机械手搬运单元控制Word格式.docx
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5.1监控组态界面……………………………………………………………………………………7
5.2监控组态程序清单………………………………………………………………………………7
四.总结………………………………………………………………………………………………12
五.参考文献…………………………….……………………………………………………………13
一.前言
机电一体化技术是近十几年来国际上发展最快的高新技术,已渗透到国民经济的各个领域。
采用机电一体化技术就是发挥以微机为核心的微电子技术优势:
对于一般机械而言,可使机械结构简化且控制更为灵活、细致;
对于采用气动元件作为执行机构的机械设备而言,较之采用继电器接触控制更为可靠、方便,增加了柔性。
微型计算机及以微机为核心的专用控制机的推广应用,采用电子控制的便捷、灵活和可靠等优势与采用气压传动的简单、便捷和安全的优点相互结合,使得电子气动技术应运而生。
电子气动控制技术是机电一体化技术的一个重要组成部分,由于它在工业机器人中的成功应用,使得这项技术的推广具有了良好而广阔的前景。
基于PLC控制气动移置机械手系统正是由此出发点而研制开发的,可以满足《工业机器人》、《气动技术》、《可编程序控制器技术》等课程的教学、实验,应用其具有可编程、二次设计、调试等功能特点,可提高学生的工程素质、创新能力、综合实践及应用能力,满足培养综合性和创新型、高层次、复合型工程技术人员的要求。
二.实验目的
利用S7-200系列PLC的各种基本指令进行编写程序,并能熟练掌握PLC编程软件的编程方法和程序调试方法;
学会并使用下位机编写程序实现机械手的自动和手动控制,并能利用上位机进行通讯连接实现实时监控。
三.系统设计
1.控制要求
当工件被送到机械手下方后,机械手将向下运动,然后锁紧夹爪;
当工件被夹住后,机械手上升,到达上端后,手臂向右旋转180°
。
当到达右侧后夹爪向下并释放工件,然后上升,最后机械手臂向左摆动、复位,并发出信号,将控制权交给下一单元。
技术要求:
1.机械夹爪上下运动
2.机械夹爪锁紧后将有信号产生
3.机械手臂左右摆动(180°
)
4.只有当机械手臂下降到低端时才能作开合动作
5.完成动作后,发出信号给下一单元
2.硬件选择
从工艺要求中可以看出控制方式为两种,分别完成自动方式(I0.3=0)和手动方式(I0.3=1)的运动,启动/停止按钮I0.0完成启动(I0.0=1)和停止(I0.0=0)功能,复位信号I0.1完成系统的复位,单步按钮I0.2用于控制手动方式的单步控制。
机械手运动的限位开关共有4个,左限位开关I0.6和右限位开关I0.7,高限位开关I1.0、低限位开关I1.1。
机械手锁紧检测信号I1.2(锁紧时I1.2=1,松开时I1.2=0)。
共有9个输入信号。
输出信号有机械手右转驱动信号Q0.0,左转驱动信号Q0.1,下降驱动信号Q0.2,下降机械手夹紧驱动信号Q0.3(夹紧Q0.3=1,放松Q0.3=0)。
共有4个输出信号。
该系统需要输入9点,输出4点。
可选择S7-200系列的CPU224即可满足要求,CPU224作为本控制系统的控制器。
机械手搬运单元控制系统如下图:
3.输入输出点的地址分配
模块号
输入端子号
输出端子号
地址号
信号名称
说明
CPU224
1
I0.0
启动/停止,启动“1”有效,停止“0”有效
开关
2
I0.1
复位,“1”有效
按钮
3
I0.2
单步,“1”有效
4
I0.3
自动/手动,自动“0”有效,手动“1”有效
5
I0.6
左位,“1”有效
限位开关
6
I0.7
右位,“1”有效
7
I1.0
高位,“1”有效
8
I1.1
低位,“1”有效
9
I1.2
锁紧状态,“1”有效
传感器
Q0.0
右转,“1”有效
电磁阀
Q0.1
左转,“1”有效
Q0.2
下降,“1”有效
Q0.3
夹紧,“1”有效
4.程序设计
4.1程序流程图
4.2内存变量分配表
序号
名称
地址
注释
启动/停止
复位
单步
自动/手动
左位
右位
高位
低位
锁紧状态
10
右移
11
左移
12
下降
13
锁紧
14
夹紧定时器
T101
时基为100msTON定时器
15
放松定时器
T102
16
自动方式标志
M0.0
Bool
17
手动方式标志
M0.1
4.3控制程序
主程序:
子程序:
5.与下位机的通讯连接
5.1监控组态界面
初始状态:
机械手位于左侧,高位,放松。
当下方有工件时,机械手开始工作。
两种控制方式:
自动和手动。
单步只有在手动时有效。
5.2监控组态程序清单
进入程序
a1==0;
a2==0;
a3==0;
a4==0;
flag1==0;
fw.PV=0;
qiehuan.pv=0;
qd.pv=0;
b2=0;
b1=290;
程序运行周期执行
IFqiehuan.pv==1&
&
qd.pv==1&
flag1==0THEN
#bv.y=#bv.y+10;
a1=a1+5;
#bv2.y=#bv2.y+10;
#bv3.y=#bv3.y+10;
#bv5.x=#bv5.x+10;
IF#bv5.x>
=113THEN
#bv5.x=113;
ENDIF
IF#bv.y>
=471THEN
#bv.y=471;
#bv2.y=526;
#bv3.y=526;
#bv2.x=#bv2.x+10;
#bv3.x=#bv3.x-10;
IF#bv2.x>
=108THEN
#bv2.x=108;
#bv3.x=163;
flag1=flag1+1;
IFflag1==1THEN
#bv.y=#bv.y-10;
a1=a1-5;
#bv2.y=#bv2.y-10;
#bv3.y=#bv3.y-10;
#bv5.y=#bv5.y-10;
IF#bv.y<
=146THEN
#bv.y=146;
#bv2.y=200;
#bv3.y=200;
#bv5.y=204;
a4=1;
IFflag1==2THEN
#bv.x=#bv.x+10;
#bv3.x=#bv3.x+10;
#bv4.x=#bv4.x+10;
b1=b1-10;
IF#bv4.x>
=420THEN
b1=0;
b2=b2+10;
IF#bv.x>
=672THEN
#bv.x=672;
#bv2.x=690;
#bv3.x=745;
#bv4.x=706;
#bv5.x=695;
b2=290;
a2=a2+5;
#bv5.y=#bv5.y+10;
=473THEN
#bv.y=473;
#bv2.y=528;
#bv3.y=528;
#bv5.y=536;
IFflag1==3THEN
#bv2.x=#bv2.x-10;
IF#bv2.x<
#bv2.x=679;
#bv3.x=758;
a2=a2-5;
=350THEN
=772THEN
#bv5.x=772;
a3=1;
IFflag1==4THEN
#bv.x=#bv.x-10;
#bv4.x=#bv4.x-10;
b2=b2-10;
IF#bv4.x<
b1=b1+10;
b2=0
IF#bv.x<
=90THEN
#bv.x=90;
#bv2.x=96;
#bv3.x=177;
#bv4.x=125;
a3=0;
a4=0;
#bv5.x=33;
#bv5.y=535;
flag1=0;
qiehuan.pv=1;
qd.pv=1;
IFfw.PV==1THEN
#bv.y=147;
#bv2.y=197;
#bv3.y=197;
#bv4.y=80;
a1=0;
a2=0;
IFfw.PV==0THEN
四.总结与心得
五.参考文献
[1]天津大学编写组,工业机械手设计基础,天津科学技术出版社,1980
[2]王承义,机械手及其应用,机械工业出版社,1981
[3]朱龙根,机械系统设计,机械工业出版社,2004
[4]机械工程手册编辑委员会,机械工程手册,补充本
(二)机械工业出版社,1981
[5]钟肇新、彭侃编译
可编程控制器原理及应用
第二版
广州:
华南理大学出版社,2003.5
[6]钟肇新,范建东主编.可编程控制器原理及应用.第三版.广州:
[7]求是科技编著
PLC应用开发技术与工程实践
北京
人民邮电出版社,2005.1
[8]郝海青.串联关节式机械手的控制系统分析与设计.
万方数据库硕博士论文,
2002
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