氣動(dòng)機(jī)械手(帶歐姆龍PLC控制程序)要點(diǎn)

目錄一、設(shè)計(jì)題目、工作原理和要求二、氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)三、繪制工作流程圖四、編寫PLC程序五、整理設(shè)計(jì)中過(guò)程中遇到的主要問(wèn)題和解決策略六、總結(jié)主要參考文獻(xiàn)一、設(shè)計(jì)題目、工作原理和要求1．設(shè)計(jì)題目：搬運(yùn)機(jī)械手機(jī)及控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2．工作原理：可編程控制器(PLC是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng),它將邏輯運(yùn)算、順序控制、時(shí)序、計(jì)數(shù)、算術(shù)運(yùn)算等控制程序,用指令形式存放在存儲(chǔ)器中,并通過(guò)數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出,控制各種機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程。與繼電器控制線路相比,PLC具有可靠性高、抗干擾能力強(qiáng);編程簡(jiǎn)單、使用方便;設(shè)計(jì)、安裝容易,維護(hù)工作量少;功能完善、通用性強(qiáng);體積小、能耗低等特點(diǎn)。因此,機(jī)械手控制系統(tǒng)越來(lái)越多的由可編程控制器(即PLC來(lái)實(shí)現(xiàn)。3．控制要求：該機(jī)械手主要有伸縮臂、升降臂、抓取工件、放料等功能,其動(dòng)作順序示意圖見(jiàn)圖1。機(jī)械手原點(diǎn)處于位置A點(diǎn)(初始位,把工件從A點(diǎn)搬到B點(diǎn)處加工。該機(jī)械手的工作方式為自動(dòng)循環(huán)周期,在系統(tǒng)上電后按下“啟動(dòng)”按鈕,機(jī)械手的動(dòng)作順序?yàn)?下降→夾緊→上升→伸臂→下降→放料→上升→縮臂(回到初始位循環(huán)進(jìn)行,當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)按下該站的“急?！卑粹o,機(jī)械手會(huì)立刻停止運(yùn)動(dòng)。停機(jī)二、電氣與氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)1．設(shè)計(jì)思想和方法氣動(dòng)實(shí)驗(yàn)裝置PLC型號(hào)為歐姆龍CPM1A_2A_2AH，主要工作參數(shù)為12個(gè)輸入和8個(gè)輸出點(diǎn)。另外根據(jù)材料形狀的不同，采用立式鉗口夾持方式，基本上就實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，把工人從惡劣的工作環(huán)境中解脫出來(lái)。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，注重了從環(huán)保及操作者的人身安全方面考慮，并可按用戶的要求作特殊的設(shè)計(jì)，而且考慮到成本上的經(jīng)濟(jì)性，本設(shè)計(jì)依據(jù)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件，從已有的汽缸、氣閥中選擇2個(gè)三位五通氣動(dòng)閥來(lái)控制上下和左右的運(yùn)動(dòng)，用一個(gè)單作用彈簧復(fù)位電磁氣動(dòng)閥控制鉗口的開(kāi)合。氣動(dòng)元件具體型號(hào)：2個(gè)MA20X100-S-CA汽缸、1個(gè)MSA20X75-S-CA彈簧復(fù)位汽缸、2個(gè)4VBOC-06三位五通電磁閥、1個(gè)3V110-06-NC兩位四通電磁閥、5個(gè)LJ12A3-4-Z1E常開(kāi)到位開(kāi)關(guān)解決的具體實(shí)際問(wèn)題：開(kāi)始隨便選了一個(gè)單作用彈簧復(fù)位電磁氣動(dòng)閥，但程序沒(méi)有開(kāi)始就會(huì)有抓取的動(dòng)作，后來(lái)檢查電磁閥，發(fā)現(xiàn)P口常開(kāi)且與氣泵相連，換了一個(gè)常閉的電磁閥問(wèn)題解決。2．氣動(dòng)系統(tǒng)控制原理圖3、結(jié)合氣動(dòng)系統(tǒng)和原理要求設(shè)計(jì)的系統(tǒng)工作流程圖4、PLC輸入輸出端口與換向閥和各信號(hào)檢測(cè)開(kāi)關(guān)的地址對(duì)照表I端O端名稱地址名稱地址啟動(dòng)0.00下降10.00下到位0.01上升10.01上到位0.02右行10.02右到位0.03左行10.03左到位0.04抓取10.04停止0.05運(yùn)行狀態(tài)1.01抓緊0.11下行輔助1.02手動(dòng)左行0.06手動(dòng)上升0.075、控制梯形圖編譯在線工作.傳送6、電氣接線圖（1）電氣接線圖I端O端名稱地址名稱地址啟動(dòng)0.00下降10.00下到位0.01上升10.01上到位0.02右行10.02右到位0.03左行10.03左到位0.04抓取10.04停止0.05運(yùn)行狀態(tài)1.01抓緊0.11下行輔助1.02手動(dòng)左行0.06手動(dòng)上升0.07（2）使用器件說(shuō)明手動(dòng)左行I6、手動(dòng)上升I7可以使系統(tǒng)回到零點(diǎn)，只有處于原點(diǎn)位置才能進(jìn)行啟動(dòng)，按下啟動(dòng)I0后，下降O10.00得電，下降到位I1觸動(dòng)后啟動(dòng)抓取O10.04，抓緊I11接通后啟動(dòng)上升O10.01，上升到位I2接通后啟動(dòng)右行O10.02，右到位后開(kāi)始下行O10.00,下到位后松開(kāi)2s，然后先上再左回到原點(diǎn)。設(shè)計(jì)關(guān)鍵：1、左面下降要抓取，右面下降要松開(kāi)，所以下到位就不夠用了，這時(shí)候可以加一個(gè)有沒(méi)有工件的邏輯，問(wèn)題就解決了。2、程序循環(huán)運(yùn)行是本控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，也是亮點(diǎn)，一般的話可以用定時(shí)器，或者本來(lái)就沒(méi)有循環(huán)，程序簡(jiǎn)單。本設(shè)計(jì)巧妙運(yùn)用了DIFD指令，使得程序完美實(shí)現(xiàn)了不停循環(huán)的效果。三、設(shè)計(jì)和接線調(diào)試中遇到的主要問(wèn)題和解決策略問(wèn)題1:以前編程序，靠檢測(cè)開(kāi)關(guān)一步步進(jìn)行就行了，我還把右面下到位的開(kāi)關(guān)改了，但氣動(dòng)基本只有兩個(gè)位置，其實(shí)下到位只有1個(gè)，怎么才能下來(lái)知道該抓還是放呢？經(jīng)過(guò)分析流程圖，發(fā)現(xiàn)抓緊可以做邏輯開(kāi)關(guān)。問(wèn)題2：自己在電腦上編寫的程序感覺(jué)邏輯沒(méi)有問(wèn)題，但程序就是不能運(yùn)行，經(jīng)排查發(fā)現(xiàn)自己設(shè)計(jì)僅考慮了過(guò)程，沒(méi)有想到系統(tǒng)初始狀態(tài)對(duì)程序的影響，這經(jīng)過(guò)不斷修正就能解決。問(wèn)題3：三菱的PLC編寫好程序后，連接PLC，傳輸程序后就可以直接啟動(dòng)了，但初次用歐姆龍不了解情況，干完了發(fā)現(xiàn)沒(méi)有動(dòng)靜，點(diǎn)什么都不動(dòng)，后來(lái)請(qǐng)教老師，發(fā)現(xiàn)是運(yùn)行狀態(tài)的問(wèn)題。問(wèn)題4：程序循環(huán)啟動(dòng)是設(shè)計(jì)的難點(diǎn)，因?yàn)樵c(diǎn)是程序的開(kāi)始，很不好改，比較簡(jiǎn)單的做法是加一個(gè)定時(shí)器，最后一步回原點(diǎn)開(kāi)始計(jì)時(shí)，但這個(gè)時(shí)間其實(shí)跟系統(tǒng)的壓強(qiáng)、溫度等因素有關(guān)，太長(zhǎng)影響效率，太短回發(fā)生抓取故障，解決的策略是找合適的指令或者開(kāi)關(guān)量，最后發(fā)現(xiàn)DIFD指令可以完美完成任務(wù)。四、設(shè)計(jì)總結(jié)；經(jīng)過(guò)這些天查閱資料、泡在實(shí)驗(yàn)室不斷的修改程序，最終的結(jié)果還是很令我欣慰的，這個(gè)過(guò)程我不僅學(xué)到了很多歐姆龍PLC的知識(shí)和操作，更重要的是，我可以運(yùn)用自己以前掌握的知識(shí)和技能來(lái)一步步完成整個(gè)的機(jī)電一體化設(shè)計(jì)，當(dāng)然過(guò)程是曲折的，從什么都不懂，到讀懂氣動(dòng)元件和氣動(dòng)流程圖，完成硬件接線到熟悉軟件，還是有很多值得回憶的地方，比如不知道PLC型號(hào)，結(jié)果編寫的程序不能傳；傳完程序結(jié)果怎么也不動(dòng)，老師指導(dǎo)說(shuō)沒(méi)有在運(yùn)行狀態(tài)；更可笑的是有一次什么都對(duì)了，但汽缸得電就是不動(dòng)作，我還以為是壞了呢，結(jié)果忘記開(kāi)總氣閘了；為了分開(kāi)下到位抓還是放，嘗試IL、JMP、KEEP各種指令，結(jié)果還是不行；程序不斷的出錯(cuò)，自己學(xué)到的東西也就多。機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)，將機(jī)電專業(yè)理論課程的相關(guān)內(nèi)容有機(jī)結(jié)合起來(lái)，使我受到完整的設(shè)計(jì)過(guò)程訓(xùn)練，使我對(duì)機(jī)械本體和電子、電氣控制的軟硬件的設(shè)計(jì)過(guò)程有全面的了解，使我掌握機(jī)電工程設(shè)計(jì)的基本方法，提高其分析問(wèn)題和解決實(shí)際工程問(wèn)題的能力，培養(yǎng)我的工程觀念，將整個(gè)課程內(nèi)容有機(jī)而系統(tǒng)地結(jié)合起來(lái)。工業(yè)機(jī)器人是一種典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，機(jī)器人技術(shù)是綜合了計(jì)算機(jī)、控制、機(jī)構(gòu)學(xué)、傳感技術(shù)等多學(xué)科而形成的高新技術(shù)，是當(dāng)代研究十分活躍，應(yīng)用日益廣泛的領(lǐng)域。本課程設(shè)計(jì)將以移動(dòng)工業(yè)機(jī)器人為研究對(duì)象，開(kāi)展機(jī)器人結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、制作和控制，初步掌握機(jī)械系統(tǒng)、環(huán)境識(shí)別系統(tǒng)和運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，訓(xùn)練如何查資料及圖表、數(shù)據(jù)處理、自動(dòng)控制以及創(chuàng)新能力，使我具備獨(dú)立設(shè)計(jì)機(jī)電一體化產(chǎn)品的能力，提高綜合應(yīng)用已有知識(shí)解決問(wèn)題的能力，更好地培養(yǎng)機(jī)電一體化專業(yè)我的專業(yè)技術(shù)能力和綜合素質(zhì)。這次機(jī)電一體化課程設(shè)計(jì)對(duì)我以后的畢業(yè)設(shè)計(jì)和工作有很大幫助，感謝老師給予的熱心幫助和悉心教導(dǎo)。參考文獻(xiàn)1．文繼華,劉建斌,朱月,紅梁萍.PLC在自動(dòng)給料系統(tǒng)中的應(yīng)用.科學(xué)技術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