氣壓傳動(dòng)兩維機(jī)械手設(shè)計(jì)

1、目錄一、 前沿2二、 設(shè)計(jì)任務(wù) 21.1設(shè)計(jì)任務(wù)介紹及意義 21.2設(shè)計(jì)任務(wù)明細(xì) 3三、 總體方案計(jì) 3四、機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì) 53.1縱向氣缸的設(shè)計(jì) 63.2橫行氣缸的設(shè)計(jì) 8五、控制系統(tǒng)組成 10六、控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 13七、設(shè)計(jì)小結(jié) 21八、參考文獻(xiàn) 22基于PLC的氣動(dòng)兩維機(jī)械手一、前言 氣動(dòng)技術(shù)是實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的重要手段。氣壓傳動(dòng)的介質(zhì)來(lái)自于空氣，環(huán)境污染小，工程容易實(shí)現(xiàn)，所以其言傳動(dòng)四一種易于推廣普及的實(shí)現(xiàn)工業(yè)自動(dòng)化的應(yīng)用技術(shù)。氣動(dòng)技術(shù)在機(jī)械、化工、電子、電氣、紡織、食品、包裝、印刷、輕工、汽車等各個(gè)制造行業(yè)，尤其在各種自動(dòng)化生產(chǎn)裝備和生產(chǎn)線中得到了廣泛的應(yīng)用，極大地提高了制造業(yè)的生產(chǎn)

2、效率和產(chǎn)品質(zhì)量。氣動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，引起了世界各國(guó)產(chǎn)業(yè)界的普遍重視，氣動(dòng)行業(yè)已成為工業(yè)國(guó)家發(fā)展速度最快的行業(yè)之一。 可編程控制技器（PLC）是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通信技術(shù)發(fā)展起來(lái)的一種新型、通用的自動(dòng)控制裝置，他具有機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于編程、性能優(yōu)越、可靠性高、靈活通用和使用方便等一系列優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)控制中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。二、設(shè)計(jì)目的和任務(wù)通過(guò)課程設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí)的能力，提高分析和解決問(wèn)題能的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，專業(yè)課程設(shè)計(jì)是建立在專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)方向課的基礎(chǔ)的，是學(xué)生根據(jù)所學(xué)課程進(jìn)行的工程基本訓(xùn)練，課程設(shè)計(jì)的目的在于：1：培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)

3、的基礎(chǔ)理論和專業(yè)知識(shí)，獨(dú)立進(jìn)行機(jī)電控制系統(tǒng)（產(chǎn)品）的初步設(shè)計(jì)工作，并結(jié)合設(shè)計(jì)或試驗(yàn)研究課題進(jìn)一步鞏固和擴(kuò)大知 識(shí)領(lǐng)域。 2：培養(yǎng)學(xué)生搜集、閱讀和綜合分析參考資料，運(yùn)用各種標(biāo)準(zhǔn)和工具書(shū)籍以及編寫(xiě)技術(shù)文件的能力，提高計(jì)算、繪圖等基本技能。3：培養(yǎng)學(xué)生掌握機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般程序方法，進(jìn)行工程師基本素質(zhì)的訓(xùn)練。4：樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想及嚴(yán)肅認(rèn)真的工作作風(fēng)。1：該機(jī)械手的功能是：將貨物自動(dòng)放到坐標(biāo)位置（300，300）處，并延時(shí)1分鐘等待卸貨，然后返回原點(diǎn)位置，延時(shí)1分鐘等待裝貨。2：任務(wù)要求：執(zhí)行元件：氣動(dòng)氣缸運(yùn)動(dòng)方式：直角坐標(biāo)主要參數(shù)：氣缸工作行程400、300 mm運(yùn)動(dòng)負(fù)載質(zhì)量100 Kg移動(dòng)速度控

4、制3m/min3：具體步驟如下：（1）先根據(jù)參考資料，確定合適的設(shè)計(jì)方案。（2）.通過(guò)計(jì)算、分析設(shè)計(jì)執(zhí)行元件的參數(shù)：氣缸的內(nèi)徑、壁厚，活塞桿的直徑，耗氣量的計(jì)算，驗(yàn)算設(shè)計(jì)結(jié)果，導(dǎo)向裝置的設(shè)計(jì)，驅(qū)動(dòng)元件的選擇，管路設(shè)計(jì)，底座的設(shè)計(jì)（3）.根據(jù)動(dòng)力和總體參數(shù)的選擇和計(jì)算，進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，完成機(jī)械系統(tǒng)的主要部件圖。（4）.應(yīng)用啟動(dòng)原理圖，設(shè)計(jì)控制電路，編寫(xiě)控制程序，繪制電氣控制電路原理圖。二.總體方案設(shè)計(jì) 機(jī)械手示意圖1 機(jī)械手示意圖2機(jī)械手示意圖3124右移左移5物料下降上升31. 左右移動(dòng)氣缸2.升降氣缸3.導(dǎo)軌4.支架5.底座 氣動(dòng)機(jī)械手示意 圖4參閱各種氣壓設(shè)計(jì)書(shū)籍和論文，找到了如機(jī)械手示意圖

5、1、2、3中的機(jī)械設(shè)計(jì)方案，對(duì)照示意圖1和示意圖2，二者實(shí)際是同一方案，只是在機(jī)械抓的表示上不同，且這兩個(gè)方案中有一個(gè)回轉(zhuǎn)缸，這我設(shè)計(jì)的任務(wù)中并沒(méi)有這個(gè)要求。在示意圖3中，其基本原理與示意圖1、2并沒(méi)什么區(qū)別，只是圖三中機(jī)械抓采用了真空吸盤。參考以上設(shè)計(jì)方案，對(duì)照設(shè)計(jì)任務(wù)要求，并通過(guò)對(duì)以前學(xué)習(xí)過(guò)的課程進(jìn)行綜合考慮，發(fā)現(xiàn)該機(jī)械手的動(dòng)作過(guò)程類似于我們?cè)谖锪髯詣?dòng)化課程上學(xué)習(xí)過(guò)的巷道式輸送機(jī)，所以可以依照巷道輸送機(jī)的結(jié)構(gòu)布局進(jìn)行該機(jī)械手系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)出的氣動(dòng)機(jī)械手的示意圖（如圖一所示），對(duì)于我的方案中的機(jī)械抓，我決定采用像叉車中的貨叉作為本方案中的機(jī)械抓,這個(gè)設(shè)計(jì)方案的好處是避免了氣缸承受較大的側(cè)向

6、負(fù)載。機(jī)械手的自由度為 2個(gè)，因此用2個(gè)氣缸控制，即橫向移動(dòng)氣缸和縱向移動(dòng) 氣缸，采用氣動(dòng)設(shè)計(jì)、控制容易，其運(yùn)動(dòng)行程由傳感器控制，動(dòng)作過(guò)程由 PLC控制系統(tǒng)控制 。由于該系統(tǒng)要求該氣動(dòng)機(jī)械手的動(dòng)作邏輯順序?yàn)椋?升降氣缸2下降裝載物料升降氣缸2上升左右移動(dòng)氣缸1右移卸載物料左右移動(dòng)氣缸1左移，完成一次物料的搬運(yùn)三.機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)本方案的機(jī)械設(shè)計(jì)中重在氣缸的設(shè)計(jì)，氣缸1的作用是實(shí)現(xiàn)物料的橫向移動(dòng)，氣缸2的作用是實(shí)現(xiàn)物料縱向的提升及物品的釋放。對(duì)氣缸結(jié)構(gòu)的要求一是重量盡量輕，以達(dá)到動(dòng)作靈活、運(yùn)動(dòng)速度高、節(jié)約材料和動(dòng)力，同時(shí)減少運(yùn)動(dòng)的沖擊，二是要有足夠的剛度以保證運(yùn)動(dòng)精度和定位精度 氣缸的設(shè)計(jì)流程圖如圖

7、5所示 圖5 氣缸設(shè)計(jì)流程圖氣缸按供油方向分，可分為單作用缸和雙作用缸。單作用缸只是往缸的一側(cè)輸入高壓油，靠其它外力使活塞反向回程。雙作用缸則分別向缸的兩側(cè)輸入壓力油，活塞的正反向運(yùn)動(dòng)均靠液壓力完成。由于單作用液壓缸僅向單向運(yùn)動(dòng)，有外力使活塞反向運(yùn)動(dòng)，而雙作用單活塞氣缸在壓縮空氣的驅(qū)動(dòng)下可以像兩個(gè)方向運(yùn)動(dòng)但兩個(gè)方向的輸出力不同，所以該方案采用雙作用單活塞缸。由設(shè)計(jì)任務(wù)可以知道，要驅(qū)動(dòng)的負(fù)載大小位100Kg，考慮到氣缸未加載時(shí)實(shí)際所能輸出的里，受氣缸活塞和缸筒之間的摩擦、活塞桿與前氣缸之間的摩擦力的影響。在研究氣缸性能和確定氣缸缸徑時(shí)，常用到負(fù)載率=（氣缸的實(shí)際負(fù)載F/氣缸的理論輸出力F0）X%

8、.由液壓與氣壓傳動(dòng)P221表10-1知，=0.45，所以實(shí)際液壓缸的負(fù)載大小為：F理=F實(shí)/縱向氣缸的校核:（1） 氣缸內(nèi)徑D=1.27F0p = 1.27F實(shí)p =1.274900.45×0.5×106 =59.3 mm按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=63 mm（2） 活塞桿直徑的確定：由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=20 mm（3） 缸筒長(zhǎng)度的確定：缸筒長(zhǎng)度S=L+BL為活塞行程；B為活塞厚度活塞厚度B=(0.61.0)D= 0.7×63=44.1mm由于氣缸的行程L=400mm ,所以S=L+B=444.1 mm導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A:由于

9、D<80mm 所以A=(0.61.0)D=0.7×63=44.1mm最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H40020 +632 =51.5 mm活塞桿的長(zhǎng)度l=L+B+A+40=444.1+44.1+40=528 mm (4) 氣缸筒的壁厚的確定: =P.D2 + C 式中 -氣缸材料的許用拉應(yīng)力=bn n為安全系數(shù) 取值在68 b 缸材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) C 考慮到剛度、加工制造的裕度。 我們的缸體的材料選擇45鋼，b=600 MPa， =6008=75 MPa =P.D2 + C= 0.5632×75 + C =0.21 + C 按照表4-3，氣缸筒的壁厚推薦表取 = 7 mm（4）

10、氣缸耗氣量的計(jì)算：Q = D24ts = D2V4v P+PaPa = =1.24×10-3m3/s（5） 氣缸進(jìn)排氣口直徑d0 d0 = 4QV = 4×1.24×10-3×20 = 8.885 mm 所以取氣缸排氣口直徑為10 mm Q工作壓力下輸入氣缸的空氣流量（m3s） V空氣流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度，可取v=1025（ms）（6） 活塞桿的校核：由于所選活塞桿的長(zhǎng)度L>10d，所以不但要校核強(qiáng)度校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核?；钊麠U材料選擇 45鋼強(qiáng)度校核：d 4F =4×490 = 9.12mm ,所以強(qiáng)度滿足要求穩(wěn)定性校核:活塞可承受的

11、最大外載荷Pmax可按下式計(jì)算:Pmaxm2Ed2A16L3n = 142×302d24×210×10916×5313×3=3.6×104 N (滿足) 所以活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均滿足.橫向氣缸的校核:由于橫行氣缸的工作載荷主要是縱向氣缸和物料對(duì)導(dǎo)向裝置的摩擦力,估算縱向氣缸的重量m缸=7.9×103×D××s=5.8 Kg 活塞桿的重量m桿 = 7.9×103×d2×l=5.24 Kg 活塞及缸蓋重量m其它=5 Kg 所以橫行氣缸的總載荷為:F總=(5.8+15.

12、24+5+50)×9.8 =98N（1） 氣缸內(nèi)徑D=1.27F0p = 1.27F實(shí)p =1.27980.45×0.5×106 =26.5 mm按照GB/T2348-1993標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行圓整，取D=32 mm（2） 活塞桿直徑的確定：由d=0.3D 估取活塞桿直徑 d=10 mm（3） 缸筒長(zhǎng)度的確定：缸筒長(zhǎng)度S=L+BL為活塞行程；B為活塞厚度活塞厚度B=(0.61.0)D= 0.7×32=22.4mm由于氣缸的行程L=300mm ,所以S=L+B=322.4 mm導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A:由于D<80mm 所以A=(0.61.0)D=0.7×

13、32=22.4mm最小導(dǎo)向長(zhǎng)度HL20 +D2 = 36mm活塞桿的長(zhǎng)度l=L+B+A+30=322.4+22.4+30=375 mm (4) 氣缸筒的壁厚的確定: =P.D2 + C 式中 -氣缸材料的許用拉應(yīng)力=bn n為安全系數(shù) 取值在68 b 缸材料的抗拉強(qiáng)度(Pa) C 考慮到剛度、加工制造的裕度。 我們的缸體的材料選擇45鋼，b=600 MPa， =6008=75 MPa =P.D2 + C= 0.5×322×75 + C =0.11 + C 按照表4-3，氣缸筒的壁厚推薦表取 = 5 mm（4） 氣缸耗氣量的計(jì)算：Q = D24ts = D2V4v P+PaP

14、a = =5.1×10-4m3/s（5） 氣缸進(jìn)排氣口直徑d0 d0 = 4QV = 4×5.1×10-4×20 = 5.7 mm 所以取氣缸排氣口直徑為8 mm Q工作壓力下輸入氣缸的空氣流量（m3s） V空氣流經(jīng)進(jìn)排氣口的速度，可取v=1025（ms）（6） 活塞桿的校核：由于所選活塞桿的長(zhǎng)度L>10d，所以不但要校核強(qiáng)度校核，還要進(jìn)行穩(wěn)定性校核。活塞桿材料選擇 45鋼強(qiáng)度校核：d 4F =4×185.6 = 4.1mm ,所以強(qiáng)度滿足要求穩(wěn)定性校核:活塞可承受的最大外載荷Pmax可按下式計(jì)算:Pmaxm2Ed2A16L3n = 14

15、2×1021024×210×10916×3753×3=47028 N (滿足) 所以活塞桿的強(qiáng)度和穩(wěn)定性均滿足.四、控制系統(tǒng)組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)應(yīng)該包括被控對(duì)象、執(zhí)行機(jī)構(gòu)、檢測(cè)裝置、模數(shù)(A/D)轉(zhuǎn)換器和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器、數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(包括硬件和軟件)。圖6所示是其基本框圖。在本系統(tǒng)中各個(gè)部分的組成如下: 控對(duì)象和執(zhí)行機(jī)構(gòu)本系統(tǒng)的被控對(duì)象是機(jī)械手臂。兩個(gè)氣缸分別用于大臂的伸縮 (升降)、這樣機(jī)械手可以在垂直平面內(nèi)的一個(gè)矩形區(qū)域內(nèi)運(yùn)動(dòng)，裝在氣缸2伸縮氣缸活塞杠末端的手臂也能伸縮，檢測(cè)裝置位置檢測(cè)裝置是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要組成部分。在

16、閉環(huán)系統(tǒng)中，它的主要作用是檢測(cè)位移量，該位移量與給定值進(jìn)行比較，得到誤差信號(hào)，控制器根據(jù)誤差信號(hào)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，使系統(tǒng)趨向減小誤差，最終使誤差為零。數(shù)據(jù)采集卡和數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器本系統(tǒng)中位置檢測(cè)用了光電編碼器，光電編碼器的輸出為脈沖信號(hào)，只擊對(duì)輸出脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)即可得到相關(guān)的數(shù)字量信號(hào)，系統(tǒng)采用了PCI一7296數(shù)字I/O卡作為數(shù)字信息與計(jì)算機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳遞接口。D/A轉(zhuǎn)換器是計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的重要部件之一，擔(dān)任著將控制輸出量數(shù)字量轉(zhuǎn)換為模擬量去驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要作用。D/A轉(zhuǎn)換采用了Pcl一6024E數(shù)據(jù)采集卡，可將計(jì)算機(jī)輸出的轉(zhuǎn)換為模擬信號(hào)。兩塊卡都是PCI插槽，控制程序通過(guò)虛擬驅(qū)動(dòng)程序讀寫(xiě)P

17、CI卡的端口地址來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送。數(shù)字計(jì)算機(jī)系統(tǒng)本系統(tǒng)采用普通的兼容PC作為控制計(jì)算機(jī)。系統(tǒng)工作的主要流程氣缸變量機(jī)構(gòu)氣缸氣缸變量機(jī)構(gòu)電液控制閥控制放大器指令信號(hào)檢測(cè)元件圖7 氣缸控制系統(tǒng)框圖由液壓閥控制氣缸的變量機(jī)構(gòu)，改變氣缸的流量或壓力，使氣缸按要求運(yùn)動(dòng)。它的控制系統(tǒng)框圖如圖7，這種系統(tǒng)功率損失小，效率較高，最高可達(dá)90%，在節(jié)能效益顯著，在目前能源問(wèn)題得到重視時(shí),對(duì)這種控制系統(tǒng)進(jìn)行研究較多。但這種系統(tǒng)動(dòng)態(tài)反應(yīng)較慢，只能用于動(dòng)態(tài)性能要求不高的場(chǎng)合。對(duì)圖7中的各流程進(jìn)行實(shí)例化，得到如圖8所示的氣缸控制系統(tǒng)框圖。圖8 氣缸控制系統(tǒng)框圖系統(tǒng)輸入信號(hào)由計(jì)算機(jī)控制程序產(chǎn)生，可由用戶選擇和設(shè)定參數(shù)，被控

18、對(duì)象氣缸的位置數(shù)據(jù)由數(shù)據(jù)一采集卡PCI一7296采集返回計(jì)算機(jī)，控制程序通過(guò)讀端口操作取得數(shù)據(jù)，送入相應(yīng)控制子程序。控制程序根據(jù)當(dāng)前控制方案產(chǎn)生輸也控制量，輸出控制由PCI一6024E的D/A轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換、伺服放大器放大后送對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)被控對(duì)象的閉環(huán)控制。該機(jī)構(gòu)的主要組成部件如下表：機(jī)構(gòu)的主要組成部件序號(hào)名稱數(shù)量1伸縮氣缸22比例流量閥43位置傳感器24數(shù)據(jù)采集卡2各部件的功能如下:.氣缸 氣缸執(zhí)行元件，將壓縮空氣的壓力轉(zhuǎn)變成機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換裝置，用于實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)。比例流量閥。比例流量閥是電一氣轉(zhuǎn)換元件，其作用是根據(jù)輸入電流信號(hào)的大小輸出相應(yīng)流量的壓縮空氣，驅(qū)動(dòng)氣缸動(dòng)作。這里，比

19、例流量閥的結(jié)構(gòu)為二位三通封閉式，功率放大器與計(jì)算機(jī)連接。采用電磁比例電磁鐵控制閥口開(kāi)度，使通過(guò)閥的氣體流量和閥的開(kāi)度成一定的關(guān)系。比例氣閥存在死區(qū)，當(dāng)線圈電流大于520mA時(shí)，閥口P和A連通;當(dāng)線圈電流小于28OmA時(shí)，閥口A和T相通;當(dāng)線圈電流280mA52OmA時(shí)，三個(gè)閥口呈關(guān)閉狀態(tài)。光電編碼器和數(shù)顯表光電編碼器是氣缸位置檢測(cè)元件，將位移轉(zhuǎn)換為電脈沖，用于在線測(cè)量活塞位移，以便送到計(jì)算機(jī)中進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)為系統(tǒng)控制器，在每一采樣控制周期，計(jì)算機(jī)根據(jù)系統(tǒng)偏差大小，計(jì)算出該采樣控制周期所需要的控制量大小，以完成活塞位移的實(shí)時(shí)控制?；钊灰频膶?shí)時(shí)控制。數(shù)字采集卡數(shù)字采集卡PCI-7296共有96

20、個(gè)通道，共分4組，每一組24個(gè)，每一個(gè)通道都可以作為輸入或者輸出，具體由軟件來(lái)設(shè)置。流量控制閥是對(duì)回路中的流動(dòng)給予一定的阻力，從而控制氣缸等執(zhí)行元件的運(yùn)動(dòng)速度、控制換向閥的切換時(shí)間和速度或者調(diào)整放氣量的閥的總稱。在開(kāi)環(huán)控制中，將閥的開(kāi)度調(diào)定在某一固定值，在使用中保持不變。在氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，系統(tǒng)的流量特性是由組成系統(tǒng)的每個(gè)元件的流量特性經(jīng)過(guò)一定的換算得到。氣動(dòng)伺服控制則為連續(xù)控制，所用控制閥為伺服閥或比例閥。比例閥控制的特點(diǎn)是輸出量隨輸入量變化而相應(yīng)地變化，輸出量與輸入量之間有一定的比例關(guān)系。比例控制又有開(kāi)環(huán)控制和閉環(huán)控制之分。開(kāi)環(huán)控制的輸出量與輸入量之間不進(jìn)行比較，而閉環(huán)控制的輸出量不斷地被檢

21、測(cè)，與輸入量進(jìn)行比較，其差值為誤差信號(hào)，以誤差信號(hào)進(jìn)行控制。閉環(huán)控制也稱反饋控制。反饋控制的特點(diǎn)是能夠在存在擾動(dòng)的條件下，逐步消除誤差信號(hào)，或使誤差信號(hào)減小。在伺服系統(tǒng)中，比例(伺服)閥被用于執(zhí)行器的控制元件。這些閥的穩(wěn)態(tài)方程為非線性，故很難建立一個(gè)正確的模型，尤其在氣動(dòng)系統(tǒng)中更難。通常需要考慮閥的動(dòng)態(tài)特性，雖然閥的固有頻率比整個(gè)系統(tǒng)的固有頻率大得多，但是，為了最精確的分析，應(yīng)使用閥芯位移量的二階模型。五.控制系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)該控制系統(tǒng)的原理圖如圖9所示,起始時(shí)通過(guò)操作臺(tái)，設(shè)定要控制的氣缸的位置，S7-200經(jīng)過(guò)輸入口獲取輸入量，S7-200經(jīng)過(guò)對(duì)輸入量進(jìn)行處理，輸出進(jìn)行控制。本此設(shè)計(jì)中的，直接

22、被控對(duì)象是電磁閥，通過(guò)電磁閥的動(dòng)作在對(duì)氣缸的位置進(jìn)行控制。為了進(jìn)行精確控制，因而本例中使用了閉環(huán)控制系統(tǒng)，位置傳感器獲取位置量，并將獲取的值經(jīng)過(guò)總線送到S7-200的輸入口，進(jìn)行發(fā)饋控制，從而提高系統(tǒng)的精度。但閉環(huán)控制容易引起波動(dòng)，穩(wěn)定性不如開(kāi)換好。操作臺(tái)I/0接線端子標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)線傳輸S7-200電磁閥氣缸傳感器信號(hào) 圖9 控制系統(tǒng)原理圖 該控制系統(tǒng)的流程圖如圖10所示:系統(tǒng)開(kāi)機(jī)有送料請(qǐng)求Y氣缸右行N氣缸到右限位?氣缸2上行氣缸1停止N氣缸到上限位?限位?Y 氣缸2下行N氣缸到下限位?限位?氣缸1左行Y氣缸1左行N氣缸1到達(dá)左限位Y 有物料運(yùn)輸請(qǐng)求?Y返回開(kāi)始繼續(xù)運(yùn)行N等待圖10 控制系統(tǒng)的流程

23、圖應(yīng)用PLC編程代碼如下:Network 1 LD I0.0AN I0.5AB= SB0, 0S S0.0, 1Network 2 LSCR S0.0Network 3 / 啟動(dòng)氣缸1向右移LD SM0.0= M0.0Network 4 LD I0.4SCRT S0.1Network 5 SCRENetwork 6 LSCR S0.1Network 7 LD SM0.0TON T38, 20Network 8 LD T38SCRT S0.2Network 9 SCRENetwork 10 LSCR S0.2Network 11 / 啟動(dòng)氣缸2向上移LD SM0.0= M1.0Network 1

24、2 LD I0.2SCRT S0.3Network 13 SCRENetwork 14 LSCR S0.3Network 15 / 啟動(dòng)氣缸2下降LD SM0.0= Q0.0Network 16 LD I0.1SCRT S0.4Network 17 SCRENetwork 18 LSCR S0.4Network 19 / 啟動(dòng)氣缸1左移LD SM0.0= Q0.2Network 20 LD I0.3SCRT S1.0Network 21 SCRENetwork 22 LD S1.0R S1.0, 1Network 23 LD M0.0= Q0.3Network 24 LD M1.0= Q0.1

25、Network 25 LD I0.1R S0.0, 8R T38, 2控制電路接線圖如下:該控制系統(tǒng)充分發(fā)揮了 PLC 可靠、靈活的優(yōu)勢(shì)。實(shí)踐證明，系統(tǒng)具有較強(qiáng)的抗干擾能力，操作簡(jiǎn)單方便，適合在惡劣的施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，具有一定的推廣價(jià)值。該控制系統(tǒng)與其他控制系統(tǒng)相比，節(jié)省了大量的電氣元件，縮小了控制柜的體積。由于采用軟件片成，其動(dòng)作安全行程可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況進(jìn)行隨時(shí)調(diào)整。該氣動(dòng)機(jī)械手經(jīng)安裝，調(diào)試，能夠在模擬生產(chǎn)線上良好運(yùn)行。此系統(tǒng)簡(jiǎn)單可靠，安全性高，可重復(fù)性好，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到預(yù)期要求。六.設(shè)計(jì)小結(jié). 通過(guò)此次課程設(shè)計(jì),暴露出了平時(shí)學(xué)習(xí)當(dāng)中存在的問(wèn)題:學(xué)習(xí)不夠深入,了解不透徹,導(dǎo)致在做課程設(shè)計(jì)的過(guò)程中,經(jīng)常對(duì)一些基本的知識(shí)點(diǎn)弄混.