凯发游戏娱乐官网基于PLC机械手控制系统设计

原创 2020-02-12 05:22  阅读

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  基于 PLC 机械手控制系统设计 摘要: 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。工业机械 手也是工业机器人的一个重要分支。他的特点是可以通过编程来完成各种预期的 作业,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。 机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展 空间。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识:其一、它能部分的 代替人工操作;其二、它能按照生产工艺的要求,遵循一定的程序、时间和位置 来完成工件的传送和装卸;其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配,从而大 大的改善了工人的劳动条件,显著的提高了劳动生产率,加快实现工业生产机械 化和自动化的步伐。因而,受到很多国家的重视,投入大量的人力物力来研究和 应用。尤其是在高温、高压、粉尘、噪音以及带有放射性和污染的场合,应用的 更为广泛。在我国近几年也有较快的发展,并且取得一定的效果,受到机械工业 的。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器,他有多个自由 度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。 机械手的结构形式开始比较简单,专用性较强。 随着工业技术的发展,制 成了能够独立的按程序控制实现重复操作,适用范围比较广的“程序控制通用机 械手”,简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序,适应性较强, 所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 一、机械手简介 工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。工业机械手是工 业机器人的一个重要分支。它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务, 在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。机械 手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发 展前景。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和 计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。 1、机械手分类 机械手一般分为三类。第一类是不需要人工操作的通用机械手,它是一种独 立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制程序,以完成各项规 定工作。它的特点是除具备普通机械的物理性能外,还具备通用机械、记忆智能 的三元机械。第二类是需要人工操作的,称为操作机。它起源于原子、军事工业, 先是通过操作机来完成特定的作业,后来发展到用无线电信号操作机械手来进行 探测月球、火星等。第三类是专用机械手,主要附属于自动机床或自动线上,用 于解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”, 它是为主机服务的,由主机驱动,除少数外,工作程序一般是固定的,因此是专 用的。 本项目要求设计的机械手模型可归为第一类,即通用机械手。在现代生产企 业中,自动化程度较高,大量应用机械手。通过本次设计,可以增强对工业机械 手的认识,同时并熟悉掌握 PLC 技术、位置控制技术、气动技术等工业控制常用 的技术。 2、机械手控制系统设计步骤 根据工艺要求确定被控系统必须完成的动作,确定这些动作之间的关系及完 成这些动作的顺序。(2)分配输入、输出设备,即确定哪些外围设备是送信号给 PLC 的,哪些外围设备是接收来自 PLC 的信号的,同时还要将 PLC 的输入、输出点 与之一一对应,对 I/O 进行分配。在此基础上确定 PLC 的选型。(3)根据控制系统 的控制要求和所选 PLC 的 I/O 点的情况及高功能模块的情况,设计 PLC 用户程序, 此时可采用梯形田、助记符或流程图语言形式的用户程序。PLC 的用户程序体现 了按照正确的顺序所要求的全部功能及其相互关系,编程时可用编程器或计算机 直接编程、修改,同时也可对 PLC 的工作状态、特殊功能进行设定。(4)对所设计 的 PLC 程序进行调试和修改,直至 PLC 完全实现系统所要求的控制功能。(5)保存 已完成的程序。 3、机械手工作过程: 机械手在生产线上的任务是将工件从 A 处传送到 B 处。根据外界情况,机械 手在空间上主要进行以下动作:机械手下降,机械手抓紧工件,机械手与工件上 升,机械手与工件有右移,机械手与工件下降,机械手放松工件,机械手上升, 机械手左移。控制器检测上,下,左,右限位开关的通断,决定当前的动作,通 过驱动系统输出,凯发游戏娱乐官网控制机械手的动作。同时,用两位数码管显示搬运工件的数量。 (1)启动控制有 2 种,1 个由启动开关安装在现场,1 个由通过组态王软件控制。 在控制面板上,安装一个档位开关,分手动和自动两大档位,手动挡包括调试和 回原位两档,自动挡分单步、半自动和全自动三档,要求自动挡的操作必须在回 原位的基础上才能进行。 原位 下降 夹紧 上升 右移 左移 上移 放松 下降 二、 PLC 简介 可编程控制器(简称 PLC):是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环 境应用而设计的。它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑 运算,顺序控制,定时,计数与算术操作等面向用户的指令,并通过数字或模拟 式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。 可编程序控制器实施控制,其实质就是按一定算法进行输入输出变换,并将 这个变换与以物理实现。输入输出变换、物理实现可以说是 PLC 实施控制的两个 基本点,同时物理实现也是 PLC 与普通微机相区别之处,其需要考虑实际控制的 需要,应能排除干扰信号适应于工业现场,输出应放大到工业控制的水平,能为 实际控制系统方便使用,所以 PLC 采用了典型的计算机结构,主要是由微处理器 (CPU)、存储器(RAM/ROM)、输入输出接口(I/O)电路、通信接口及电源组成。 PLC 的基本结构如下图所示: 三、凯发游戏娱乐官网1、I/O 配置表 共需十二个数字输入点,一个数字输出点,七个模拟量输出点。 主机 CPU226 I0.0 Q0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I1.3 模块

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