凯发游戏娱乐官网基于PLC的机械手控制系统设计

原创 2020-06-07 08:50  阅读

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  学兔兔 务l 訇 化 基于PLC的机械手控制系统设计 ControIsystem designofmanipulatorbasedon PLC 关 明’,周希伦 ,马立静’,宋 蔚’ GUANMing,‘ZHOUXi.1un,MALi-jing,SONGWei’ (1.中国矿业大学 机电工程学院,徐州221008;2.中国矿业大学 信息与电气工程学院,徐州221008) 摘 要:本文主要介绍了一种基于PLC控制的气动机械手的工作原理及系统组成,并介绍了用西门子 $7-200与各元器件的连接。最后简单分析了整个系统的工作流程及模拟实验面板的介绍。 关键词:PLC;机械手;控制系统 中囝分类号:TP271 文献标识码:B 文章编号:1009—0134(2012)07(下)一0120-02 Doi:10.396~I/J.issn.1009-0134.2012.7(下).38 0 引言 象、执行机构、检测装置、模数 (D)转换器和 机械手是能够按照给定程序、轨迹与要求模 数模 (D/A)转换器、数字计算机系统 (包括硬件 仿人手的部分动作,实现 自动抓取、搬运或操作 和软件)。 的自动化装置,气动机械手则是用气动系统驱动 2.2 电气控制电路的设计 的机械手。应用机械手的意义在于可以提高生产 系统开始启动时,通过控制面板设定要控制 作业的自动化水平及产品质量,减轻操作者的劳 的气缸的初始位置 ,S7—200通过控制面板的输入 动强度 ,实现安全生产。尤其在高温、低温、粉 来获取相应初始值,S7—200对控制面板上的输入 尘、凯发游戏娱乐官网,易燃易爆、有毒气体及放射性等恶劣环境 中 量进行响应,然后进行输出并执行相应控制 。在 代替人进行正常工作,意义更为重大。因此,机 本设计 中的,被控对象是气压控制阀,通过控制 械手在热压、锻造、机械加工、饮料装箱 自动线 阀的动作再对执行元件 (气缸)的位置进行控制。 等各种 自动化作业领域 中获得了广泛应用。 为了达到控制的准确,因此在设计 中采用了闭环 1 系统组成及功能介绍 控制系统,光电编码器 (位置传感器)获取位置 量,并将获取的模拟值经过A/D转换后,再通过 机械手采用气动传动,由精度较高的气动元 总线的输入 口,进行反馈控制,从而 件组合而成,为直角坐标式机械手结构,实现 2 提高系统的精度。 个 自由度,由机身、水平臂、竖直臂、夹紧手组 成,可 以完成水平臂的伸缩、竖直臂的升降以及 3 模拟实验面板图 抓取等动作,可 以方便的通过滑 阀的中位机能调 图 1中的Yv1、YV2、YV3、YV4、YV5、HL 节合适的执行元件的位置,完成对物件的移动。 分别 接主机 的输 出点Qo.o、Qo.1、Qo.2、Qo.3、 机械臂用2个气缸控制,即横向移动气缸和纵向 QO.4、QO.5;SBl、SB2分 别 接 主 机 的输 入 点 移动气缸。其控制系统采用 目前控制领域应用 比 10.0、10.5;SQl、SQ2、SQ3、SQ4分别接主机的 较普遍、性能优越 的PLC,根据需要选用西 门子 输入点10.1、IO.2、IO.3、10.4。图 1中的启动、停 公司的S7-200型PLC作为控制系统的核心。 止用动断按钮来实现,限位开关用钮子开关来模 运动路线:升降臂下降——抓取工件——升 拟,电磁 阀的原位指示灯用发光二极管来模拟。 降臂上升——伸缩臂右移——升降臂下降——卸 表1 机械手PLC的I/OJ~.,Jal:分配表 载工件——升降臂上升——伸缩臂左移,完成一 IO.0 启动 Qo.0 下降 次物料的搬运。 10.1 下限 QO.1 夹紧 2 控制系统设计 I(】-2 上限 Qo.2 上升 IO-3 右限 Qo.3 右移 2.1控制系统的基本组成 IO_4 左限 QO.4 左移 一 个完整的计算机控制系统应该包括被控对 105‘ 停止 收稿日期:2011-11-27 作者简介:关明 (1988一),湖北荆州人,硕士研究生,研究方向为机械电子应用。 [1201 第34卷 第7期 2012—7(下) 学兔兔 、I 匐 出 的 “0”状态加载到M10.1,凯发游戏娱乐官网继 电器 Qo.o断开,这 机械手动作的模拟 时机械手停止下降,M10.1的 “1”状态加载到 M10.2,M20.0置 “1”,M20.0闭合 ,继电器 Q0.1 ● 喜i● (夹紧阀)接通,夹紧动作得到执行,这时定时器 启动,延时2秒使工作得到夹紧。 ◆ ◆ 当确认机械手在夹紧工件后,定时器的动合 ● ● 触点接通,这时移位信号产生 ,使M10-3处于 “1” 状态, “0”状态加载到M10.2,继电器 QO.2 (上升 ◆季}● 阀)接通,这时10.1是断开状态,上升动作得到执 行。由于是使用 S指令,线仍然是原状 n● ● 态,这时Q0.1依然是接通状态,同时机械手继续 夹紧工件。 M● L● 当机械手到达上限位时,上限位开关 10.2处 YV 1 于 “1”状态 (接通),这时移位信号产生,“0”状 ● 态加载到M10-3,Q0.2线圈断开,这时机械手停 SB1 止运动,这时移位信号产生,使M1O.4处于 “1” ● 状态,10-4断开,继电器Q0_3 (右移阀)接通,这 图1 模拟实验面板图 时右移动作执行。 当机械手达到右限位时,右 限 下降 夹紧 上升 右移 左移 位开关10-3处于 “1”状态 (接通), 这时移位信号产生,使M10.5处于 审+KM1中:中中中 “1”状态, 0“”状态加载到M10.4, 继电器 Q0.0再次接通,下降动作得 S7200 到执行。 1M l10.0 l10.5 10.1 10.2 I10.3 l10.4 I— — 当机械手再次到达下限位时, w 10.1接通 ,这时移位信号产生,使 M10.6处于 “1”状态,“0”状态加载 十EE 到M10.5,同时 Q0.0线 降动作停止,Reset指令使得M20.0 图2 PLCgb部接线线圈断开,机械手 松开工件 ;这时定时器启动,延时 1.7秒 ,定时器 4 工作过程分析 的动合触点接通,这时移位信号产生,使M10.7 当机械手位于初始位置时,上、左限位开关 处于 “1”状态 , “0”状态加载到M10.6,Q0.2再 均处于 “1”状态 (接通),移位寄存器数据接通, 次接通,10.1断开,机械手又执行上升动作,当运 让寄存器M10.0处于 “1”状态,这时Q0.5接通, 行到上限位时,10.2触点接通 ,使 M11.0处于 “1” 原位指示灯亮。 状态 , “0”状态加载到M10.7,线断开 , 按下启动按钮 SB1时,10.0处于 “1”状态, 这时机械手停止上升,线断开, 这时移位信号产生,M10.0的 “1”状态加载到 机械手执行左移运动。 M10.1,继电器Q0.0 (下降阀)接通,下降动作执 当机械手到达左限位时,10.4触点再次接通 , 行 ,这时因为上限位开关IO.2断开 ,M10.0处于 “0” 使Ml1.1处于 “1”状态,0“”状态加载到Ml1.0, 状态 (断开),原位指示灯灭。 同时移位寄存器复位,线断开,这时机械手 当机械手到达下限位时,下限位开关 10.1处 回到初始位置,并且因为 10.2、10.4均是接通状态, 于 “1”状态 (接通),这时移位信号产生,M10.0 【下转第142页】 第34卷 第7期 2o12-7(下) [121】 学兔兔

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