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

1、目錄1. 課程設(shè)計的任務(wù)及要求31.1課程設(shè)計的任務(wù)-31.2課程設(shè)計的基本要求2. 設(shè)計思路3. 程序設(shè)計- 53.1 PLC 選型 “53.2 端子分配圖“53.3順序功能圖“63.4 梯形圖-74. 程序模擬調(diào)試說明 “165. 結(jié)束語“176. 參考文獻(xiàn)-18、八 、，刖言工業(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)的長時間 作業(yè)，或是危險、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

2、制等技術(shù)，研制出有通用性的獨立的工業(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)入實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變時期，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)器人又在實踐 中邁進(jìn)一大步，先后研制出了點焊、弧焊

3、、裝配、噴漆、切割、搬運、包 裝碼垛等各種用途的工業(yè)機(jī)器人，并實施了一批機(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)展的一個重要瓶頸1. 課程設(shè)計的任務(wù)及要求1.1課程設(shè)計的任務(wù)根據(jù)要求，設(shè)計出一套pic控制系統(tǒng)，并且控制機(jī)器人實現(xiàn)搬運工件的目的，畫出端子分配圖、順序功能圖，設(shè)計并調(diào)試PLC控制梯形圖。1.2 課程設(shè)計的基本要求有A、B兩個3層儲物架存放工件，每層儲物架都有一個檢測傳感

4、器，兩個儲物架中間有搬運機(jī)器人，機(jī)器人可以實現(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)計思路根據(jù)任務(wù)要求，我畫出了題目示意圖，并且確定

5、了機(jī)器人有如下幾個動 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)。工件位雹傳感器斕層檢測件感器mA3 -、測傳感器nA3P層檢測傳感器rnAl ->工件fcEfe感器03B2Bl-B3層檢測侵感器B2E檢測傳感器町層檢測ft®*貨架A貨架B圖1 示意圖3. 程序設(shè)計3.1 PLC選型選擇PLC的機(jī)型，選擇時主要包括機(jī)型、容量、I/O模塊和電

6、源的選擇。這個機(jī)器人搬運控制系統(tǒng)有15個輸入，8個輸出，因此選擇CPU216比較好。PLC主機(jī)：選擇S7-200系列PLC作為機(jī)器人搬運控制系統(tǒng)的主機(jī)，型號為CPU216。a. 23個輸入/8個輸出共31個數(shù)字量I/O點b. 13KB的程序和數(shù)據(jù)存儲區(qū)空間。c. 6個100ms定時器，完全滿足本設(shè)計需要。3.2端子分配圖如圖2所示，為機(jī)器人搬運控制系統(tǒng)的端子分配圖曲至亞?送擇拜裝 妣廈輸利儘懸器 魁JS榆刻恬懇器 舫層松利儘感器 EL匡柚®傳恿器 竝層檢測侵磁器 曲層槍測傳感器 眩肛坪位舌傳昭器 機(jī)械手IE力傳感誥 機(jī)械手手皆縮回搐割儒懸器 頃恬眼偉開丟E竝工辭也舌貧磁藹機(jī)器人上升伸

7、手 手臂微晦 工件夾縈豐営鍛拾縮手 機(jī)羞人腕轉(zhuǎn)工件松耳10.010. 110 210.310.410. 510 610. 711.011. 1IL2II 311 411.511.6T1 712. 012. 112 212.312 412. 512.8gDQD. 1QO . 2:Q0 3qa 4Q0 5QCt sQD. 7機(jī)若代上升一伸豐手腎微曄一工泮夾囂手皆徵抬細(xì)手_機(jī)器人施援一 工件槍開圖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為活動步時輸出Q0

8、.3加緊工件，定時器開始定時1s , M0.5為活動步時輸出Q0.4機(jī)器人微抬手臂，M0.6為活動步時輸出Q0.5機(jī)器人縮手，M0.7為活動步時輸出Q0.6機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，M1.0為活動步時輸出Q0.1機(jī)器人伸手，M1.1動步時輸出Q0.2機(jī)器人微降,M1.2為活動步時輸出Q0.7機(jī)器人松開工件并且1S后轉(zhuǎn)回。3.4搬運控制系統(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5W.1MM MQ.QH I，)H1.3».=&uc.oh et-1. ork 2.13.4NeLwoit耗2I |_112MQ.31 11 11 10.3Q0.2T S )NtAJBrk 4MO E ID

9、.4 MO 7 MO GUQ.600.5I5)Ntetwork 8MOB11.4MIOMO 7T T HM07oo.eT 1q )Network 5N#tA4rk. 17Ml 710.5U21 US 011 HL h1NstAork 帖H2.0114ya.2H2.1T 11 1rX >MZ1QD.OT 1u >hlefj樟 ric 19M2.1U.SM2.2M2.2T1 qLFL >M22QO 1Tl>Hetrk 2DMZ2U.S底斗W 311L hQ0.3H11H )K=hvork ?'IN TON10- PT 100削rk 22M«twork23T

10、41IN TON(Oft2- LI J L2911.5M3 5 M3 <QO 1 C30H . GM3 0M3 5002T42IM10-PTmsMO .0IMS. 7H2.70B圖4搬運系統(tǒng)控制梯形圖機(jī)器人伸手，當(dāng)輸出時機(jī)器人縮手，輸出1s后返回原位。當(dāng)輸出Q0.0時，機(jī)器人上升，當(dāng)輸出為 Q0.1時,為Q0.3時夾緊工件，1S后手臂微抬，輸出 Q0.5Q0.6時機(jī)器人旋轉(zhuǎn)，輸出Q0.7時機(jī)器人松開工件，僦Menc 1 /兩丸杞EI1.TQ0.D-I I_c1h*etMQr< £120II 2<M5 QO 1N魚加0花312 .411.4QQ .lOf) 5Metr

11、ic 411111.34® 2NEhudrt f12 J 00 303 . <er*s?rk f05703N 亡 t#0lA ?126<M3<M7II1 x I( ?Mer*ork 612 £ I S 00 6圖5手動控制梯形圖按下11.7機(jī)器人上升，按下12.0機(jī)器人伸手，按下12.4機(jī)器人縮手，按下12.1機(jī)器人手臂微降，按下12.3機(jī)器人手臂微抬，按下I2.2工件夾緊，按下12.6工件松開，按下12.5機(jī)器人旋轉(zhuǎn)。4. 程序模擬調(diào)試說明雙擊桌面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，對程序進(jìn)行初步

12、編譯，提示沒有錯誤和警告后將程序?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, 讓我受益匪淺，特別是對PLC這個工業(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。平時我 們的學(xué)習(xí)都處于理論的學(xué)習(xí)狀態(tài)，沒有訓(xùn)練實際應(yīng)用的自行設(shè)計能力。通 過這次的課程設(shè)計，也知道自己掌握的知識還是不夠熟練和全面，在課程 設(shè)計時遇到許多麻煩，期間查閱了許多參考書，也培養(yǎng)了自己查找資料的 能力，加深了對知識的掌握。同時謝謝任老師的悉心指導(dǎo)，幫我解決了許 多課程設(shè)計中遇到的問題，使得課程設(shè)計得以順利完成，在這里表示衷心 感謝！6