機(jī)電傳動控制課程設(shè)計(jì)倉儲機(jī)器人搬運(yùn)控制設(shè)計(jì)---牛豬羊

1、沈陽理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)專用紙 目錄1.課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求··························· 31.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)················&

2、#183;············ 31.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求························· 32. 設(shè)計(jì)思路········&

3、#183;····························· 4 3. 程序設(shè)計(jì)··················

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(xiàn)················

9、83;····················· 18 前言工業(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(yùn)或工藝操作。20世紀(jì)50年代末，美國在機(jī)械手和操作機(jī)的基礎(chǔ)上，采用伺服機(jī)構(gòu)和自動控制等技術(shù)，研制出有通

10、用性的獨(dú)立的工業(yè)用自動操作裝置，并將其稱為工業(yè)機(jī)器人；60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機(jī)器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應(yīng)用；1969年，美國通用汽車公司用21臺工業(yè)機(jī)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(dá)國家都很重視研制和應(yīng)用工業(yè)機(jī)器人。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系統(tǒng)的組成部分。從90年代初期起，我國的國民經(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

11、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，為我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。雖然中國的工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)在不斷的進(jìn)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(jī)器人很多核心技術(shù)，當(dāng)前我們尚未掌握，這是影響我國機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個(gè)重要瓶頸。1. 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)及要求1.1 課程設(shè)計(jì)的任務(wù)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、順序功能圖，設(shè)計(jì)并調(diào)試PLC控制梯形圖。1.2 課程設(shè)計(jì)的基本要求有A、B兩個(gè)3層儲物架存放工件，每層儲物架都有一個(gè)檢測傳感器，兩個(gè)儲物架中間有搬運(yùn)機(jī)器人，機(jī)器人可

12、以實(shí)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(jī)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(gè)選擇開關(guān)選擇方向，即A-B或者B-A，通過4位撥碼開關(guān)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(jī)器人的動作過程。選擇好后，按啟動按鈕，機(jī)器人開始工作。自己設(shè)定機(jī)器人的初始位置。 2. 設(shè)計(jì)思路 根據(jù)任務(wù)要求，我畫出了題目示意圖，并且確定了機(jī)器人有如下幾個(gè)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(jī)器人上升的位置，用工件位置傳感器來控制機(jī)器人手臂伸出位置，用機(jī)器人手臂縮回傳感器來檢測手臂縮回，用機(jī)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(guān)控制機(jī)器人旋轉(zhuǎn)。 圖1 示意圖 3. 程序設(shè)計(jì)3.1 PLC選型選擇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。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。PLC主機(jī)：選擇S7-200系列PLC作為機(jī)器人搬運(yùn)控制系統(tǒng)的主機(jī)，型號為CPU216。a. 23個(gè)輸入/8個(gè)輸出共31個(gè)數(shù)字量I/O點(diǎn)。 b. 13KB的程序和

14、數(shù)據(jù)存儲區(qū)空間。 c. 6個(gè)100ms定時(shí)器，完全滿足本設(shè)計(jì)需要。3.2 端子分配圖如圖2所示，為機(jī)器人搬運(yùn)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(jī)器人上升，M0.2步為活動步輸出Q0.2機(jī)器人微降，M0.4為活動步時(shí)輸出Q0.3加緊工件，定時(shí)器開始定時(shí)1s，M0.5為活動步時(shí)輸出Q0.4機(jī)器人微抬手臂，M0.6為活動步時(shí)輸出Q0.5機(jī)器人縮手，M0.7為活動步時(shí)輸出Q0.6機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，M1.0為活動步時(shí)輸出Q0.1機(jī)器人伸手，M1.1動步時(shí)輸出Q0.2機(jī)器人微降，M1.2為活動步

15、時(shí)輸出Q0.7機(jī)器人松開工件并且1S后轉(zhuǎn)回。3.4 搬運(yùn)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(yùn)系統(tǒng)控制梯形圖當(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Q0.6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。 圖5 手動控制梯形圖按下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)。4. 程序模擬調(diào)試說明 雙擊桌面V4

16、.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觥Ｊ褂肧7_200漢化仿真 V2.0對導(dǎo)出程序進(jìn)行仿真模擬。 按下啟動按鈕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)。 5. 結(jié)束語 本學(xué)期機(jī)械傳動控制基礎(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。在課程的最后進(jìn)行兩周的課程設(shè)計(jì)，讓我受益匪淺，特別是對PLC這個(gè)工業(yè)控制裝置有了比較深入的理解并學(xué)會了一下PLC的基本應(yīng)用和對一些簡單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。通過這次的課程設(shè)計(jì)，也知道自己掌握的知識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