機(jī)電傳動(dòng)控制課程設(shè)計(jì)---倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人搬運(yùn)控制設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求·························

2、83;· 3</p><p>　　課程設(shè)計(jì)的任務(wù)····························· 3<

3、;/p><p>　　課程設(shè)計(jì)的基本要求························· 3</p><p>　　2. 設(shè)計(jì)思路·&

4、#183;····································

5、; 4 </p><p>　　3. 程序設(shè)計(jì)······························

6、3;······· 5</p><p>　　3.1 PLC選型·······················

7、83;·········· 5 </p><p>　　3.2 端子分配圖····················

8、··········· 5</p><p>　　3.3 順序功能圖····················

9、;··········· 6</p><p>　　3.4 梯形圖····················

10、··············· 7</p><p>　　4. 程序模擬調(diào)試說(shuō)明···············&#

11、183;·············· 16</p><p>　　5. 結(jié)束語(yǔ)················&#

12、183;······················· 17</p><p>　　6. 參考文獻(xiàn)·······&

13、#183;······························ 18</p><p><b>　　

14、前言</b></p><p>　　工業(yè)機(jī)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(fù)的長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)，或是危險(xiǎn)、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(jī)械加工和簡(jiǎn)單裝配等工序上，以及在原子能工業(yè)等部門中，完成對(duì)人體有害物料的搬運(yùn)或工藝操作。</p><p>　　20世紀(jì)50年代末，美國(guó)在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動(dòng)控制等技術(shù)，研制

15、出有通用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動(dòng)操作裝置，并將其稱為工業(yè)機(jī)器人；60年代初，美國(guó)研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國(guó)通用汽車公司用21臺(tái)工業(yè)機(jī)器人組成了焊接轎車車身的自動(dòng)生產(chǎn)線。此后，各工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。</p><p>　　由于工業(yè)機(jī)器人具有一定的通用性和適應(yīng)性，能適應(yīng)多品種中、小批量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)字控制機(jī)床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造

16、系統(tǒng)的組成部分。</p><p>　　從90年代初期起，我國(guó)的國(guó)民經(jīng)濟(jì)進(jìn)入實(shí)現(xiàn)兩個(gè)根本轉(zhuǎn)變時(shí)期，掀起了新一輪的經(jīng)濟(jì)體制改革和技術(shù)進(jìn)步熱潮，我國(guó)的工業(yè)機(jī)器人又在實(shí)踐中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點(diǎn)焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運(yùn)、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實(shí)施了一批機(jī)器人應(yīng)用工程，形成了一批機(jī)器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　雖然中國(guó)的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)

17、在不斷的進(jìn)步中，但和國(guó)際同行相比，差距依舊明顯。從市場(chǎng)占有率來(lái)說(shuō)，更無(wú)法相提并論。工業(yè)機(jī)器人很多核心技術(shù)，當(dāng)前我們尚未掌握，這是影響我國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。</p><p>　　1. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求</p><p>　　1.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)</p><p>　　根據(jù)要求，設(shè)計(jì)出一套plc控制系統(tǒng)，并且控制機(jī)器人實(shí)現(xiàn)搬運(yùn)工件的目的，畫出端子分配圖

18、、順序功能圖，設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求</p><p>　　有A、B兩個(gè)3層儲(chǔ)物架存放工件，每層儲(chǔ)物架都有一個(gè)檢測(cè)傳感器，兩</p><p>　　個(gè)儲(chǔ)物架中間有搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)上升、下降、正轉(zhuǎn)180度、</p><p>　　反轉(zhuǎn)180度、手臂伸出、手臂縮回、手臂微抬、手臂微降等動(dòng)

19、作。機(jī)器人</p><p>　　可以把A儲(chǔ)物架的某層工件取出，放到B儲(chǔ)物架的某層，也可以把B儲(chǔ)物</p><p>　　架的某層工件取出，放到A儲(chǔ)物架的某層，例如A1--B3或者B2--A3，可</p><p>　　以通過(guò)一個(gè)選擇開關(guān)選擇方向，即A--B或者B--A，通過(guò)4位撥碼開關(guān)選</p><p>　　擇狀態(tài)，即1--1、1--2、1--3

20、、2--1、2--2、2--3、3--1、3--2、3--3，</p><p>　　根據(jù)方向選擇和狀態(tài)選擇，決定機(jī)器人的動(dòng)作過(guò)程。選擇好后，按啟動(dòng)按</p><p>　　鈕，機(jī)器人開始工作。自己設(shè)定機(jī)器人的初始位置。</p><p><b>　　2. 設(shè)計(jì)思路</b></p><p>　　根據(jù)任務(wù)要求，我畫出了題目示意

21、圖，并且確定了機(jī)器人有如下幾個(gè)動(dòng)作：上升、下降、伸手、縮手、夾緊工件、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(cè)傳感器來(lái)控制機(jī)器人上升的位置，用工件位置傳感器來(lái)控制機(jī)器人手臂伸出位置，用機(jī)器人手臂縮回傳感器來(lái)檢測(cè)手臂縮回，用機(jī)械手上壓力傳感器來(lái)控制夾緊或松開工件，用旋轉(zhuǎn)限位開關(guān)控制機(jī)器人旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　圖1 示意圖</b></p><

22、;p><b>　　3. 程序設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1 PLC選型</p><p>　　選擇PLC的機(jī)型，選擇時(shí)主要包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電源的選擇。</p><p>　　這個(gè)機(jī)器人搬運(yùn)控制系統(tǒng)有15個(gè)輸入，8個(gè)輸出，因此選擇CPU216比較好。</p><p>　　PLC主機(jī)：選擇S7-2

23、00系列PLC作為機(jī)器人搬運(yùn)控制系統(tǒng)的主機(jī)，型號(hào)為</p><p><b>　　CPU216。</b></p><p>　　a. 23個(gè)輸入/8個(gè)輸出共31個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。</p><p>　　b. 13KB的程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)空間。</p><p>　　c. 6個(gè)100ms定時(shí)器，完全滿足本設(shè)計(jì)需要。</p>

24、;<p>　　3.2 端子分配圖</p><p>　　如圖2所示，為機(jī)器人搬運(yùn)控制系統(tǒng)的端子分配圖</p><p>　　圖2 端子分配圖</p><p>　　3.3 順序功能圖</p><p>　　根據(jù)題目要求，畫出順序功能圖如圖3所示</p><p>　　圖3 順序功能圖</p>

25、;<p>　　按下啟動(dòng)按鈕，M1.0有效，輸出Q0.0機(jī)器人上升，M0.2步為活動(dòng)步輸出Q0.2機(jī)器人微降，M0..4為活動(dòng)步時(shí)輸出Q0.3加緊工件，定時(shí)器開始定時(shí)1s，M0.5為活動(dòng)步時(shí)輸出Q0.4機(jī)器人微抬手臂，M0.6為活動(dòng)步時(shí)輸出Q0.5機(jī)器人縮手，M0.7為活動(dòng)步時(shí)輸出Q0.6機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，M1.0為活動(dòng)步時(shí)輸出Q0.1機(jī)器人伸手，M1.1動(dòng)步時(shí)輸出Q0.2機(jī)器人微降，M1.2為活動(dòng)步時(shí)輸出Q0.7機(jī)器人松開工件并

26、且1S后轉(zhuǎn)回。</p><p>　　3.4 搬運(yùn)控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　根據(jù)順序功能圖，畫出該系統(tǒng)的梯形圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 搬運(yùn)系統(tǒng)控制梯形圖</p><p>　　當(dāng)輸出Q0.0時(shí)，機(jī)器人上升，當(dāng)輸出為Q0.1時(shí)，機(jī)器人伸手，當(dāng)輸出為Q0.3時(shí)夾緊工件，1S后手臂微抬，輸出Q0.5時(shí)機(jī)器人縮手，輸出Q0.

27、6時(shí)機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，輸出Q0.7時(shí)機(jī)器人松開工件，1s后返回原位。</p><p>　　圖5 手動(dòng)控制梯形圖</p><p>　　按下I1.7機(jī)器人上升，按下I2.0機(jī)器人伸手，按下I2.4機(jī)器人縮手，按下I2.1機(jī)器人手臂微降，按下I2.3機(jī)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(jī)器人旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　4. 程序模擬調(diào)試

28、說(shuō)明</p><p>　　雙擊桌面V4.0 STEP7 MicroWIN SP3圖標(biāo)進(jìn)入編程界面，編寫程序。編寫程序好了以后，對(duì)程序進(jìn)行初步編譯，提示沒有錯(cuò)誤和警告后將程序?qū)С?。使用S7_200漢化仿真 V2.0對(duì)導(dǎo)出程序進(jìn)行仿真模擬。</p><p>　　按下啟動(dòng)按鈕I0.0后斷開，機(jī)器人上升，按下選擇開關(guān)I0.4，I0.5或者I0.6后斷開，機(jī)器人伸手，按下I1，2機(jī)器人微降，然后按下

29、I1.3后，機(jī)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)。</p><p><b>　　5. 結(jié)束語(yǔ)</b></p><p>　　本學(xué)期《機(jī)械傳動(dòng)控制基礎(chǔ)》學(xué)習(xí)結(jié)束了，在老師的悉心教導(dǎo)下，學(xué)習(xí)這門課程收獲了許多工程應(yīng)用知識(shí)。在課程的最后進(jìn)行兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺，

30、特別是對(duì)PLC這個(gè)工業(yè)控制裝置有了比較深入的理解并學(xué)會(huì)了一下PLC的基本應(yīng)用和對(duì)一些簡(jiǎn)單PLC控制可以進(jìn)行設(shè)計(jì)。平時(shí)我們的學(xué)習(xí)都處于理論的學(xué)習(xí)狀態(tài)，沒有訓(xùn)練實(shí)際應(yīng)用的自行設(shè)計(jì)能力。通過(guò)這次的課程設(shè)計(jì)，也知道自己掌握的知識(shí)還是不夠熟練和全面，在課程設(shè)計(jì)時(shí)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，加深了對(duì)知識(shí)的掌握。同時(shí)謝謝任老師的悉心指導(dǎo)，幫我解決了許多課程設(shè)計(jì)中遇到的問題，使得課程設(shè)計(jì)得以順利完成，在這里表示衷心感

31、謝！</p><p><b>　　6. 參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]陳白寧，段智敏，劉文波.機(jī)電傳動(dòng)控制基礎(chǔ)[M].沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版</p><p><b>　　社，2008.</b></p><p>　　[2]陳白寧，任曉虹.機(jī)電傳動(dòng)控制實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書，沈陽(yáng)理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)&l

32、t;/p><p><b>　　院2007. </b></p><p>　　[3]鄭鳳翼，金沙.圖解西門子S7-200系列PLC應(yīng)用88例.電子工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2009.</b></p><p>　　[4]王阿根.西門子S7-200 PLC編程實(shí)例精解.電子工業(yè)出版社，2011