基于PLC简单机械手控制系统设计PPT课件.ppt

基于PLC简单机械手控制系统设计 2020 3 26 1 论文的框架 2020 3 26 2 背景意义 随着工业自动化程度的不断发展 越来越多的工作由机械手去完成 极大的提高了生产的安全性和生产的效率 PLC在工业上的应用已经很成熟 有着操作简单 可靠性高 通用灵活 使用寿命长等一系列的优点 使用PLC控制的的机械手灵活 安全可靠 成为机械手的一个发展趋势 2020 3 26 3 机械手的基本构造 机械手的结构可以分为两个部分 执行机构和驱动机构 其中执行机构分为手部 腕部 臂部 机械手的驱动方式有四种 液压驱动 气压驱动 电气驱动 机械传动 液压驱动 抓重可达几百公斤以上 传动平稳 结构紧凑 动作灵敏 但对密封装置要求严格 气压驱动 其主要特点是介质来源极方便 气动动作迅速 结构简单 成本低 稳定性差 2020 3 26 4 电气驱动 由特殊结构的感应电动机 直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动 因为不需要中间的转换机构 故机械结构简单 机械传动 它的主要特点是运动准确可靠 动作频率高 但结构较大 动作程序不可变 机械手在工业中的使用实例如下图所示 2020 3 26 5 选型 考虑到需要控制量的输入输出的点数以及实验室现有的设备 选用日本欧姆龙公司生产的型号为CPM1A 40CDR A的PLC 对于CPM1A 40CDR A各个参数的含义为 40为总的输入输出点数 24点输入 16点输出 C表示CPU单元 D表示混合型 有输入也有输出 R表示继电器输出 A表示工作电压为交流电压 电源电压 100 220V50 60Hz电源保持 10ms以上中断处理 外部中断 响应时间0 3ms一下 通信接口 RS232C内置功能 高速计数 5KHz 脉冲输出 2KHz 2020 3 26 6 CPM1A 40CDR A的CPU特性如下图所示 2020 3 26 7 软件系统设计 2020 3 26 8 控制要求 控制流程图如下所示 1 机械手有四种工作方式 单周运动 连续运动 单步运动 手动方式 2 开始运动后机械手依次经过下降 夹紧 上升 右行 下降 放松 上升 左行完成一个周期的运动回到原位 3 当机械手在原位时原位指示灯亮 当机械手夹紧工件时夹紧指示灯亮 当机械手放松工件时放松指示灯亮 2020 3 26 9 I O分配 机械手的下降 上升 右行 左行位置由限位开关确定 上升和下降由一个双线圈的电磁阀控制 夹紧和放松由一个单线圈电磁阀控制 知道需要14个输入点 8个输出点 I O分配如下表所示 2020 3 26 10 PLC外部接线图简图如下所示 2020 3 26 11 通讯 CPM1A 40CDR A自带的编程电缆为FS CIF02 由于它的另一端是COM口 所以用一个USB2 0转RS232通用串口线与PC机通讯 2020 3 26 12 程序编写 程序总体框架如下图 跳转指令的触发条件为off 2020 3 26 13 自动运行程序流程图为 2020 3 26 14 自动程序的实现主要是靠移位寄存器 它的梯形图符号为其中I IN 代表数据输入端 P SP 是一移位脉冲输入端 R是复位端 st是移位开始通道号 E是移位结束通道号 当复位端R为off时 在P端的每个移位脉冲上升沿时刻st到E通道中所有数据按位依次左移移一位 E通道中数据的最高位溢出丢失 st通道中最低为则移进IN端的数据 当复位端R为on时st到E所有通道均复位为零 且移位指令不执行 2020 3 26 15 2020 3 26 16 调试仿真 2020 3 26 17 2020 3 26 18 总结 学习了利用PLC编程控制运动的一些基本知识 了解了控制的原理和基本的流程 但是由于条件的限制 没有用PLC连接电机 进行真正的