基于PLC的机械手自动分选大小球设计-毕业设计PPT课件.ppt

基于PLC的机械手分选大小球控制设计 专业 机械设计制造及其自动化 1 基于PLC的机械手分选大小球控制设计任务 1 分析机械手分选大小球控制系统的实验过程 2 机械手自动控制系统的拆分设计 3 基于PLC的机械手分选大小球控制设计 4 绘制PLC梯形图和指令语句表 2 问题的提出 随着科学技术的日新月异 自动化程度要求越来越高 市场竞争激烈 人工成本上涨 以往人工操作的搬运和固定式输送带为主的传统物件搬运方式 不但占用空间也不容易更变生产线结构 加上需要人力监督操作 更增加生产成本 原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要 减轻劳动强度 保障生产的可靠性 安全性 降低生产成本 减少环境污染 提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大问题 机械手的出现解决了以上重大问题 而可编程控制器 PLC 常用于机械手控制系统的设计 3 机械手简介 我国国家标准 GB T12643 90 对机械手的定义 具有和人手臂相似的动作功能 可在空间抓放物体 或进行其它操作的机械装置 机械手是在机械化 自动化生产过程中发展起来的一种新型装置 机械手最早应用在汽车制造工业 常用于焊接 喷漆 上下料和搬运 机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能 替代人从事危险 有害 有毒 低温和高热等恶劣环境中的工作 代替人完成繁重 单调重复劳动 提高劳动生产率 保证产品质量 机械手虽然目前还不如人手那样灵活 但它具有能不断重复工作和劳动 不知疲劳 不怕危险 抓举重物的力量比人手大等特点 因此机械手已受到许多部门的重视 并越来越广泛地得到了应用 4 机械手传送示意及操作面板图 气动机械手实验装置原理图1左右移动气缸2复位进退气缸3升降气缸4真空吸盘5物料块6传感器7圆柱导轨8支架9底座 5 可编程控制器PLC简介 PLC作为一种新型的工业控制器 它是以微处理器为核心 综合计算机技术 自动控制技术和通信技术发展起来的一种新型 通用的自动控制装置 具有结构简单 易于编程 性能优越 可靠性高 灵活通用和使用方便等一系列优点 易于实现机电一体化且非常适合在环境条件较恶劣下使用 可编程控制器PLC ProgrammableLogicController 美国国际电工委员会 IEC 在1987年对可编程序控制器做出如下定义 可编程序控制器是一类专门为在工业环境下应用而设计的数字式电子系统 它采用了可编程序的存储器 用来在其内部进行存储执行逻辑运算 顺序运算 定时 记数和算术运算等功能的面向用户的指令 并通过数字式或模拟式的输入或输出 控制各种类型的机械或生产过程 可编程控制器及其相关外部设备 都应按照易于与工业控制系统联成一个整体 易于扩展其功能的原则而设计 6 PLC的系统结构 PLC主要包括中央处理单元CPU 存储器RAM和ROM 输入输出接口电路 电源 I O扩展接口 外部设备接口等 其内部也是采用总线结构来进行数据和指令的传输 PLC硬件结构图 7 PLC控制系统设计的一般步骤 控制系统设计步骤流程图 8 机械手分选大小球自动控制系统设计的实验任务 实验任务 将PLC调到运行状态后 机械手首先自动回到左限位和上限位位置 即原点位置 然后向右运行到取物区位置 初始位置 停止 以上动作完成后 按下启动按钮一次 机械手连续运行 单步控制实验 中的动作 将处于某位置的大球和小球分别移动到指定的不同位置 实现自动运行控制 按下停止按钮时 机械手并不立即停止运行 而是到达货位处 释放钢球后才停止 9 机械手分选大小球自动控制系统设计的实验过程 将PLC调到运行状态后 机械手首先自动向左向上运动 待碰到左限位和上限位开关后停止 既原点位置 然后通过计数脉冲向右运行到取物区位置 初始位置 停止 以上动作完成后 按下启动按钮一次 机械手连续运行 单步控制实验 中的动作 首先机械手下行至碰到货物 如果下方放的是小球 则机械手能够碰到下限位开关 下行停止 如果下方放的是大球 则机械手不能碰到下限位开关 则通过延时开关使下行停止 然后电磁铁通电吸附铁球 然后机械手上行 碰到上限位开关 上行停止 然后机械手右行 如果是大球则碰到大球的右限位开关 右行停止 如果是小球则运行400个计数脉冲后右行停止 然后机械手下行 机械手将球放到指定位置 大球放于大球右限位开关的正下方 小球放于400个计数脉冲停止处的正下方 后 电磁铁停止通电 机械手上行 上行至上限位开关后 上行停止 然后机械手左行 左行至左限位开关后 左行停止 然后再重复执行上面的过程 当按下停止按钮时 机械手并不立即停止运行 而是将货物放至货位处 释放钢球后才停止 10 机械手分拣大小球装置及系统示意图 机械手分拣大小球装置 机械手自动分拣大小球系统示意图 11 机械手自动控制系统的拆分设计 本文是基于PLC的机械手分选大小球控制设计 设计主要研究的是机械手中有关PLC的部分 考虑到以上实验的复杂性 于是将机械手自动控制系统进行拆分设计 通过可编程控制器PLC可实现机械手的左右移动实验 上下移动实验 手动综合控制实验 左右指定距离的运行实验 单步控制实验和自动控制实验 将以上实验综合起来即可实现本文的基于PLC的机械手分选大小球的自动控制系统的设计 12 PLC的输入和输出点分配表 输入点分配 输出点分配 13 PLC的原理接线图 14 安装与调试 根据控制任务选择S7 200CPU226作为PLC的主机芯片 根据分配的输入输出点及PLC的原理接线图将机械手的硬件设备与PLC的主机芯片相连 检查连线无误后通过计算机将编制好的程序 梯形图或指令语句表 下载到PLC的主机芯片中 将PLC的主机芯片置于运行状态 打开开关即可调试 15 机械手自动分选大小球实验过程动画演示 16 PLC的部分梯形图 机械手自动回原点并右行到取物区的梯形图 17 PLC的部分指令表 机械手自动回原点并右行到取物区的指令表 1 LSCRS0 0 2 LDSM0 0 3 ANM0 1 4 S左行 Q0 0 1 5 S上行 Q0 2 1 6 LDSM0 0 7 LPS 8 A左限位 I1 0 9 R左行 Q0 0 1 10 LPP 11 A上限位 I1 2 12 R上行 Q0 2 1 13 LD左限位 I1 0 14 A上限位 I1 2 15 S右行 Q0 1 1 16 SM0 1 1 17 LD计数PLS I1 4 18 A右行 Q0 1 19 LDSM0 1 20 CTUC0 20 21 LDC0 22 R右行 Q0 1 1 18 指令的运用与说明 1 装载指令LD Load LDN LoadNot 与线圈驱动指令 Out 2 触电串联指令A And AN AndNot 3 触电并联指令O Or ON OrNot 4 置位 复位指令S Set R Reset 5 边沿触发指令EU EdgeUp 和ED EdgeDown 6 逻辑结果取反指令NOT7 接通延时定时器指令TON On DelayTimer 8 递增计数器指令CTU CounterUp 9 SCR指令 1 段开始指令LSCR LoadSequenceControlRelay 2 段转移指令SCRT SequenceControlRelayTransition 3 段结束指令SCRE SequenceControlRelayTransition 10 高速脉冲输出指令PLS Pulse 19 编程元件 20 主要收获 1 深入了解机械手的工作原理和作用2 对可编程控制器PLC有了一个整体的概念3 深入了解PLC系统设计的一般步骤 不足之处 由于时间短暂