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文檔簡介

1、沈陽理工大學課程設計專用紙 目錄1.課程設計的任務及要求··························· 31.1 課程設計的任務················&

2、#183;············ 31.2 課程設計的基本要求························· 32. 設計思路········&

3、#183;····························· 4 3. 程序設計··················

4、83;··················· 5 3.1 PLC選型····························

5、83;····· 5 3.2 端子分配圖······························· 5 3.3 順序功能圖·········

6、83;····················· 6 3.4 梯形圖···························

7、;········ 74. 程序模擬調(diào)試說明······························ 165. 結(jié)束語········&

8、#183;······························· 176. 參考文獻················

9、83;····················· 18 前言工業(yè)機器人在工業(yè)生產(chǎn)中能代替人做某些單調(diào)、頻繁和重復的長時間作業(yè),或是危險、惡劣環(huán)境下的作業(yè),例如在沖壓、壓力鑄造、熱處理、焊接、涂裝、塑料制品成形、機械加工和簡單裝配等工序上,以及在原子能工業(yè)等部門中,完成對人體有害物料的搬運或工藝操作。20世紀50年代末,美國在機械手和操作機的基礎上,采用伺服機構(gòu)和自動控制等技術,研制出有通

10、用性的獨立的工業(yè)用自動操作裝置,并將其稱為工業(yè)機器人;60年代初,美國研制成功兩種工業(yè)機器人,并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應用;1969年,美國通用汽車公司用21臺工業(yè)機器人組成了焊接轎車車身的自動生產(chǎn)線。此后,各工業(yè)發(fā)達國家都很重視研制和應用工業(yè)機器人。由于工業(yè)機器人具有一定的通用性和適應性,能適應多品種中、小批量的生產(chǎn),70年代起,常與數(shù)字控制機床結(jié)合在一起,成為柔性制造單元或柔性制造系統(tǒng)的組成部分。從90年代初期起,我國的國民經(jīng)濟進入實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變時期,掀起了新一輪的經(jīng)濟體制改革和技術進步熱潮,我國的工業(yè)機器人又在實踐中邁進一大步,先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等

11、各種用途的工業(yè)機器人,并實施了一批機器人應用工程,形成了一批機器人產(chǎn)業(yè)化基地,為我國機器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎。雖然中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進步中,但和國際同行相比,差距依舊明顯。從市場占有率來說,更無法相提并論。工業(yè)機器人很多核心技術,當前我們尚未掌握,這是影響我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。1. 課程設計的任務及要求1.1 課程設計的任務根據(jù)要求,設計出一套plc控制系統(tǒng),并且控制機器人實現(xiàn)搬運工件的目的,畫出端子分配圖、順序功能圖,設計并調(diào)試PLC控制梯形圖。1.2 課程設計的基本要求有A、B兩個3層儲物架存放工件,每層儲物架都有一個檢測傳感器,兩個儲物架中間有搬運機器人,機器人可

12、以實現(xiàn)上升、下降、正轉(zhuǎn)180度、反轉(zhuǎn)180度、手臂伸出、手臂縮回、手臂微抬、手臂微降等動作。機器人可以把A儲物架的某層工件取出,放到B儲物架的某層,也可以把B儲物架的某層工件取出,放到A儲物架的某層,例如A1-B3或者B2-A3,可以通過一個選擇開關選擇方向,即A-B或者B-A,通過4位撥碼開關選擇狀態(tài),即1-1、1-2、1-3、2-1、2-2、2-3、3-1、3-2、3-3,根據(jù)方向選擇和狀態(tài)選擇,決定機器人的動作過程。選擇好后,按啟動按鈕,機器人開始工作。自己設定機器人的初始位置。 2. 設計思路 根據(jù)任務要求,我畫出了題目示意圖,并且確定了機器人有如下幾個動作:上升、下降、伸手、縮手、夾

13、緊工件、松開工件、旋轉(zhuǎn)、手臂微降、手臂微抬。其中,我用貨架各層檢測傳感器來控制機器人上升的位置,用工件位置傳感器來控制機器人手臂伸出位置,用機器人手臂縮回傳感器來檢測手臂縮回,用機械手上壓力傳感器來控制夾緊或松開工件,用旋轉(zhuǎn)限位開關控制機器人旋轉(zhuǎn)。 圖1 示意圖 3. 程序設計3.1 PLC選型選擇PLC的機型,選擇時主要包括機型、容量、I/O模塊和電源的選擇。這個機器人搬運控制系統(tǒng)有15個輸入,8個輸出,因此選擇CPU216比較好。PLC主機:選擇S7-200系列PLC作為機器人搬運控制系統(tǒng)的主機,型號為CPU216。a. 23個輸入/8個輸出共31個數(shù)字量I/O點。 b. 13KB的程序和

14、數(shù)據(jù)存儲區(qū)空間。 c. 6個100ms定時器,完全滿足本設計需要。3.2 端子分配圖如圖2所示,為機器人搬運控制系統(tǒng)的端子分配圖 圖2 端子分配圖3.3 順序功能圖根據(jù)題目要求,畫出順序功能圖如圖3所示 圖3 順序功能圖按下啟動按鈕,M1.0有效,輸出Q0.0機器人上升,M0.2步為活動步輸出Q0.2機器人微降,M0.4為活動步時輸出Q0.3加緊工件,定時器開始定時1s,M0.5為活動步時輸出Q0.4機器人微抬手臂,M0.6為活動步時輸出Q0.5機器人縮手,M0.7為活動步時輸出Q0.6機器人旋轉(zhuǎn),M1.0為活動步時輸出Q0.1機器人伸手,M1.1動步時輸出Q0.2機器人微降,M1.2為活動步

15、時輸出Q0.7機器人松開工件并且1S后轉(zhuǎn)回。3.4 搬運控制系統(tǒng)梯形圖根據(jù)順序功能圖,畫出該系統(tǒng)的梯形圖如圖4所示。 圖4 搬運系統(tǒng)控制梯形圖當輸出Q0.0時,機器人上升,當輸出為Q0.1時,機器人伸手,當輸出為Q0.3時夾緊工件,1S后手臂微抬,輸出Q0.5時機器人縮手,輸出Q0.6時機器人旋轉(zhuǎn),輸出Q0.7時機器人松開工件,1s后返回原位。 圖5 手動控制梯形圖按下I1.7機器人上升,按下I2.0機器人伸手,按下I2.4機器人縮手,按下I2.1機器人手臂微降,按下I2.3機器人手臂微抬,按下I2.2工件夾緊,按下I2.6工件松開,按下I2.5機器人旋轉(zhuǎn)。4. 程序模擬調(diào)試說明 雙擊桌面V4

16、.0 STEP7 MicroWIN SP3圖標進入編程界面,編寫程序。編寫程序好了以后,對程序進行初步編譯,提示沒有錯誤和警告后將程序?qū)С觥J褂肧7_200漢化仿真 V2.0對導出程序進行仿真模擬。 按下啟動按鈕I0.0后斷開,機器人上升,按下選擇開關I0.4,I0.5或者I0.6后斷開,機器人伸手,按下I1,2機器人微降,然后按下I1.3后,機器人夾緊工件并且1s后微抬,按下I0.4縮手,按下I1.4后旋轉(zhuǎn),按下I1.5后伸手,按下I1.6后微降,按下I1.3后松開工件并且1s后旋轉(zhuǎn)。 5. 結(jié)束語 本學期機械傳動控制基礎學習結(jié)束了,在老師的悉心教導下,學習這門課程收獲了許多工程應用知識。在課程的最后進行兩周的課程設計,讓我受益匪淺,特別是對PLC這個工業(yè)控制裝置有了比較深入的理解并學會了一下PLC的基本應用和對一些簡單PLC控制可以進行設計。平時我們的學習都處于理論的學習狀態(tài),沒有訓練實際應用的自行設計能力。通過這次的課程設計,也知道自己掌握的知識還是不夠熟練和全面,在課程設計時遇到許多麻煩,期間查閱了許多參考書,也培養(yǎng)了自己查找資料的能力,加深了

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