基于机械手分选大小球的自动控制毕业论文

基于机械手分选大小球的自动控制毕业论文内容摘要：

第 15 页 共 40 页 图 2 方向信 号 DIR (2) FX 模块的工作原理 FX 是用于位置控制的智能单元。 它可以为步进电机驱动器或伺服电机驱动器 提供控制 脉冲，以控制运动部件的位置和速度。 a) 性能指标 l 每个单元可以控制一个轴。 l 输出控制脉冲 :8388607~+8388606。 l 脉冲速率 :1~99990 个 /s。 l 脉冲速率 的 变化 :控制系统可实现阶梯式自动加减速 ,加速度为每毫秒1~999 每秒脉冲。 l 原点搜索 :可监测原点或原点信号。 也可进行原点补偿 0~9999 个脉冲。 也可高速或接近现有速度搜索原点。 l 间隙补偿 :0~9999 个 脉冲。 l 手动操作 :可高速点动，低速点动和微动。 l 多点定位 :可一次定位 20 点，以 15 种速度变化。 b) 系统配置 图 5 为 FX 的结构框图。 位控单元有自己的微处理器和存储器，还有脉冲发生器和 I/O 接口。 位控单元既可以被 PC 主 CPU单元控制，也可以直接由控制台的外部输入信号控制。 一方面它通过总路线及接口电路与 PC相连，与主 CPU 频繁交换信息。 另一方面又通过 I/O 连接器接收外部开关量输入及输出脉冲。 位控单元根据 PC 发出的控制指令和接收到的 基于机械手分选大小球的自动控制 第 16 页 共 40 页 4 机械手流程图及 FX模块的数据区设置 启动后机械手的流程 (1) 首先进行机械手的伸缩、升降、转盘和抓手的重启动和原点搜索。 (2) 机械手的伸缩臂向前，同时转盘顺时针旋转，一直分别运行到 FX 模块0中设置的输出脉冲个数时停止。 (3) 机械手下降，一直到下降到 FX模块 0 中设置的输出脉冲个数时停止。 (4) 抓手电磁闸启动，抓 手抓紧，抓起货物 A。 (5) 机械手的升降进行原点搜索。 (6) 机械手的伸缩臂向后，同时转盘逆时针旋转，一直分别运行到 FX 模块1中设置的输出脉冲个数时停止。 (7) 机械手下降，一直到下降到 FX模块 1 中设置的输出脉冲个数时停止。 (8) 抓手电磁闸再次启动，抓手放松，货物 A 放下。 (9) 再次对机械手的升降进行原点搜索。 (10) 机械手的伸缩臂、转盘进行原点搜索，全部复位。 机械手分选装置及工作方式 机械手选选刚制大小球（见图 31），控制面板如图 33所示，图 31是 PLC 的外 部接线图。 输出继电器 Y4 为 ON 时刚球被电磁铁吸住，为 OFF 时释放。 毕业论文 第 17 页 共 40 页 图 31 工作方式的选择开关的 5个位置分别位于 5种工作方式之中，操作面板左下部的 6 个按钮是手动按钮，为了保证在紧急的情况下（包括 PLC 发生故障时）能可靠地切断 PLC 电源，设置交流接触器 KM见图 31，在 PLC 开始运行时按下负载电源按钮，是 KM线圈得电并自锁， KM 的主触点接通，给外部负载提供交流电源，出现紧急情况时用 “紧急停车”按钮断开负载电源，对于电磁铁吸盘这一类执行机构，在“紧急停车”时如果断开它的电源，它吸住的铁磁物体会掉下来，在某些情况下可能造成事故，是不允许这样处理的。 右行和左行是异步电动机控制的，在控制电动机的交流器 KM1 和 KM2的线圈回路中，使用了由它们的常闭触点组成的硬件互锁电路。 系统设有手动、单周期、单步、连续和回原点 5种工作方式，机械手在最上面、最左边且电磁铁线圈断电时，称为系统处于原点状态（或称为初始状态）。 在公用程序中，左线位开关 X上限位 X4 的常开触点和表示电磁线圈断电的 Y4的常闭点的串 联电路接通时，原点条件辅助继电器 M5变为 ON。 如果选择的是单周期工作方式，按下启动按钮 X16 后，从初始步 MO，机械手按顺序功能图的规定完成一个 周期的工作后，返回并停留在初始步。 如果选择连续工作方式，在初始状态下按下启动按钮后机械手反复连续工作，按下停止按钮并不马上停止工作，完成最后一个周期的工作后，系统才返回并停留在初始步。 在单步工作方式，从初始步开始，按下启动按钮，系统转换到下一步，完成该步的任务后，自动停止工作并停留在该步的位置，再按一下启动按钮，才往前走一步。 单步工作方式常用于系统的调试。 在单 周期、连续和单步工作方式之前，系统应处于原点状态，如果不满足这一条件，可选择回原点工作方式，然后按回原点启动按钮 X15，使系统自动返回原点状态。 在原点状态，顺序功能、图中的初始步 M0为 ON，为进入单周期、连续和单步工作方式做好准备 PLC L 火220V KMY升 Y0 PLC X1 左限 K1 键 X2 大右限 K2 键 X3 小右限 K3 键 X4 上限 K4 键 X5 下限 K5 键 X10 手动 X11 回原 X12 单步 X13 单周 X14 多周 选 K0 代 自 动 PLC X15 回启 P 1 键 X16 启 P 2 键 X17 预停 P3键 X20 手吸 P0代 X21 释 X22 手升 X23 降 X24 手右 X25 左 手 动 按 钮 N 零 COM2 (+)24V COM1 (+)24V KMΔ 降 Y1 KM 左行 Y3 KM 右行 Y2 YA 吸持 Y4 基于机械手分选大小球的自动控制 第 18 页 共 40 页 机械手大小球分选设备的控制要求 初始态要求机械手在原点位置（原点状态 ＝手臂位于左限位处 +右限位处 +手爪释放）各开关在关闭状态， M停转。 按下启动按钮，机械手动作，升降杆下件下降并要求机械手此时停留两秒，在机械手吸球和释放球后停留一秒后动作。 由 SITP 判断机械手的工作 方（当 S0=1 时切换到手动方式、当 S1=1 时切换到回原点方式、当 S2=1 时切换到自动方式），在由 SITL 利用 M8041 来实现单周、多周的运行。 当按下预停按钮后，一直要到一个周期完成才能停止，中途不能停止。 （要有手动、回原点、单步、单周、多周等 5种可选工作方式）。 图 32 X1 左限位 y2 右行→ y3 左行← X2 大球右限 X3 小球右限 X4 上限位 X5 下限位 y0 升↑ y1 降↓ 吸头 Y4 大球 小球 (吸抵小球时 )X5 动作 (吸抵大球时 )X5 不动作 吸 毕业论文 第 19 页 共 40 页 2． 操作面板 工作方式选择开关的 5 个位置分别位于 5 种方式，操作面板左下部的 6个按钮是手动按钮。 图 33 PLC 的外部接线图 图 34是 PLC 的外部接线图，输出继电器 Y4为 ON 时刚球被磁铁吸住，为OFF 时被释放，为了保证在紧急情况下（包括 PLC 发生故障时）能可靠的切断 PLC基于机械手分选大小球的自动控制 第 20 页 共 40 页 的负载电源，设置了交流接触器 KM 图 34 PLC 的工序图、梯形图、指令表 FX 系列 PLC 的状态初始化指令表 IST（ INITIAL STAATE）的功能指令编号为FNC60，它与 STL指令一起使用，专门用来设置具有多种工作方式的控制系统的初始状态和设置有关的特殊辅助继电器的状态，可以大大简化复杂的顺序控制程序的设计工作。 IST 指令只能使用一次，它应放在程序开始的地方，被它控制的STL 电路应放在它的后面。 IST 指令与程序的组成 PLC L 火220V KMY 升 Y0 PLC X1 左限 K1 键 X2 大右限 K2 键 X3 小右限 K3 键 X4 上限 K4 键 X5 下限 K5 键 X10 手动 X11 回原 X12 单步 X13 单周 X14 多周 选 K0 代 自 动 PLC X15 回启 P1 键 X1左限 K1键 X3 小右限 K3 键 X3 小右限 K3 键 X16 启 P2 键 X17 预停 P3 键 X20 手吸 P0 代 X21 释 X22 手升 X23 降 X24 手右 X25 左 手 动 按 钮 N 零 COM2 (+)24V COM1 (+)24V KMΔ 降 Y1 KM1 右行 Y2 KM2 左行 Y3 初始程序 手动程序 回原程序 S0=1 S1=1 自动程序 S2=1 5 种方式选择 X10～ X14 回原完成 M8043 其它 由 IST 判决 S0 手动 S1 回原 S2 自动 YA 吸持 Y4 毕业论文 第 21 页 共 40 页 图 35 （ SFC）图 ①自动程序 图 36 ②回原点程序 待命 S1 X15 回启 RET Y1 返上限 S10 X4 上限 返左限 S11 X1 左限 返释态 S12 (由 IST→选入 S1) Y0 降 升√ RST Y2 右行 左行√ RST Y4 释放 SETS2 S2mMmmMMM8043 回原点 完成√ RST S12 S12( ) Y3 步 10 →步 11 S10 X4切 SET S11 步 11 RST Y1 降 Y0 升√ 步 11 →步 12 S11 X1切 SET S12 步 12 RST Y2 右行 Y3 左行√ 步 12 → [0] S12 RST Y4 释放 SET S1 M8043 回原点完成√ RST S12 步 12( ) S1 SET S10 步 10 步 1 →步 10 X15切 ret 待命 S2 M8044 原点 降 2s S20 T0 M8041 启续 吸起 1s S21 T1 升 S22 X4 上限 右行 S23 X2 大右限 吸起 1s S24 T1 升 S25 X4 上限 右行 S26 X3 小右限 降 S27 X5 下限 释 1s S28 T2 升 S29 X4 上限 左行 S30 X1 左限 (由 IST→选入 S2) X5 大球 X5 小球 T0 T1 T1 T2 基于机械手分选大小球的自动控制 第 22 页 共 40 页 图 37 ③手动程序 图 38 机械手“梯形图”程序 —— 汇总 (初始化程序 ) 图 39 IST 指令中的 S20和 S30 用来指定在自动操作中的最低和最高的继电器的元件号 (M8044) [IST X10 S20 S30] 运行态 原点 IST→ S0 S1 S2 y4 释 X1左限 X4上限 M8000 指定 X10 开始 的 8 路输入 为预定功能 指定自动各步 的起、止号 初态 S0 SET Y4 Y0 吸 升 X20 手吸 X21 RST Y4 释 X22 X23 X24 X25 X4 上限 y1 互 Y1 降 X5 y0 互 Y2 右行 X3 y3 Y3 左行 X1 y2 SET Y4 Y0 吸 升 X20 手吸 X21 RST Y4 释 X22 X23 X24 X25 X4 上限 y1 互 Y1 降 X5 y0 互 Y2 右行 X3 y3 Y3 左行 X1 y2 S0 ret 毕业论文 第 23 页 共 40 页 (手动程序 ) 310图 手动程序如图 310手动操作时用 X20~X25对应的 6个按钮控制钢球的抓紧、放松，和升、降，左行和右行，手动程序用初始状态继电器 S0控制，因为手动程序、自动程序（不包括回原点程序）和原点程序都用 STL触点驱动，但这三个部分不回同时驱动。 (自动回原点程序 ) SET Y4 Y0 吸 升 X20 手吸 X21 RST Y4 释 X22 X23 X24 X25。