器件的穩(wěn)定性。經(jīng)統(tǒng)計得出直流用電元件如下表表2-3直流元件表序號部件數(shù)量預(yù)算功率(單位:W)1光電開關(guān)1052磁性開關(guān)213電磁閥21直流電源只是作為信號傳輸用,所以功耗很小。由上表可知本次設(shè)計的系統(tǒng)直流功耗只有10W左右??紤]到系統(tǒng)運行時的峰值功率,選擇直流電源的功率為實際峰值功率的1.5倍,即15W。經(jīng)查閱相關(guān)資料電源明緯HDR-15,該電源功率為15W,導(dǎo)軌式z安裝。其圖如下:圖2-3HDR-152.5電機(jī)和驅(qū)動器的選擇本次設(shè)計的桁架機(jī)械手X軸、Y軸、Z軸都是由電機(jī)驅(qū)動完成定位的,能夠?qū)崿F(xiàn)精準(zhǔn)定位的電機(jī)主要有伺服電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)。而步進(jìn)電機(jī)參數(shù)調(diào)整能力有限,在一些特殊的場合是不能達(dá)到定位準(zhǔn)確要求的。因為步進(jìn)電機(jī)每一圈的脈沖量是固定的,或者只能按照某個倍數(shù)進(jìn)行遞增或者遞減,而且步進(jìn)電機(jī)的位置不具備反饋的功能,需要額外的加裝編碼器對位置進(jìn)行監(jiān)視。伺服電機(jī)則不同,伺服電機(jī)可以通過調(diào)整電子齒輪比來實現(xiàn)對每一圈脈沖數(shù)的調(diào)整,應(yīng)用起來比較靈活,而且伺服電機(jī)還具備編碼器實時反饋位置信息的功能。所以本次設(shè)計中采用伺服電機(jī)來實現(xiàn)桁架機(jī)械手X軸、Y軸、Z軸的位置控制。經(jīng)查,三菱HG-KN43J-S100+MR-JE-40A電機(jī)及伺服電機(jī)符合設(shè)計的要求。圖2-4HG-KN43J-S100+MR-JE-40A2.6按鈕開關(guān)的選擇不同按鈕的顏色代表不同的功能。一般紅色按鈕表示的是停止,綠色按鈕則表示啟動,黃色按鈕為復(fù)位。在本次設(shè)計中,需要用到設(shè)備啟動按鈕,設(shè)備停止按鈕、急停按鈕以及復(fù)位按鈕。按鈕除了在顏色上有所區(qū)別,功能也不一樣。啟動按鈕與停止一般采用的是自復(fù)位按鈕即按下接通,松開斷開。而急停按鈕則采用的是旋鈕式開關(guān),按鈕按下之后常閉觸點斷開。如果想要復(fù)位的話,則采用旋轉(zhuǎn)的方式進(jìn)行復(fù)位。經(jīng)查施耐德XB2B系列按鈕滿足此次設(shè)計要求,外形如下圖所示。圖2-5施耐德XB2B系列按鈕2.7電磁閥的選擇電磁閥主要控制吸盤的吸附與放料、氣缸的旋轉(zhuǎn),吸盤負(fù)壓的產(chǎn)生由真空發(fā)生器控制,電磁閥的作用是控制氣路的通斷達(dá)到控制任務(wù)的要求,因而操控吸盤的電磁閥選擇了兩位兩通電磁閥,它的工作原理如下圖:圖2-6兩位兩通電磁閥通過查閱相關(guān)資料,亞德客2V025-08符合要求,示意圖如下圖所示:圖2-7亞德客2V025-08旋轉(zhuǎn)氣缸采用的是兩位五通電磁閥,通過電磁閥的通電與掉電控制閥位的切換。圖2-8兩位五通電磁閥原理圖經(jīng)過查詢亞德客4V210-08符合要求,示意圖如下圖所示。圖2-9亞德客4V210-082.8斷路器的選擇系統(tǒng)電源的通電和斷電是由斷路器決定的,同時它也可以避免整個電氣系統(tǒng)的短路以及過載保護(hù)。因此在選擇斷路器之前必須算出電路的功率之和。表2-4用電元件列表序號部件數(shù)量預(yù)算功率(單位:W)1光電開關(guān)1052磁性開關(guān)213電磁閥214伺服電機(jī)+驅(qū)動器31200系統(tǒng)總功率P=1206.5W,根據(jù)歐姆定律,P=UI,得I=P/U得:I=1206.5/220=5.48A,通過資料查證,SchneiderD6AA9F19206允許通過最大電流為6A,符合要求。其外形如下圖2-10所示:圖2-10SchneiderD6AA9F19206綜合以上各元件的選擇結(jié)果,此次系統(tǒng)設(shè)計的所有電氣元件如下表。表2-5序號元件數(shù)量型號1斷路器1SchneiderD6AA9F192062PLC1MITSUBISHIFX3U-32MT3伺服電機(jī)3MITSUBIJSHIHG-KN43J-S1004伺服驅(qū)動器3MITSUBIJSHIMR-JE-40A5按鈕2SchneiderXB2B6旋轉(zhuǎn)氣缸電磁閥1SY7120-5LVZD-027對射光電開關(guān)1OMERONE3Z-T618開關(guān)電源1MWHDR-159U型光電開關(guān)9OMRONEE-SX673A10吸盤電磁閥1SMCSY9320-3LZD-033電氣控制系統(tǒng)硬件的設(shè)計3.1系統(tǒng)的控制要求和性能分析對零件的位置進(jìn)行判斷時,需要在零件的前端和后端各安裝一個光電的一個傳感器。零件到達(dá)位置后,前端和后端的光電傳感器同時接通,表明可以執(zhí)行下一步動作,如下圖所示。圖3-1零件到位示意圖1、柱形零件;2、傳送帶;3、光電開關(guān)接受端;
4、限位擋塊;5、光電開關(guān)發(fā)射端光電開關(guān)將位置信號傳送給PLC,PLC控制桁架機(jī)械手去取料位置的上方。在機(jī)械手到達(dá)吸料位置的上方后,桁架c機(jī)械手Z軸下降,下降到位后,打開真空吸吸取零件,然后上升,到位后去放料放料位置,到達(dá)放料位置上方后下降,下降到位后旋轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn),然后吸盤真空值斷開,然后Z軸上升,如此往復(fù);本次設(shè)計中零件的外觀成圓盤狀,如下圖所示:圖3-2零件示意圖3.2氣動控制系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)氣動控制系統(tǒng)的設(shè)計原則,系統(tǒng)需要具備水分過濾器,調(diào)壓閥和壓力表。在此基礎(chǔ)上再去規(guī)劃其他氣路元件的設(shè)計。氣動控制系統(tǒng)的主要設(shè)計內(nèi)容是閥門的選擇以及氣動原理圖的繪制。圖3-3氣動原理圖1、調(diào)壓閥;2、氣源;3、水分過濾器;4、壓力表;5、正空發(fā)生器;6、消聲器YA1在沒有得電的情況下,真空發(fā)生器不工作,當(dāng)YA1得電,壓縮機(jī)里面的空氣從氣源出發(fā),經(jīng)過真空發(fā)生器,流向消聲器,由于真空發(fā)生器內(nèi)的氣流速度較快,吸盤連接真空發(fā)生器氣管內(nèi)的氣體,從吸盤流向真空發(fā)生器,產(chǎn)生負(fù)壓。當(dāng)YA2未得電時,電磁閥又未接通,回轉(zhuǎn)氣缸無動作,YA2得電時,電磁閥左位接通,回轉(zhuǎn)氣缸旋轉(zhuǎn)。3.3PLC控制方案的設(shè)計根據(jù)桁架機(jī)械手對零件搬運的控制要求,需要將零件從輸送位置搬運至裝配位置。為了確保位置的準(zhǔn)確性,需要預(yù)先將兩個位置的坐標(biāo)設(shè)定好,系統(tǒng)啟動后,桁架機(jī)械手能夠?qū)崿F(xiàn)自動識別、自動搬運、自動復(fù)位等功能。通過流程圖對桁架機(jī)械手控制系統(tǒng)的控制流程進(jìn)行規(guī)劃,流程圖的可讀性強(qiáng)能夠發(fā)現(xiàn)控制流程的問題以及及時查漏補(bǔ)缺。圖3-4狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖自動、手動、復(fù)位是此次機(jī)械手程序的四個部分,可以通過觸摸屏設(shè)置各類系統(tǒng)參數(shù),以及讀取和改寫對PLC的內(nèi)部參數(shù)。3.4電氣原理圖的設(shè)計桁架機(jī)械手控制系統(tǒng)采用的是單相交流電作為電源,PLC、X軸、Y軸、Z軸、開關(guān)電源為總電源的四個支路,需要以并聯(lián)的方式進(jìn)行連接。電器原理圖設(shè)計時采用的軟件是AutoCAD。圖3-5電氣原理圖此次電氣原理圖的設(shè)計的重中之重是PLC和伺服驅(qū)動器二者之間的接線,PLC接線時應(yīng)將所有的COM口并聯(lián)到開關(guān)電源的0V,PLC自身輸出的DC24V不使用,驅(qū)動器部分接線時需將GND與開關(guān)電源的0V相連;由于采用的是位置控制的方式來控制伺服電機(jī),定位指令由PLC發(fā)出,因此伺服CN1B接口的15號端口與DC0V短接。圖3-6伺服驅(qū)動器CN1A、CN1B接線示意圖4程序的設(shè)計4.1新建工程在新建工程時,需要對PLC的CPU的型號進(jìn)行選擇,然后具體的機(jī)型進(jìn)行選擇,依次選擇簡單工程,梯形圖。圖3-7項目新建示意圖工具欄中能夠展示常用的編程指令,當(dāng)然也可以采用快捷鍵輸入的方式來編寫程序。通常采用指令表語句輸入的方式來鍵入指令。圖3-8GXWORKS2工具欄4.2程序的設(shè)計PLC程序設(shè)計時采用的是梯形圖,與上個章節(jié)設(shè)計的流程圖,具有相似的形式,所以也在編寫梯形圖時,可以參照上個章節(jié)制定好的流程圖。根據(jù)流程圖編寫,不但速度快,而且準(zhǔn)確不易出錯設(shè)備上電時需要對設(shè)備進(jìn)行復(fù)位,目的是為了使伺服電機(jī)進(jìn)行回原點操作。在之前的操作中,設(shè)備可能因為各種狀況出現(xiàn)原點標(biāo)記繼電器M76線圈接通的狀況。所以上電后需要立即將M76繼電器復(fù)位。圖4-1上電復(fù)位標(biāo)記位桁架機(jī)械手的X軸、Y軸、Z軸坐標(biāo)分別存在于PLC的D8340、D8350、D8360寄存器當(dāng)中,需要將這三個寄存器的參數(shù)實時傳送給D10、D20、D30,方便對參數(shù)的讀取。系統(tǒng)上電后需要保持對三個軸的使能的接通,所以需要接通Y6、Y7、Y10。圖4-2使能給定與坐標(biāo)讀取按下啟動按鈕X001,啟動線圈M0接通并自鎖。在M0自鎖的狀態(tài)下,如果按下停止按鈕或者按下復(fù)位按鈕,那么M0自鎖就會斷開。如果按下復(fù)位按鈕X3,那么復(fù)位線圈M2就會得電并自鎖。同樣如果復(fù)位線圈得電的狀況下,按下啟動按鈕或者停止按鈕,那么復(fù)位線圈M2也會斷開自鎖。在啟動按鈕和復(fù)位按鈕以及啟動線圈和復(fù)位線圈都沒有接通的狀況下,停止線圈M1自動接通。圖4-3設(shè)備操作手動模式下對電機(jī)進(jìn)行操作時,需要保證X軸Y軸Z軸的運動都在合理的行程范圍內(nèi)。如果超出行程范圍,發(fā)生機(jī)械撞擊對機(jī)構(gòu)會造成損壞。在編寫手動程序時,可以將極限開關(guān)作為電機(jī)運行的條件。如果電機(jī)的運行即將超出行程范圍,則接通行程開關(guān)。斷開電機(jī)運行條件。從而達(dá)到控制系統(tǒng)對機(jī)械結(jié)構(gòu)的保護(hù)。圖4-4手動程序系統(tǒng)除了在上電時執(zhí)行復(fù)位程序,在操作或者運行過程中,如果需要復(fù)位,也可以通過手動進(jìn)行復(fù)位。復(fù)位時先對氣動元件進(jìn)行復(fù)位。即對吸盤和旋轉(zhuǎn)氣缸進(jìn)行復(fù)位。氣動元件復(fù)位完成后,再對X軸、Y軸、Z軸三個軸進(jìn)行復(fù)位,復(fù)位時軸先去極限位置,然后再通過自動回原點的方式進(jìn)行回原點。圖4-5復(fù)位程序復(fù)位過程中,復(fù)位線圈M2保持接通狀態(tài),復(fù)位完成后,M2線圈斷開。桁架機(jī)械手復(fù)位的過程是驅(qū)動原件先復(fù)位,然后三個軸在一起執(zhí)行。復(fù)位完成后,驅(qū)動原件的原位感應(yīng)器接通,記錄軸坐標(biāo)的D8340,D8350,D8360中的數(shù)值為0。圖4-6復(fù)位完成標(biāo)記采用解碼指令,對自動程序部分進(jìn)行控制。解碼指令是一種將數(shù)值轉(zhuǎn)換成位的指令。通過數(shù)值的改變,可以接通不同的位繼電器。解碼指令應(yīng)用時需要保持接通的狀態(tài),指令才會生效。圖4-7解碼指令在編寫程序時,可以通過數(shù)值的逐漸增大,依次按順序接通編號逐漸增大的繼電器。如自動程序所示。按順序接通M102,M104,M106,M108,M110,M112,M114,M116;可以在每個繼電器接通狀態(tài)下規(guī)劃不同的執(zhí)行動作。在M102接通狀態(tài)下,系統(tǒng)X軸,Y軸,Z軸去取料位置上方;M104接通Z軸下降取料M106接通真空吸盤打開M108接通桁架機(jī)械手Z軸上升M110,接通機(jī)械手去放料位置上方以此類推。圖4-8自動程序圖4-9等待啟動圖4-10去取料位置上方桁架機(jī)械手對零件進(jìn)行搬運時,需要對搬運連線的次數(shù)進(jìn)行記錄。因為不同的零件所搬運的位置是不一樣的。如A零件搬運的第一位置,B零件搬運到第二位置,需要在寄存器中預(yù)先設(shè)置好,在執(zhí)行搬運時再將這些設(shè)定好的X軸Y軸、Z軸位置分別傳送給D286,D288,D290。圖4-11抓料計數(shù)比如吸盤對第一個零件吸料運輸,此時的次數(shù)為1,于是便將設(shè)定好的第一個位置的值賦給需要放料點。圖4-12放料位置賦值十二次搬運為此次設(shè)計的一個循環(huán),若需繼續(xù),則要手動按下繼續(xù)按鈕方可。圖4-13下一循環(huán)搬運指示5觸摸屏畫面的制作經(jīng)查顧美觸摸屏PLC在微軟Windows有編輯軟件,并包含所使用的三菱PLC的多數(shù)功能,所以此次設(shè)計的觸摸屏畫面基于此設(shè)計。圖5-1開機(jī)畫面圖5-2Enter按鈕屬性Enter按鈕用于畫面切換,在基本功能一欄選擇所需要切換到的畫面。圖5-3手動操作畫面手動操作畫面需要具備X軸、Y軸、Z軸點動操作按鈕以及氣缸手動控制按鈕。圖5-4X-JOG+操作按鈕操作按鈕的地址需要與PLC程序所定義的元件的地址相對應(yīng),如X-JOG+點動按鈕對于的是X軸正向點動功能。圖5-5參數(shù)設(shè)置畫面1參數(shù)設(shè)置畫面1中包含X、Y、Z軸的速度以及搬運位置的設(shè)置。圖5-6參數(shù)設(shè)置畫面2參數(shù)設(shè)置畫面2為搬運位置7-搬運位置12的設(shè)置。結(jié)論通過自己不斷地學(xué)習(xí)查找資料以及同學(xué)老師的幫助下,我基本完成桁架機(jī)械手的設(shè)計。通過對桁架機(jī)械手的分析研究,讓我對PLC電氣控制系統(tǒng)設(shè)計有了更加深刻的理解,也較為順利的完成了畢業(yè)設(shè)計的要求。最初了解到桁架機(jī)械手是工廠搬運中,本次畢業(yè)論文選擇做桁架機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計,一方面是因為桁架機(jī)械手使用的廣泛性,另一方面想借此把課本上學(xué)到的理論知識轉(zhuǎn)化為實踐。本篇論文對桁架機(jī)械手的功能需求做了簡單的分析,考慮到桁架機(jī)械手在工作過程中可能會出現(xiàn)超出活動范圍的狀況,對桁架機(jī)械手作了限位保護(hù)。通過對桁架機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計和硬件元器件的選型,分析了其主電路圖的相關(guān)原理以及桁架機(jī)械手的I/O分配,完成了對機(jī)械手的硬件設(shè)計分析。最后通過對其程序流程圖及梯形圖的繪制,完成了對桁架機(jī)械手的軟件分析和設(shè)計。與此同時,在完成論文當(dāng)中也發(fā)現(xiàn)了自身的不足之處。雖然從課本上學(xué)了PLC的課程,但自己對其深入的原理掌握還很欠缺,知識學(xué)習(xí)較淺,查資料過程中遇到了很多不理解的地方,在繪制各種圖的過程中也出現(xiàn)了一些問題,心態(tài)沒有及時調(diào)整好,導(dǎo)致在系統(tǒng)程序設(shè)計部分進(jìn)展緩慢,但是通過我不斷地學(xué)習(xí)和請教同學(xué)最終克服了這些困難,對機(jī)械手進(jìn)行了更深入的理解。同時我也鍛煉了動手查閱資料的能力,通過查資料要把自己不懂的地方畫出來并請教他人學(xué)習(xí)和探討,專業(yè)知識也有了一定的提升。同時我也學(xué)會了使用一些電氣專業(yè)的軟件,例如用CAD軟件繪制一般的電路圖,流程圖,繪制機(jī)械手的PLC外部接線圖以及用GXWorks2編寫梯形圖,通過這次論文,讓我更加認(rèn)識到理論結(jié)合實踐的重要性,我們只有通過在實踐中不停的探究,才能真正把理論做到實處。在以后的工作和生活中也要更加注重落地實操的工作。這次論文的設(shè)計對我有很深遠(yuǎn)的意義,讓我受益匪淺。日后到了工作崗位我也會繼續(xù)不斷學(xué)習(xí),希望自己通過在學(xué)校的學(xué)習(xí)可以為日后工作奠定一個良好的基礎(chǔ),貢獻(xiàn)出一份力量。隨著科技的日益發(fā)展,我也相信智能化和各種技術(shù)的更新迭代會讓我們的生活更加便捷,擁有更加廣闊的前景和未來。參考文獻(xiàn)要求按學(xué)術(shù)期
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