基于PLC的物料分揀機械手自動化控制系統(tǒng)設(shè)計【12張圖紙】【含PPT】【CAD圖紙和文檔終稿可編輯】
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基于PLC的物料分揀機械手 自動化控制系統(tǒng)設(shè)計,,目標(biāo)和意義,1、目標(biāo)： 本設(shè)計試圖開發(fā)的機械手由PLC控制，并借助相應(yīng)的傳感器，使其能對不同的物料按預(yù)先設(shè)定的程序進行分揀。 2、意義： 本設(shè)計擬完成的機械手可以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下工作，以保護人身安全。,國內(nèi)外現(xiàn)狀,我國的機械手發(fā)展趨勢主要是逐步擴大其應(yīng)用范圍；在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機械手。 國外機械手的發(fā)展趨勢是研制具有某種智能的機械手，使它具有一定的傳感能力，能根據(jù)外界條件的變化作出相應(yīng)的變更。,設(shè)計的基本思路,1、分析物料分揀機械手的設(shè)計要求。 2、根據(jù)機械手動作要求，綜合考慮各類型機械手的特點，畫出執(zhí)行機構(gòu)簡圖。 3、比較各驅(qū)動方式的特點，選擇機械手的驅(qū)動方式，并畫出驅(qū)動原理圖。 4、由機械手動作順序要求以及驅(qū)動方式的選擇，完成控制系統(tǒng)的設(shè)計。,設(shè)計的主要內(nèi)容,1、物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計。 2、物料分揀機械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計。 3、物料分揀機械手控制系統(tǒng)的設(shè)計。,,,,1、物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計,執(zhí)行系統(tǒng)是機械手賴以實現(xiàn)各種運動的實體。 執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計主要包括：機械手的手部、手臂和機座的設(shè)計。,,機械手執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計主要內(nèi)容,手部：選用真空式吸盤。 手臂：選用缸體固定活塞桿運動的雙作用單活塞桿氣缸 。 機座：選用落地固定式機座。 執(zhí)行機構(gòu)簡圖,,執(zhí)行機構(gòu)簡圖,動作順序：初始位置 → A右旋 → B前伸 → C下降 → D吸物料→ C上升 →B縮回 → A左旋 → C下降→D放物料 →C上升 →回初始位置 。 A.立柱 B.水平氣缸 C.垂直氣缸 D.吸盤,2、物料分揀機械手驅(qū)動系統(tǒng)的設(shè)計,機械手的驅(qū)動系統(tǒng)是驅(qū)動執(zhí)行機構(gòu)運動的傳動裝置。 本機械手選用氣壓驅(qū)動方式。 氣壓驅(qū)動具有價格低廉、結(jié)構(gòu)簡單、功率體積比高、無污染、抗干擾性強及控制自由度高等優(yōu)點。 氣動驅(qū)動原理圖,,氣動驅(qū)動原理圖,如當(dāng)機械手執(zhí)行水平前伸動作時： 進氣路線：空氣處理單元2→儲氣罐3→三位四通電磁換向 閥10左端→單向調(diào)速閥15→氣缸A的無桿腔。 排氣路線：氣缸A的有桿腔→單向調(diào)速閥16→三位四通電磁 換向閥10的排氣口→調(diào)速閥4→消聲器5→排出。,3、控制系統(tǒng)的設(shè)計,控制系統(tǒng)是機械手的指揮系統(tǒng)。它控制驅(qū)動系統(tǒng)使執(zhí)行系統(tǒng)按預(yù)定的要求和順序工作。 本機械手采用可編程控制器（PLC）進行控制。,1、傳感器的選擇 2、PLC型號的選擇 3、PLC的外部接線圖 4、PLC控制程序設(shè)計,,,,,控制系統(tǒng)設(shè)計內(nèi)容,傳感器的選擇,位移傳感器：選用意大利GEFRAN直線位移傳感器中的PZ3直線位移傳感器和德國ASM角位移傳感器中的AWS1系列角位移傳感器，檢測機械手精確位置。 視覺傳感器：選用RGB（紅綠藍）顏色傳感器，對不同的物體進行識別。 滑動傳感器：檢測物體與接觸面相對運動的大小和方向，判斷是否吸住物體以及應(yīng)用多大的吸力等。,,PLC型號的選擇,本設(shè)計實用PLC點數(shù)為：40點 其中輸入點數(shù)：28點 輸出點數(shù)：12點。考慮應(yīng)有一定的裕留點數(shù)。 本設(shè)計選用PLC型號：三菱FX2N-64MR-001；DC24V輸入，繼電器輸出；合計總點數(shù)64點：32點輸入，32點輸出。,,PLC的外部接線圖,如當(dāng)機械手執(zhí)行擺動氣缸右旋動作時。 PLC的輸入端X020接通輸入，輸出端Y001接通輸出，右旋按鈕SB8接通，擺動氣缸執(zhí)行右旋的命令。,PLC控制程序設(shè)計,PLC控制程序總框圖 操作面板示意圖 初始化及報警程序 手動程序 自動程序,,,,,,PLC控制程序總框圖,機械手設(shè)有手動和自動兩種工作方式，可通過轉(zhuǎn)換開關(guān)SA進行方式轉(zhuǎn)換。 系統(tǒng)設(shè)有故障報警功能，當(dāng)限位開關(guān)失靈，超限位開關(guān)工作時，系統(tǒng)報警，報警指示燈亮。,操作面板示意圖,操作面板的設(shè)計使機械手的操作更加方便。,初始化及報警程序,手動程序,如手動方式操作機械手前伸時，按下前伸按鈕SB9，PLC輸入端X021接通輸入，輸出端Y003接通輸出。,自動程序,自動程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 自動程序梯形圖,,,自動程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖,由自動程序狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可知機械手動作順序要求。 由狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖可生成自動程序梯形圖。 自動程序梯形圖,,自動程序梯形圖,總結(jié),機械手執(zhí)行系統(tǒng)：圓柱坐標(biāo)型、真空吸盤 機械手驅(qū)動系統(tǒng)：氣壓驅(qū)動 機械手控制系統(tǒng)：PLC控制 通過以上部分的設(shè)計，得出了經(jīng)濟、實用、高可靠性的物料分揀機械手，對其他經(jīng)濟型PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計也有一定的借鑒價值。但由于時間倉促，設(shè)計經(jīng)驗不足，依然有很多地方有待改進。,致謝,本論文能夠順利的完成，首先要向我的指導(dǎo)老師趙麗梅老師致以誠摯的謝意。 在此，還要感謝答辯小組的老師不辭辛苦，對我的設(shè)計進行最后的檢驗和指導(dǎo)，各位老師辛苦了！,
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