mps搬運(yùn)站控制

1、南通紡織職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）模擬生產(chǎn)系統(tǒng)搬運(yùn)站的設(shè)計(jì)陳 權(quán)班 級(jí) 09 機(jī)電三 專 業(yè) 機(jī)電一體化 教 學(xué) 系 機(jī) 電 系 指導(dǎo)老師 鮑 燕 偉 完成時(shí)間 2011 年10月16日至 2011年10月2日摘 要本論文所研究的內(nèi)容是模塊化加工系統(tǒng)搬運(yùn)站的工作過程，并基于可編程控制器的理解和分析，采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX2N系列可編程控制器對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。闡述了自動(dòng)生產(chǎn)線搬運(yùn)站的設(shè)計(jì)步驟，著重對(duì)搬運(yùn)機(jī)械手的動(dòng)作控制介紹。根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行編程，使用傳感器進(jìn)行位置控制。本設(shè)計(jì)共分為三部分，第一部分對(duì)模塊化加工生產(chǎn)線系統(tǒng)做了簡(jiǎn)要的介紹，結(jié)合自動(dòng)化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)的考察對(duì)本次設(shè)計(jì)做了簡(jiǎn)

2、要的分析和設(shè)想；第二部分對(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)搬運(yùn)站的軟件設(shè)計(jì)以及傳感器的介紹與應(yīng)用；第三部分介紹了機(jī)械手的氣動(dòng)控制系統(tǒng)以及整個(gè)搬運(yùn)站系統(tǒng)的PLC控制設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：搬運(yùn)機(jī)械手；PLC；傳感器；氣動(dòng)系統(tǒng)目 錄摘 要I1 前 言11.1 MPS模塊化加工系統(tǒng)簡(jiǎn)介11.2 MPS的基本組成21.3 MPS的基本功能32 搬運(yùn)站單元的控制硬件42.1 可編程控制器（PLC）42.1.1 PLC的概況及特點(diǎn)42.1.2 PLC結(jié)構(gòu)及基本配置52.1.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域52.2 傳感器52.2.1 傳感器的組成5電感式接近開關(guān)簡(jiǎn)介63 機(jī)械手73.1機(jī)械手的簡(jiǎn)介7機(jī)械手的概念7機(jī)械手的分類8機(jī)械手主要組成

3、83.1.4 機(jī)械手的特點(diǎn)93.2MPS系統(tǒng)中搬運(yùn)站的結(jié)構(gòu)功能9搬運(yùn)站組成9搬運(yùn)站氣動(dòng)回路圖103.3搬運(yùn)站單元的控制要求113.3.1 搬運(yùn)站動(dòng)作過程123.3.2 氣動(dòng)部件的選用133.4搬運(yùn)站單元的I/O分配表133.5搬運(yùn)站單元順序功能流程圖163.6搬運(yùn)站單元梯形圖18結(jié)束語(yǔ)22致 謝23參考文獻(xiàn)241 前 言1.1 MPS模塊化加工系統(tǒng)簡(jiǎn)介模塊化加工系統(tǒng)(MPS, Modular Production System)體現(xiàn)了機(jī)電一體化的技術(shù)實(shí)際應(yīng)用。MPS設(shè)備是一套開放式的設(shè)備，用戶可根據(jù)身產(chǎn)需要選擇設(shè)備組成單元的數(shù)量、類型，最少時(shí)一個(gè)單元亦可自成一個(gè)獨(dú)立的控制系統(tǒng)，而由多個(gè)單元組成

4、的生產(chǎn)系統(tǒng)可以體現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)線的控制特點(diǎn)。在由多個(gè)MPS工作單元組成的系統(tǒng)中，綜合應(yīng)用了多種技術(shù)知識(shí)，如氣動(dòng)控制技術(shù)、機(jī)械技術(shù)（機(jī)械傳動(dòng)、機(jī)械連接等）、電工電子技術(shù)、傳感應(yīng)用技術(shù)、PLC控制技術(shù)、組態(tài)控制技術(shù)、信息技術(shù)等。利用該系統(tǒng)可以模擬一個(gè)與實(shí)際生產(chǎn)情況十分接近的控制過程，使學(xué)員在一個(gè)非常接近于實(shí)際的教學(xué)設(shè)備環(huán)境，使學(xué)員在學(xué)習(xí)過程中很自然地就將理論應(yīng)用到了實(shí)際中，實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐的完美結(jié)合，從而縮短了理論教學(xué)與實(shí)際應(yīng)用之間的距離。MPS控制系統(tǒng)搬運(yùn)站簡(jiǎn)介：搬運(yùn)單元在系統(tǒng)中，可以從前一單元上提取工件并輸出到下一單元上的輸入工位。本設(shè)計(jì)是以MPS系統(tǒng)中搬運(yùn)站單元為研究，采用日本三菱公司生產(chǎn)的FX

5、2N系列可編程控制器對(duì)機(jī)械手進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制，根據(jù)機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行編程，使用傳感器進(jìn)行位置控制。1.2 MPS的基本組成 圖1-1 六站拼合在一起的實(shí)物照片多個(gè)單元組成的MPS系統(tǒng)可以較為真實(shí)地模擬出一個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)加工流水線的工作過程。其中，每個(gè)工作單元都可以自成一個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)，同時(shí)也都是一個(gè)機(jī)電一體化的系統(tǒng)。各個(gè)單元的執(zhí)行機(jī)構(gòu)主要是氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和電機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，這些執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置都可以通過安裝在其上面的傳感器的信號(hào)來判斷。在MPS設(shè)備上應(yīng)用多種類型的傳感器，分別用于判斷物體的運(yùn)動(dòng)位置、物體的通過狀態(tài)、物體的顏色、物體的材質(zhì)、物體的高度等。傳感器技術(shù)是機(jī)電一體化技術(shù)中的關(guān)鍵技術(shù)之一，是現(xiàn)代工作實(shí)

6、現(xiàn)高度自動(dòng)化的前提之一。在控制方面，MPS設(shè)備采用PLC進(jìn)行控制，用戶可根據(jù)需要原則不同廠家的PLC(例如三菱公司的FX2N系列PLC、西門子公司的S7-200系列PLC和S7-300系列PLC)。MPS設(shè)備的硬件結(jié)構(gòu)是相對(duì)固定的，但學(xué)員可以根據(jù)自己對(duì)設(shè)備的理解、對(duì)生產(chǎn)加工工藝的理解，編寫一定的生產(chǎn)工藝過程，然后再通過編寫PLC控制程序?qū)崿F(xiàn)該工藝過程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)MPS設(shè)備的控制。1.3 MPS的基本功能MPS設(shè)備給學(xué)員提供了一個(gè)開放式的學(xué)習(xí)環(huán)境，雖然各個(gè)組成單元的結(jié)構(gòu)已經(jīng)固定，但是，設(shè)備的各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)按照什么樣的動(dòng)作順序執(zhí)行、各個(gè)單元之間如何配合、最終使MPS模擬一個(gè)什么樣的生產(chǎn)加工控制過程、

7、MPS作為一條自動(dòng)生產(chǎn)流水線具有怎么樣的操作運(yùn)行模式等，可以根據(jù)自己的理解，運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)，設(shè)計(jì)出PLC控制程序，使MPS設(shè)備實(shí)現(xiàn)一個(gè)最符合實(shí)際的自動(dòng)控制過程。MPS系統(tǒng)中每個(gè)單元都具有最基本的功能，我們可在這些基本功能的基礎(chǔ)上進(jìn)行流程編排設(shè)計(jì)和發(fā)揮。基本描述： 聯(lián)網(wǎng)后的各站運(yùn)動(dòng)可能會(huì)相互影響，為使系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行，每一站與前后各站需要交換信息，而各站只有進(jìn)行正常工作程序后，才能相互通訊，交換信息。每一站要開始工作運(yùn)行，需前站給出信號(hào)，只有第一站（上料檢測(cè)站）是通過“開始”按鈕，啟動(dòng)工作的。這是因?yàn)榈谝徽緵]有上站了。1）、MPS系統(tǒng)的基本組成單元：l上料檢測(cè)站搬運(yùn)站（如圖1-2所示）l加工

8、站l安裝站l安裝搬運(yùn)站l分類站圖1-2 搬運(yùn)站單元2）、搬運(yùn)站單元功能簡(jiǎn)介：該單元是一個(gè)六個(gè)關(guān)節(jié)的機(jī)械手，它可以用來完成抓取動(dòng)作，將工件從上站搬至下一站。PLC 主機(jī)：三菱 FX2N 系列 擴(kuò)展模塊：485、PPI、MPI、Profibus網(wǎng)絡(luò)組成模塊：伸出及提升模塊、旋轉(zhuǎn)模塊、氣動(dòng)夾爪組件。2 搬運(yùn)站單元的控制硬件2.1 可編程控制器（PLC）2.1.1 PLC的概況及特點(diǎn)可編程序控制器（PLC）是現(xiàn)代工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域中的一門先進(jìn)控制技術(shù)，它已成為現(xiàn)代工業(yè)控制三大支柱（PLC、CAD/CAM、ROBOT）之一，其應(yīng)用深度和廣度已經(jīng)成為一個(gè)國(guó)家工業(yè)先進(jìn)水平的重要標(biāo)志之一。PLC具有可靠性、邏輯功

9、能強(qiáng)、體積小、可在線修改控制程序、遠(yuǎn)程通信聯(lián)網(wǎng)、易于與計(jì)算機(jī)接口、模擬量控制、高速計(jì)數(shù)及位控等一系列優(yōu)異性能。1）整體式（箱體式）整體式PLC的基本組成框圖如圖2-1所示。圖2-1 整體式PLC結(jié)構(gòu)圖圖2.1 整體式PLC的基本組成框圖一般而言，處理的I/O點(diǎn)數(shù)愈多，則控制關(guān)系愈復(fù)雜，用戶要求的程序存儲(chǔ)器容量愈加大、PLC指令及其他功能也愈加多、指令執(zhí)行的速度也愈加快。按PLC的I/O點(diǎn)數(shù)可將PLC分為以下三類：小型PLC、中型PLC、大型PLC。2)PLC的特點(diǎn)：抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高；編程方便；使用方便；維護(hù)方便；設(shè)計(jì)、施工調(diào)試周期短；易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化。2.1.2 PLC結(jié)構(gòu)及基本配置一

10、般講，PLC分為箱體式和模塊式兩種。但它們的組成是相同的，對(duì)箱體式PLC，有一塊CPU板、I/O板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，當(dāng)然按CPU性能分成若干型號(hào)，并按I/O點(diǎn)數(shù)又有若干規(guī)格。對(duì)模塊式PLC，有CPU模塊、I/O模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架。2.1.3 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域最初，PLC主要用于開關(guān)量的邏輯控制。隨著PLC技術(shù)的進(jìn)步，它的應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大，主要用于開關(guān)量控制；用于模擬量控制；用于數(shù)字量控制；用于數(shù)據(jù)采集；用于進(jìn)行監(jiān)控；用于聯(lián)網(wǎng)、通訊。事實(shí)上，PLC已廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)領(lǐng)域。從行業(yè)看，冶金、機(jī)械、化工、輕工、食品、建材等等，幾乎沒有不用到它的。不僅工業(yè)生產(chǎn)用它，一些非

11、工業(yè)過程，如樓宇自動(dòng)化、電梯控制也用到它。農(nóng)業(yè)的大棚環(huán)境參數(shù)調(diào)控，水利灌溉也用到它。PLC能有上述幾個(gè)范圍廣泛的應(yīng)用，是PLC自身特點(diǎn)決定的，也是PLC技術(shù)不斷完善的結(jié)果。2.2 傳感器 傳感器的組成人是靠視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺這些感覺器官來接受外界信息的，而一臺(tái)光機(jī)電一體化的自動(dòng)設(shè)備在運(yùn)行中也有大量的信息需要準(zhǔn)確地被“感受”，以使設(shè)備能按照設(shè)計(jì)要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，自動(dòng)化設(shè)備用于“感受”信息的裝置就是傳感器。傳感器是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的關(guān)鍵技術(shù)之一。傳感器是能感受規(guī)定的被測(cè)量并按照一定的規(guī)律將其轉(zhuǎn)換成可用輸出信號(hào)的器件或裝置。通常由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路及輔助電源部分組成。a、敏感元件，是

12、傳感器中能直接感受或響應(yīng)被測(cè)量的部分。b、轉(zhuǎn)換元件，是傳感器中將敏感元件感受或響應(yīng)的被測(cè)量轉(zhuǎn)換成適用于傳輸或測(cè)量的電信號(hào)的部分。c、轉(zhuǎn)換電路，是將轉(zhuǎn)換元件輸出的電參量轉(zhuǎn)換成電壓、電流或頻率量的電路。d、輔助電源，是用于提供傳感器正常工作能源的電源。傳感器的組成如圖2-2所示圖2-2 傳感器的組成電感式接近開關(guān)簡(jiǎn)介a、電感式接近開關(guān)的基本工作原理 電感式傳感器為信號(hào)發(fā)生器，它被用于在加工機(jī)械，機(jī)器人，生產(chǎn)線 以及傳送帶系統(tǒng)中檢測(cè)和功能相關(guān) 的動(dòng)作,并將檢測(cè)結(jié)果轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。它是以非接觸的方式工作的。當(dāng)有金屬物體接近規(guī)定的感應(yīng)距離時(shí)，傳感器會(huì)發(fā)出一個(gè)電信號(hào)。電感式接近開關(guān)就是利用電渦流效應(yīng)制造的傳

13、感器。（1）高頻振蕩型電感式接近開關(guān)它以高頻振蕩器（LC振蕩器）中的電感線圈作為檢測(cè)元件，利用被測(cè)金屬物體接近電感線圈時(shí)產(chǎn)生的渦流效應(yīng)，引起振蕩器振幅或頻率的變化，由傳感器的信號(hào)調(diào)理電路將該變化轉(zhuǎn)換成開關(guān)量輸出，從而達(dá)到檢測(cè)的目的。（2）差動(dòng)線圈型電感式接近開關(guān)它有兩個(gè)電感線圈，由其中一個(gè)電感線圈作為檢測(cè)線圈，另一個(gè)電感線圈作為比較線圈；由于被測(cè)金屬物體接近檢測(cè)線圈時(shí)會(huì)產(chǎn)生渦流效應(yīng)，從而引起檢測(cè)線圈中磁通的變化，檢測(cè)線圈的磁通與比較線圈的磁通進(jìn)行比較，然后利用比較后的磁通差，經(jīng)由傳感器的信號(hào)調(diào)理電路將該磁通差轉(zhuǎn)換成電的開關(guān)量輸出，從而達(dá)到檢測(cè)的目的。b、本文旋轉(zhuǎn)氣缸使用直流電感式接近開關(guān)接近開

14、關(guān)通用符號(hào)如圖2-3所示，電感式接近開關(guān)如圖2-4所示。圖2-3 接近開關(guān)通用符號(hào)圖2-4 電感式接近開關(guān)圖形符號(hào)c、電感式傳感器在自動(dòng)檢測(cè)中的應(yīng)用由于電感式傳感只能對(duì)金屬起作用，在自動(dòng)控制的應(yīng)用可以應(yīng)用在上例中進(jìn)行檢測(cè)白色的金屬或紅色的塑料，又可以應(yīng)用在流水生產(chǎn)線上檢測(cè)金屬工件是否到位。當(dāng)工件到位后自動(dòng)輸出一個(gè)開關(guān)量信號(hào)。用以控制計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)或下一個(gè)加工步驟等。d、其他直線氣缸使用磁感應(yīng)式接近開關(guān)當(dāng)有磁性物質(zhì)靠近時(shí)在磁場(chǎng)磁力線的作用下，管內(nèi)的兩個(gè)簧片被磁化而互相吸引接觸，使兩個(gè)引腳所接的電路連通。外磁力消失后，兩個(gè)簧片由于本身的彈性而分開，線路也就斷開，在實(shí)際運(yùn)用中，通常使用永久磁鐵在控制這兩

15、根金屬片的接通與否，所以又被稱為“磁感應(yīng)式接近開關(guān)”。3 機(jī)械手3.1機(jī)械手的簡(jiǎn)介3.1.1機(jī)械手的概念機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的動(dòng)作的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序軌跡及其他要求，實(shí)現(xiàn)抓取，搬運(yùn)工件或操作工具的自動(dòng)化裝置。在我國(guó)由于大多數(shù)工業(yè)機(jī)器人所執(zhí)行的工作為模擬人的手臂而工作，因而通常把工業(yè)機(jī)器人稱做操作機(jī)械手。機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩大類。專用機(jī)械手：它作為整機(jī)的附屬部分，動(dòng)作簡(jiǎn)單，工作對(duì)象單一，具有固定（有時(shí)可調(diào)）程序，使用大批量的自動(dòng)生產(chǎn)。如自動(dòng)生產(chǎn)線上的上料機(jī)械手，自動(dòng)換刀機(jī)械手，裝配焊接機(jī)械手等裝置。通用機(jī)械手：它是一種具有獨(dú)立的控制系統(tǒng)、程序可變、動(dòng)作靈活的機(jī)械手。它是

16、適用于可變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化生產(chǎn)。它的工作范圍大，定位精度高，通用性強(qiáng)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和搬運(yùn)。機(jī)械手延伸和擴(kuò)大了人的手足和大腦功能，它可替代人從事危險(xiǎn)、有害、有毒、低溫和高熱等惡劣環(huán)境中的工作；代替人完成繁重、單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金屬加工等工業(yè)。機(jī)械手與數(shù)控加工中心，自動(dòng)搬運(yùn)小車與自動(dòng)檢測(cè)系統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)（FMS）和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（CIMS），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械手的應(yīng)用領(lǐng)域

17、日益擴(kuò)大。機(jī)械手的分類a、按驅(qū)動(dòng)方式分：液壓式、氣動(dòng)式、機(jī)械式；b、按適用范圍分：專用機(jī)械手、通用機(jī)械手；c、按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式分：點(diǎn)位控制、連續(xù)軌跡控制；d、按臂部的運(yùn)動(dòng)形式分：直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式、關(guān)節(jié)式。3.1.3機(jī)械手主要組成機(jī)械手主要是由執(zhí)行系統(tǒng)，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，控制系統(tǒng)三大部分組成。a、執(zhí)行部分執(zhí)行系統(tǒng)是機(jī)械手的機(jī)械傳動(dòng)結(jié)構(gòu)部分。它包括手、手腕、手臂和機(jī)座等部件。b、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的動(dòng)力裝置。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)有液壓驅(qū)動(dòng)，氣壓驅(qū)動(dòng)，電力驅(qū)動(dòng)和機(jī)械驅(qū)動(dòng)等方式。c、控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)是支配執(zhí)行系統(tǒng)按規(guī)定程序動(dòng)作得到電氣控制裝置。控制系統(tǒng)所控制的因素包括執(zhí)行系統(tǒng)各部的動(dòng)作、動(dòng)作順序

18、、位置、時(shí)間、和速度等。 機(jī)械手的特點(diǎn)a、對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng)，能代替人從事危險(xiǎn)，有害的工作。在長(zhǎng)時(shí)間工作對(duì)人體有害的場(chǎng)所，機(jī)械手不受影響，只要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾徒Y(jié)構(gòu)，機(jī)械手就可以在異常高溫或低溫，異常壓力和有害氣體，粉塵，放射線作用下，以及沖壓，火等危險(xiǎn)環(huán)境中勝任工作。b、機(jī)械手能持久，耐勞，可以把人從繁重單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來，并擴(kuò)大和延伸人的功能。c、由于機(jī)械手的動(dòng)作準(zhǔn)確，因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量，同時(shí)又可以避免人為的操作錯(cuò)誤。d、機(jī)械手的特點(diǎn)是通過用工業(yè)機(jī)械手的通用性，靈活性好，能很好的適應(yīng)產(chǎn)品的不斷變化，以滿足柔性生產(chǎn)的需要。3.2MPS系統(tǒng)中搬運(yùn)站的結(jié)構(gòu)功能

19、搬運(yùn)站組成搬運(yùn)站單元主要由提取模塊、I/O接線端口等組成，如圖3-1所示。 擺臂氣缸 提取氣缸 轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸 氣動(dòng)夾爪圖3-1 機(jī)械手站結(jié)構(gòu)圖該單元主要為一氣動(dòng)機(jī)械手，此站完成提取工件、按要求將工件分流的過程。1）提取模塊該模塊主要由兩個(gè)直線氣缸（提取氣缸和擺臂氣缸）、一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸及手指氣動(dòng)夾爪組成。提取氣缸安裝在擺臂氣缸的氣缸桿的前端，垂直方向運(yùn)動(dòng)，以便于提取工件。該氣缸是一個(gè)桿不回轉(zhuǎn)型氣缸，其活塞桿為六邊形，這樣桿就不能隨便轉(zhuǎn)動(dòng)，便于氣爪夾取工件。擺臂氣缸構(gòu)成了氣動(dòng)機(jī)械手的“手臂”，可以實(shí)現(xiàn)水平方向上的伸出、縮回動(dòng)作。同時(shí)它還是一個(gè)雙聯(lián)氣缸（有的地方叫倍力缸），它擁有兩個(gè)壓力腔和兩個(gè)活塞桿，在

20、同等壓力下，雙聯(lián)氣缸的輸出力是一般氣缸的兩倍，所以有的地方亦叫它倍力缸。在氣缸的兩個(gè)極限位置上分別安裝有磁感應(yīng)式接近開關(guān)，用于判斷氣缸的動(dòng)作是否到位。轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸用于實(shí)現(xiàn)擺臂氣缸的轉(zhuǎn)動(dòng)，其轉(zhuǎn)動(dòng)角度為180°，在氣缸的兩個(gè)極限位置上分別安裝有阻尼缸（用于緩沖旋轉(zhuǎn)沖擊）和電感式接近開關(guān)（用于判斷氣缸旋轉(zhuǎn)是否到位）。氣動(dòng)夾爪則用于抓取工件。3.2.2搬運(yùn)站氣動(dòng)回路圖圖3-2 搬運(yùn)站氣動(dòng)回路圖1A為旋轉(zhuǎn)氣缸；1B1和1B2為電感式接近開關(guān)；2A為擺臂雙聯(lián)氣缸；2B1、2B2為磁感應(yīng)式接近開關(guān)；3A為氣動(dòng)夾爪；3B1為磁感應(yīng)式接近開關(guān)；4A為桿不回轉(zhuǎn)的提取氣缸；4B1、4B2為磁感應(yīng)式接近開關(guān)；1

21、Y1、1Y2為旋轉(zhuǎn)氣缸的電磁閥的兩個(gè)控制信號(hào)；2Y1、2Y2為控制擺臂氣缸的電磁閥的兩個(gè)電磁控制信號(hào)；3Y1、3Y2為控制氣動(dòng)夾爪開與閉的電磁閥的兩個(gè)電磁控制信號(hào)；4Y1為提取氣缸的電磁閥的電磁控制信號(hào)。在3-2圖中，本站開始工作時(shí)，進(jìn)行夾爪打開、橫臂縮回和轉(zhuǎn)上工位復(fù)位動(dòng)作，均靠氣缸復(fù)位來完成。等上站工作完成信號(hào)來后，首先使電磁閥線圈2Y2通電，使2號(hào)氣缸動(dòng)作，橫臂縮回。當(dāng)檢測(cè)開關(guān)2B2有信號(hào)輸出后，使控制4號(hào)氣缸的電磁閥線圈4Y1通電，實(shí)現(xiàn)夾爪下降動(dòng)作，準(zhǔn)備抓工件，下降到位后，4B2輸出，此時(shí)使3Y2通電，實(shí)現(xiàn)夾緊動(dòng)作，延時(shí)后，使4Y1斷電，夾爪上升，直到4B1有信號(hào)輸出，此時(shí)令2Y1通電，

22、橫臂縮回；縮回到位后，2B1輸出，使1Y2通電，橫臂實(shí)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)，使操作手到達(dá)下一工位。等下工位有工件后，使2Y2通電，橫臂伸出，到位后2B2輸出，使4Y1得電，4號(hào)汽缸活塞桿伸出，夾爪下降，到位后，使3Y1通電，夾爪釋放工件，完成后，使4Y1斷電，夾爪上升，到最高位后，使2Y1通電，橫臂縮回，到位后，2B2有信號(hào)輸出，使1Y1通電，橫臂轉(zhuǎn)上工位，完成本站工作。3.3搬運(yùn)站單元的控制要求當(dāng)設(shè)備接通電源與氣源、PLC運(yùn)行后，首先執(zhí)行復(fù)位動(dòng)作，旋轉(zhuǎn)氣缸驅(qū)動(dòng)的擺臂左轉(zhuǎn)到最左端，擺臂縮回到位，夾爪打開，提取氣缸上升到位。然后進(jìn)入工作運(yùn)行模式，按啟動(dòng)按鈕，操作手單元先擺臂氣缸后提取氣缸依次伸出，提取氣缸伸出

23、到達(dá)下端后夾爪夾取工件，夾緊工件后，再按照先提取氣缸后擺臂氣缸的順序依次縮回，然后擺臂氣缸擺到右端，等待工件送出信號(hào)。再次按下啟動(dòng)按鈕，工件送出，擺臂氣缸、提取氣缸依次伸出，然后放下工件，再按照逆過程返回到初始位置。 搬運(yùn)站動(dòng)作過程復(fù)位夾爪夾緊擺臂氣缸伸出擺臂氣缸縮回夾爪放工件提升氣缸伸出上站信息到提伸氣缸縮回?cái)[臂氣缸伸出橫臂伸出到位提升氣缸伸出提升氣缸伸出到位夾緊一秒后縮回到位縮回到位轉(zhuǎn)動(dòng)氣缸轉(zhuǎn)到下一工位轉(zhuǎn)位到位伸出到位夾爪下降到位返回圖3-3 搬運(yùn)站動(dòng)作流程圖 氣動(dòng)部件的選用元件名稱數(shù)量元件用途元件符號(hào)氣源1為氣動(dòng)回路提供動(dòng)力雙作用缸3執(zhí)行元件可調(diào)單向節(jié)流閥6調(diào)節(jié)氣回路中的流量大小氣動(dòng)三聯(lián)

24、件1過濾調(diào)壓換向閥4改變回路氣體的流向表3.1 搬運(yùn)單元?dú)鈩?dòng)部件的選用表3.4搬運(yùn)站單元的I/O分配表I/O類型PLC端子連接對(duì)象含 義輸入端子X01B11#回轉(zhuǎn)氣缸首端傳感器（轉(zhuǎn)向1#站）X11B21#回轉(zhuǎn)氣缸末端傳感器（轉(zhuǎn)向2#站）X22B12#上臂水平氣缸末端傳感器（氣缸桿縮回）X32B22#上臂水平氣缸首端傳感器（氣缸桿伸出）X43B1手爪傳感器X54B14#前臂垂直氣缸末端傳感器（氣缸桿縮回）X64B14#前臂垂直氣缸首端傳感器（氣缸桿伸出）輸出端子Y01Y11#氣缸對(duì)應(yīng)雙電控電磁閥Y11Y2Y22Y12#氣缸對(duì)應(yīng)雙電控電磁閥Y32Y2Y43Y13#氣缸對(duì)應(yīng)雙電控電磁閥Y53Y2Y6

25、4Y14#氣缸對(duì)應(yīng)雙電控電磁閥1)搬運(yùn)站I/O端口分配表3.2 搬運(yùn)站單元I/O端口分配說明表2)控制面板 各站都可通過一控制面板來控制PLC的控制程序使各站按要求進(jìn)行工作，一個(gè)控制面板上有5個(gè)按鈕開關(guān)，二個(gè)選擇開關(guān)和一個(gè)急停開關(guān)。各開關(guān)的控制功能定義為：帶燈按鈕，綠色 開始 X10 燈 Y10帶燈按鈕，黃色 復(fù)位 X11 燈 Y11按鈕，黃色 特殊功能按鈕 X12 兩位旋鈕，黑色 自動(dòng)/手動(dòng) X13兩位旋鈕，黑色 單站/聯(lián)網(wǎng) X14按鈕，紅色 停止 X15帶燈按鈕，綠色 上電 X16 燈 Y16急停按鈕，紅色 急停 X173）通訊信息各站可通過4根I/O線與前后各站進(jìn)行通信互相交換信息（向前

26、兩根通信線，一輸出一輸入：向后兩根通信線，一輸出一輸入）。4）各站聯(lián)網(wǎng)后操作過程：當(dāng)系統(tǒng)上電后，需先按下“上電”按鈕，這時(shí)復(fù)位燈和開始按鈕燈開始一起閃動(dòng)，如是第一次開機(jī)請(qǐng)將各站工件收到上料檢測(cè)站或安裝站中，而后由第一次開始依次按下“復(fù)位”按鈕待各站完全復(fù)位后，各站開始燈閃動(dòng)，再?gòu)牡诹鹃_始依次向前按下“按鈕”，系統(tǒng)可開始工作。當(dāng)任一站出現(xiàn)異常，按下該站“急?！卑粹o，該站立刻會(huì)停止運(yùn)行，當(dāng)排除故障后，按下“上電”按鈕，復(fù)位燈和開始燈同時(shí)閃動(dòng)，此時(shí)按下“開始”按鈕，該站可接著從剛才的斷點(diǎn)繼續(xù)運(yùn)行。如工作時(shí)突然斷電，來電后可先按“上電”按鈕，而后由第六站依次向前按下“開始”按鈕，系統(tǒng)就可以從剛才的斷點(diǎn)繼續(xù)向下運(yùn)行。當(dāng)然也可全部復(fù)位，系統(tǒng)重新開始運(yùn)行。3.5搬運(yùn)站單元順序功能流程圖圖3-4 搬運(yùn)站單元順序功能流程圖3.6搬運(yùn)站單元梯形圖圖3-5 搬運(yùn)站運(yùn)行梯形圖結(jié)束語(yǔ)這次畢業(yè)論文，對(duì)我來說很有意義，在寫論文的過程中我學(xué)到很多的關(guān)于機(jī)械手和PLC方面的知識(shí)，我以后會(huì)加強(qiáng)對(duì)它們的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。通過這一次設(shè)計(jì)，讓我對(duì)MPS系統(tǒng)以及機(jī)械手站單元的功能和在系統(tǒng)中