基于PLC的搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

基于PLC的搬運(yùn)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)112摘要隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及和進(jìn)展，操縱器的需求量逐年增大，搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用也逐步普及，要緊在汽車，電子，機(jī)械加工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的生產(chǎn)流水線或物資裝卸調(diào)運(yùn)，能夠更好的節(jié)約能源和提升運(yùn)輸設(shè)備或產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運(yùn)方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)進(jìn)展的要求。本機(jī)械手的機(jī)械結(jié)構(gòu)要緊是曲軸在兩條生產(chǎn)線之間搬運(yùn)任務(wù)的搬運(yùn)機(jī)械手操縱系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。采納了電氣一體化的設(shè)計(jì)方案，使用帶自鎖功能的氣缸實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手對(duì)工件的抓放和保證了在斷氣狀態(tài)下機(jī)械手狀態(tài)的保持，通過(guò)伺服電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)械手在水平、豎直方向快速精確的移動(dòng)。采納SIEMENS公司的SIMATICS7-200系列PLC作為核心操縱器,外擴(kuò)定位模塊EM253模塊對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行精確的定位操縱，從硬件和軟件兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)，完成了PLC在搬運(yùn)機(jī)械手中硬件連接，I/O點(diǎn)分配和應(yīng)用程序的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的上電初始化、零點(diǎn)復(fù)位、故障報(bào)警、手動(dòng)運(yùn)行、半自動(dòng)運(yùn)行和在無(wú)人看管時(shí)的自動(dòng)運(yùn)行。最終達(dá)到設(shè)計(jì)要求，完成搬運(yùn)目的。關(guān)鍵詞搬運(yùn)機(jī)械手定位模塊EM2253操縱系統(tǒng)可編程PLCSIMATICS7-200系列PLC核心操縱器。目錄目錄11引言1搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況1TOC\o"1-5"\h\z機(jī)械手的應(yīng)用意義22系統(tǒng)設(shè)計(jì)2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程2系統(tǒng)要緊部件選擇4氣缸的選擇4閥門的選擇4行程開關(guān)的選擇4接近開關(guān)的選擇4驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇53操縱系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)5操縱系統(tǒng)功能6操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)6位控模塊7操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)7操作面板的設(shè)計(jì)8PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)9PLC的I/O分配表9PLC的I/O接線圖10TOC\o"1-5"\h\z運(yùn)動(dòng)操縱系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)10操縱系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)124系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)13系統(tǒng)工作方式13程序設(shè)計(jì)14主程序設(shè)計(jì)14初始化子程序設(shè)計(jì)14復(fù)位子程序設(shè)計(jì)14報(bào)警子程序設(shè)計(jì)15手動(dòng)運(yùn)行子程序設(shè)計(jì)15半自動(dòng)運(yùn)行子程序16自動(dòng)子程序設(shè)計(jì)165終止語(yǔ)16致謝17參考文獻(xiàn)18附錄1系統(tǒng)配件清單19附錄2程序清單201引言搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用簡(jiǎn)況在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過(guò)程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不連續(xù)的。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效方法，程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要方法。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。據(jù)資料介紹，美國(guó)生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有75%是小批量生產(chǎn)；金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三在50件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)刻僅占零件生產(chǎn)時(shí)刻的5%。從那個(gè)地點(diǎn)可看出，裝卸、搬運(yùn)等工序機(jī)械化的迫切性，工業(yè)機(jī)械手確實(shí)是為實(shí)現(xiàn)這些工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動(dòng)化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動(dòng)線。國(guó)內(nèi)外機(jī)械工業(yè)、鐵路部門中搬運(yùn)機(jī)械手要緊應(yīng)用于以下幾方面：(1)熱加工方面的應(yīng)用熱加工是高溫、危險(xiǎn)的笨重體力勞動(dòng)，專門久以來(lái)就要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。為了提升工作效率，和確保工人的人身安全，專門關(guān)于大件、少量、低速和人力所不能勝任的作業(yè)就更需要采納機(jī)械手操作。(2)冷加工方面的應(yīng)用冷加工方面機(jī)械手要緊用于柴油機(jī)配件以及軸類、盤類和箱體類等零件單機(jī)加工時(shí)的上下料和刀具安裝等。進(jìn)而在程序操縱、數(shù)字操縱等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個(gè)組成部分。最近更在加工生產(chǎn)線、自動(dòng)線上應(yīng)用，成為機(jī)床、設(shè)備上下工序聯(lián)接的重要于段。(3)拆修裝方面拆修裝是鐵路工業(yè)系統(tǒng)繁重體力勞動(dòng)較多的部門之一，促進(jìn)了機(jī)械手的進(jìn)展。目前國(guó)內(nèi)鐵路工廠、機(jī)務(wù)段等部門，已采納機(jī)械手拆裝三通閥、鉤舌、分解制動(dòng)缸、裝卸軸箱、組裝輪對(duì)、清除石棉等，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，提升了拆修裝的效率。近年還研制了一種客車車內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，

可用以對(duì)客車內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動(dòng)條件，提升噴漆的質(zhì)量和效率。近些年，隨著運(yùn)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)以及傳感技術(shù)等在機(jī)械手中越來(lái)越多的應(yīng)用，工業(yè)機(jī)械手差不多成為工業(yè)生產(chǎn)中提升勞動(dòng)生產(chǎn)率的重要因素。機(jī)械手的應(yīng)用意義由于工業(yè)自動(dòng)化的全面進(jìn)展和科學(xué)技術(shù)的持續(xù)提升，對(duì)工作效率的提升迫在眉睫。單純的手工勞作以滿足不了工業(yè)自動(dòng)化的要求，因此，必須利用先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)自動(dòng)化機(jī)械以取代人的勞動(dòng)，滿足工業(yè)自動(dòng)化的需求。其中機(jī)械手是其進(jìn)展過(guò)程中的重要產(chǎn)物之一，它不僅提升了勞動(dòng)生產(chǎn)的效率，還能代替人類完成高強(qiáng)度、危險(xiǎn)、重復(fù)枯燥的工作，減輕人類勞動(dòng)強(qiáng)度，能夠講是一舉兩得。在機(jī)械行業(yè)W，1fB1越來(lái)越廣泛的得到應(yīng)用,.，氣體壓力傳感器它可"于零部件的組裝，■加工工件的W床、w咨機(jī)床位使用更為普遍。目前和柔性制造單北fmc中一個(gè)重歲!平一個(gè)柔性加工索統(tǒng)坎柔性制造手，必夠節(jié)約龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)造、萬(wàn)裝邳^1專門是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)產(chǎn)機(jī)械手已進(jìn)展成為柔性制造系統(tǒng)部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成fms緊湊，而且習(xí)慣性專門強(qiáng)。但.，氣體壓力傳感器它可"于零部件的組裝，■加工工件的W床、w咨機(jī)床位使用更為普遍。目前和柔性制造單北fmc中一個(gè)重歲!平一個(gè)柔性加工索統(tǒng)坎柔性制造手，必夠節(jié)約龐大的工件輸送裝置，結(jié)構(gòu)造、萬(wàn)裝邳^1專門是在自動(dòng)化數(shù)控機(jī)產(chǎn)機(jī)械手已進(jìn)展成為柔性制造系統(tǒng)部分。把機(jī)床設(shè)備和機(jī)械手共同構(gòu)成fms緊湊，而且習(xí)慣性專門強(qiáng)。但0前我二）行程開關(guān)BG3司的工業(yè)機(jī)械手寸接近開關(guān)BG11港總工程應(yīng)用的水平和國(guó)外比還有一定的距離,應(yīng)用柑蜀和產(chǎn)業(yè)必X3和，機(jī)械手的研究和開發(fā)直截了當(dāng)阻礙到我國(guó)機(jī)械行業(yè)料架1技術(shù)上考慮差不多上十分必意義。“肉夕經(jīng)高、身，因此，進(jìn)行機(jī)械手的研究設(shè)計(jì)具接近開關(guān)BG102000mm2系統(tǒng)設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及流程本課題的確塞耍緊是將摩哲〉評(píng)臺(tái)如用機(jī)特曲軸從一個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線瘢二nI Lj運(yùn)到另一個(gè)自動(dòng)生產(chǎn)線的操縱系統(tǒng)。伺服電用生產(chǎn)線的布置和具體位置參數(shù)如圖 2-1所示:行程開招程開關(guān) 行程開關(guān)BG4BG5 BG6圖2-1機(jī)械系統(tǒng)整體布局示意圖機(jī)械手要緊由手部、腕部、升降部、滑動(dòng)部、機(jī)座和操縱箱，以及其它附件組成。其中手部為四指結(jié)構(gòu)，其運(yùn)動(dòng)由具有自鎖功能的夾緊氣缸完成；升降部以導(dǎo)軌為導(dǎo)向裝置，具運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)絲杠來(lái)完成；滑動(dòng)部也是以導(dǎo)軌為導(dǎo)向裝置，具運(yùn)動(dòng)由伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪在齒條上滾動(dòng)來(lái)完成。PLC和有關(guān)操縱器件安裝于操縱箱內(nèi)，通過(guò)電纜和信號(hào)線與機(jī)械手進(jìn)行聯(lián)接。機(jī)械手的定位采納脈沖數(shù)來(lái)操縱，升降運(yùn)動(dòng)和滑動(dòng)都有快慢速調(diào)整，調(diào)整位置也由脈沖數(shù)來(lái)操縱，而速度由脈沖頻率調(diào)整。在料架1和料架2上分別安裝接近開關(guān)，進(jìn)行生產(chǎn)線上有無(wú)工件的檢測(cè)，滿足在料架1有工件時(shí)機(jī)械手才進(jìn)行下降和抓取，料架2上無(wú)工件時(shí)機(jī)械手才下降放下工件。機(jī)械手還滿足在斷氣和掉電時(shí)能夠自鎖，保持當(dāng)前的狀態(tài)。系統(tǒng)上電后機(jī)械手開始初始化，初始化完畢后選擇工作方式，分別為手動(dòng)模式，半自動(dòng)模式，自動(dòng)模式。手動(dòng)模式工作下，操作員能夠通過(guò)操縱面板操縱機(jī)械手的單步運(yùn)動(dòng)和零點(diǎn)復(fù)位，能夠在機(jī)械手故障時(shí)進(jìn)行檢修。半自動(dòng)工作方式下，只要操作員選擇半自動(dòng)工作方式，然后按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手第一會(huì)零點(diǎn)復(fù)位，然后檢查料架1有工件，機(jī)械手下降抓取工件，上升前進(jìn)，檢測(cè)料架2上無(wú)工件機(jī)械手下降放下工件，返回原點(diǎn)，一個(gè)周期的動(dòng)作完成，機(jī)械手停機(jī)。自動(dòng)方式開始工作下，按下啟動(dòng)按鈕，兩臺(tái)伺服電機(jī)通電，滑臺(tái)、升降臺(tái)、氣缸等回到原位，氣壓表顯示正常。機(jī)械手運(yùn)動(dòng)到上、左原點(diǎn)位。當(dāng)檢測(cè)到料架1上有工件時(shí)，電機(jī)1反轉(zhuǎn)，升降臺(tái)快速下降，達(dá)到一定脈沖數(shù)后減速，到達(dá)下工位2時(shí)，電機(jī)1停轉(zhuǎn)；氣缸伸出夾緊工件，當(dāng)氣缸壓力到達(dá)一定程度時(shí)壓力傳感器得電表明工件夾緊；電機(jī)1正轉(zhuǎn)，升降臺(tái)先快速上升，達(dá)到一定脈沖數(shù)后時(shí)減速，當(dāng)?shù)竭_(dá)上原點(diǎn)時(shí)，電機(jī)1停轉(zhuǎn)，升降臺(tái)停止；電機(jī)2反轉(zhuǎn)，滑臺(tái)快速前進(jìn)，達(dá)到一定脈沖數(shù)后滑臺(tái)減速，到達(dá)右工位時(shí)電機(jī)2停止；當(dāng)檢測(cè)到生產(chǎn)線2無(wú)工件時(shí)，電機(jī)1反轉(zhuǎn)，升降臺(tái)快速下降，達(dá)到一定脈沖數(shù)后減速，到達(dá)下工位1時(shí)電機(jī)1停轉(zhuǎn)；氣缸縮回放開工件，壓力傳感器失電表明工件已松開；電機(jī)1正轉(zhuǎn)，升降臺(tái)上升，先快速后慢速，當(dāng)?shù)竭_(dá)上原點(diǎn)時(shí)電機(jī)1停轉(zhuǎn)，升降臺(tái)停止；電機(jī)2I到達(dá)下降2工位機(jī)械臂慢速上升機(jī)械臂快速上升I到達(dá)下降2工位機(jī)械臂慢速上升機(jī)械臂快速上升氣缸伸出正轉(zhuǎn)由麗病物工藝流程如圖2-2所示。2.2機(jī)篇表緊部件選R氣缸回縮立置F電機(jī)-?2_得止。一個(gè)工作流程終止。機(jī)械手的機(jī)器人驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)往往要受到作業(yè)環(huán)境條件的限制，同——――^—「到達(dá)下降i工位時(shí)還要榭挑姆強(qiáng)國(guó)的阻礙以及所能用到的技術(shù)水平。驅(qū)動(dòng)元件是伺服系,它的作用是把驅(qū)動(dòng)操縱線路的電統(tǒng)的重匿心就?，是系即僦,它的作用是把驅(qū)動(dòng)操縱線路的電能、動(dòng)態(tài)特性、運(yùn)動(dòng)精度等信號(hào)轉(zhuǎn)換為機(jī)但運(yùn)動(dòng)。整*伺唧系統(tǒng)諭調(diào)速性均與驅(qū)納僦住gg密|關(guān)系購(gòu)管用鈉軀動(dòng)方式要緊有液壓驅(qū)動(dòng)、電氣壓驅(qū)動(dòng)能、動(dòng)態(tài)特性、運(yùn)動(dòng)精度等日,機(jī)駕膏嚕和驅(qū)動(dòng)類鞭的特點(diǎn)廂機(jī)則結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與傳動(dòng)類型的選擇。本伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)廠手部的開合采納氣缸驅(qū)動(dòng)

i伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)廠手部的開合采納氣缸驅(qū)動(dòng)

i及圖2-2機(jī)械手工藝流程圖氣缸的選擇夾緊裝置是使手爪開、閉動(dòng)作的動(dòng)力裝置。按照機(jī)械手部的夾緊力和手部張開后指尖距離，選用FESTO公司生產(chǎn)的兩端帶有終端可調(diào)緩沖裝置的SNU-50-100-PPV-A型雙作用氣缸。并配有夾緊裝置和行程開關(guān)。如圖2-3所不為氣缸?；钊睆紻=550mm,活塞桿直徑d=116mm,行程長(zhǎng)度L=100mm,驅(qū)動(dòng)壓力p=6bar=6x105Pa閥門的選擇閥門是為氣缸提供的，氣缸配備兩個(gè)一位單通閥門，為了保證在斷氣的狀態(tài)下不阻礙氣缸內(nèi)部的氣壓，因此選用氣開閥，按照體會(huì)選用SMC公司的VZ110氣開閥。行程開關(guān)的選擇行程開關(guān)選用施耐德公司XCRA15型號(hào)的行程開關(guān)接近開關(guān)的選擇為了提升系統(tǒng)的可靠性和動(dòng)作執(zhí)行的準(zhǔn)確性，選擇OMRON公司的E2E-X5ME2型接近開關(guān)。它的具體參數(shù)如下：

(1)檢測(cè)距離：5mm(2)電源電壓：DC12?24V(3)消耗電流：小于13mA(4)檢測(cè)物體：磁性物體響應(yīng)中癩?方摞J|響應(yīng)中癩?方摞J|網(wǎng)去接:媽如0.3~1ms +NPNW出dc圖2-4所示。圖2-4接近開關(guān)接線圖E2E-X5ME2型接近開關(guān)為三線的NPN輸出型開關(guān)，輸出三線分別為棕線、黑線、藍(lán)線，其中在棕線和黑線之間接負(fù)載，本系統(tǒng)中棕線接在PLC的24V電源正極，藍(lán)線接在輸入端點(diǎn)上。驅(qū)動(dòng)電機(jī)的選擇直流伺服電機(jī)由于存在機(jī)械換向器和電刷，降低了電機(jī)運(yùn)行的可靠性，加重了愛(ài)護(hù)和保養(yǎng)負(fù)擔(dān)。而交流異步電機(jī)盡管結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低廉、無(wú)電刷磨損、修理方便，但調(diào)速咨詢題一直沒(méi)有得到經(jīng)濟(jì)合理的解決。近十年來(lái)，由于調(diào)頻等調(diào)速方法進(jìn)展專門快，使其調(diào)速范疇和成本與寬調(diào)速直流伺服電機(jī)接近，因此，交流伺服電機(jī)以其優(yōu)良的操縱性能和高可靠性在數(shù)控系統(tǒng)中得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。為了方便設(shè)計(jì)和修理，升降電機(jī)與水平移動(dòng)電機(jī)選用同一型號(hào)，按照體會(huì)選用松下公司MinasA4系列全數(shù)字式交流伺服電機(jī)和驅(qū)動(dòng)器。電機(jī)型號(hào)：PanasonicMDMA152P1U(其中慣量，1.5KW,200V,增量式編碼器，標(biāo)準(zhǔn)型，鍵軸，有制動(dòng)器)。驅(qū)動(dòng)器型號(hào)：MDDDT5540。額定轉(zhuǎn)矩：T額7.15Nm,最大轉(zhuǎn)矩：?*21.5Nm,額定轉(zhuǎn)速：V額2000rpm,最大轉(zhuǎn)速：Vmax3000rpm,電機(jī)慣量：J電機(jī)12.310-4kgm2,脈沖數(shù)：2500p/r,辨論率：10000,線數(shù)：5。的硬件設(shè)計(jì)操縱系統(tǒng)是工業(yè)機(jī)器人的重要組成部分，它的機(jī)能就像人的神經(jīng)中樞，是保證機(jī)械手在搬運(yùn)過(guò)程中安全可靠有用的關(guān)鍵，也是提升搬運(yùn)效率、延長(zhǎng)機(jī)械手使用壽命、降低故障率的重要環(huán)節(jié)。作為指導(dǎo)機(jī)械手按要求合理動(dòng)作的指揮機(jī)構(gòu)，它的設(shè)計(jì)是機(jī)械手設(shè)計(jì)中的核心和基礎(chǔ)，決定了機(jī)械手的操縱性能的好壞。操縱系統(tǒng)功能操縱是機(jī)器人技術(shù)中的一個(gè)關(guān)鍵咨詢題，而操縱系統(tǒng)的性能則是機(jī)器人進(jìn)展水平一個(gè)重要標(biāo)志。本課題研究的機(jī)械手的操縱特點(diǎn)。(1)自由度少，本機(jī)械手只有三個(gè)自由度，分別由兩個(gè)伺服系統(tǒng)和一個(gè)氣動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行操縱。(2)任務(wù)簡(jiǎn)單，本機(jī)械手的工作任務(wù)是抓緊工件，并按要求進(jìn)行平面點(diǎn)位運(yùn)動(dòng)，無(wú)需進(jìn)行復(fù)雜的軌跡運(yùn)算、坐標(biāo)變換以及矩陣函數(shù)的逆運(yùn)算等。(3)變量少，數(shù)學(xué)模型簡(jiǎn)單。只需要簡(jiǎn)單的機(jī)械自習(xí)慣，無(wú)需使用前饋、補(bǔ)償、解耦等復(fù)雜操縱技術(shù)。本課題操縱系統(tǒng)要緊是實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)操縱功能：(1)伺服操縱功能。該功能要緊是指機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)操縱，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的位置、速度和加速度操縱等。(2)氣動(dòng)操縱功能。該功能要緊是指手部抓放的運(yùn)動(dòng)操縱，實(shí)現(xiàn)手部的開合和自鎖等。(3)手動(dòng)操縱功能。該功能要緊是操作員能夠?qū)C(jī)械手進(jìn)行單步的操作操縱，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的檢測(cè)和故障修復(fù)功能。(4)信息交換功能。該功能要緊是指在生產(chǎn)線中機(jī)械手要與兩個(gè)生產(chǎn)線或其它自動(dòng)化操縱系統(tǒng)進(jìn)行信息交換、資源共享和和諧工作等。操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)機(jī)器人操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)要圍繞著如何更好地實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的操縱功能而設(shè)計(jì)和選擇。以操縱器的核心運(yùn)算機(jī)的分布方式來(lái)看，機(jī)器人操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)大體可分為集中操縱、主從操縱、分級(jí)操縱等三類。本機(jī)械手要緊采納集中操縱方式進(jìn)行操縱。在核心操縱器的選擇上能夠有多種方案，目前在機(jī)電一體化設(shè)計(jì)中要緊有三種：?jiǎn)纹瑱C(jī)、工業(yè)操縱運(yùn)算機(jī)、可編程操縱器(PLC)。隨著運(yùn)算機(jī)系統(tǒng)的持續(xù)進(jìn)展，也顯現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)操縱卡和邏輯操縱器等新型操縱硬件。考慮到操縱功能簡(jiǎn)單、操縱邏輯復(fù)雜，通過(guò)各方面分析比較，本課題采納西門子S7-200PLC作為操縱器，并配有相應(yīng)的操縱模塊，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)機(jī)械手的操縱功能。位控模塊現(xiàn)代可編程操縱器一樣都有位置操縱功能，因此一樣都配有位置操縱模塊單元，也稱定位單元。EM253位控模塊是S7-200的專門功能模塊，能夠產(chǎn)生脈沖串，用于步進(jìn)電機(jī)和伺服電機(jī)的速度和位置的開環(huán)操縱。它與S7-200通過(guò)擴(kuò)展的I/O總線通訊，帶有八個(gè)數(shù)字輸出，作為智能模塊顯現(xiàn)在I/O組態(tài)中。位控模塊能夠產(chǎn)生移動(dòng)操縱所需的脈沖串，其組態(tài)儲(chǔ)備在S7-200的V儲(chǔ)備區(qū)中。位控模塊可提供單軸開環(huán)移動(dòng)操縱所需要的功能和性能，位控模塊的特性如下：(1)提供高速操縱從每秒12個(gè)脈沖至每秒200000個(gè)脈沖；(2)支持急停S曲線或線性的加速減速功能；(3)提供可組態(tài)的測(cè)量系統(tǒng)，既能夠使用工程單位(如英寸或厘米)也能夠使用脈沖數(shù)；(4)提供可組態(tài)的backlash補(bǔ)償；(5)支持絕對(duì)、相對(duì)和手動(dòng)的位控方式；(6)提供連續(xù)操作；(7)提供多達(dá)25組的移動(dòng)包絡(luò)Profile,每組最多可有4種速度;(8)提供4種不同的參考點(diǎn)查找模式，每種模式都可對(duì)起始的查找方向和最終的接近方向進(jìn)行選擇；(9)提供可拆御的現(xiàn)場(chǎng)接線端子便于安裝和拆御。3.2.3操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)本文所研究的機(jī)器人為兩軸運(yùn)動(dòng)機(jī)械手，核心操縱器由PLC及I/O模塊和位控模塊EM253組成，升降及水平移動(dòng)由兩臺(tái)伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，手

控制囿板EMEM253|_^伺服驅(qū)動(dòng)器T升降伺服電機(jī)部的抓放”空各類信號(hào)由操縱面板和生產(chǎn)線輸入。伺服電機(jī)配有驅(qū)動(dòng)器;通過(guò)位控?？刂凄蟀錏MEM253|_^伺服驅(qū)動(dòng)器T升降伺服電機(jī)部的抓放”空各類信號(hào)由操縱面板和生產(chǎn)線輸入。伺服電機(jī)配有驅(qū)動(dòng)器;通過(guò)位控模塊來(lái)賓成M253>4<，付版般廊(申第用"短懂Wl進(jìn)行操縱d程部悌的運(yùn)動(dòng)腰身67琛0中進(jìn)行限位,并配有極限行程開關(guān)作為極限愛(ài)護(hù)裝置？機(jī)械手的操名|料架2接近開關(guān)—―人系績(jī)硼諭利那郵取工3-1慚示圖3-1操縱系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)圖本系統(tǒng)要緊由PLC主控單元、伺服驅(qū)動(dòng)器、繼電器、各類傳感器和操縱面板等組成。主操縱單元采納模塊式結(jié)構(gòu)，各功能模塊獨(dú)立封裝，安裝在機(jī)架和導(dǎo)軌上，它由PLC模塊、I/O模塊、兩個(gè)位控模塊和觸摸終端組成，各模塊之間通過(guò)PLC專用電纜聯(lián)接，操縱面板與PLC之間采納專用信號(hào)電纜聯(lián)接。3.3操作面板的設(shè)計(jì)按照工件生產(chǎn)和搬運(yùn)的特點(diǎn)和操縱要求，機(jī)械手的操縱按鈕和指示燈分布如圖3-2所示。圖中的按鈕與選擇器的功能大部分由數(shù)控系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(1)急停按鈕在機(jī)械手工作過(guò)程中，當(dāng)顯現(xiàn)抓取不牢、搬運(yùn)不穩(wěn)、下放不到位、沖擊過(guò)大或運(yùn)動(dòng)時(shí)超過(guò)極限位置以及其它專門現(xiàn)象而不得不停止工作時(shí)，按下急停按鈕，使所有運(yùn)動(dòng)停止，并保持原先狀態(tài)，直至重新啟動(dòng)系統(tǒng)。能夠減少和幸免事故，減少因故障引起的缺失。(2)電源開關(guān)在機(jī)械手工作前，第一要打開電源開關(guān)，給PLC、驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及照明設(shè)施供電，觸摸終端由PLC進(jìn)行供電，為系統(tǒng)啟動(dòng)做預(yù)備。在機(jī)械手工作完成后，將電源開關(guān)打到“關(guān)”的狀態(tài)，將PLC、驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)及照明設(shè)施與電源切斷，愛(ài)護(hù)機(jī)械手系統(tǒng)的安全。(3)工作模式選擇開關(guān)

當(dāng)正常生產(chǎn)時(shí)將機(jī)械手調(diào)到自動(dòng)模式，機(jī)械手會(huì)自動(dòng)運(yùn)行。當(dāng)機(jī)械手顯現(xiàn)故障或者顯現(xiàn)報(bào)警時(shí)能夠?qū)C(jī)械手調(diào)到手動(dòng)模式，機(jī)械手可通過(guò)點(diǎn)動(dòng)調(diào)整。(4)啟動(dòng)按鈕f當(dāng)系統(tǒng)上景州鏟處于自動(dòng)模式下，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手開始按照指令進(jìn)行搬運(yùn)操作。電源開關(guān)自動(dòng)開快斌燈/用箭嘯爐自動(dòng)當(dāng)?shù)桨惭b完成在A腕生產(chǎn)線連接前，要對(duì)系統(tǒng)的工作情形進(jìn)行試驗(yàn)。復(fù)相在，要替初此按簡(jiǎn)寸所有卡時(shí)燈進(jìn)行檢測(cè)，保證與生產(chǎn)線連接后的工作安全。系統(tǒng)在工作過(guò)程中由于某種緣故顯現(xiàn)報(bào)警，當(dāng)故障排除后，需按此慌對(duì)報(bào)警薛行清除莢產(chǎn)證系*續(xù)正常工作。：(6)±t?下降、一前進(jìn)、后退、夾緊、松開按鈕要緊是在調(diào)試或排除故用以及其每露聚進(jìn)恁得城秘方機(jī)燈對(duì)機(jī)械手進(jìn)行手動(dòng)操作?！?)復(fù)磁鈕06急停上升指肖原僦做完成或確障排除存打需要將機(jī)械手返回到工作原點(diǎn)時(shí),按動(dòng)此區(qū)鋁。???急停試燈/報(bào)警消除圖3-2操作面板示意圖PLC系統(tǒng)設(shè)計(jì)按照系統(tǒng)分析選擇用“CPU226AC/DC/繼電器24輸入/16繼電器輸出”型PLC,同時(shí)，考慮到I/O端的分組情形以及隔離與接地要求，增加10%-20%的裕量。另配一個(gè)EM22324VDC數(shù)字組合8輸入/8輸出的擴(kuò)展模塊和兩個(gè)EM253位控模塊。PLC的I/O分配表本操縱系統(tǒng)的PLC的輸入、輸出點(diǎn)數(shù)的確定是按照操縱系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求和所需操縱的現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備數(shù)量加以確定PLC的輸入端口包括自動(dòng)循環(huán)工作按鈕、點(diǎn)動(dòng)按鈕、總停按鈕等，還包括電動(dòng)機(jī)的熱愛(ài)護(hù)繼電器輸入，外接電路電磁閥的輸入點(diǎn)，伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入等。PLC的輸出端口包括運(yùn)行指示燈、繼電器、外部接口、伺服電機(jī)接口、EM253輸入等。PLC輸入、輸出分配表如表1所示。PLC的I/O接線圖PLC的I/O接線圖如圖3-3所示。PLC的輸入接口I0.0~I1.5為操作面板的輸入按鈕信號(hào)輸入點(diǎn)，I1.6~I2.3為行程開關(guān)的輸入信號(hào)輸入點(diǎn)，I2.4、I2.5為兩個(gè)料架上接近開關(guān)的信號(hào)輸入點(diǎn)，I2.6、I2.7為伺服驅(qū)動(dòng)器的報(bào)警輸入點(diǎn)，I3.0、I3.1為伺服電機(jī)定位完成的信號(hào)輸入點(diǎn)。PLC的輸出點(diǎn)Q0.0~Q0.6為各種燈信號(hào)的輸出，Q0.7~Q1.4輸出給外部的信號(hào)，來(lái)確定機(jī)械手當(dāng)前的狀態(tài)，Q1.5~Q1.7輸出至伺服驅(qū)動(dòng)器操縱伺服電機(jī)的電源通、伺服的報(bào)警，Q2.0~Q2.3輸出至定位模塊來(lái)操縱伺服電機(jī)的運(yùn)行停止，Q2.4、Q2.5接通至氣缸操縱閥操縱氣缸的伸縮。運(yùn)動(dòng)操縱系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)西門子S7-226繼電器輸出型PLC數(shù)字信號(hào)通過(guò)光電耦合器隔離輸入、輸出，大大提升了抗干擾能力。本系統(tǒng)中，為了防止電源共地干擾，現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)都通過(guò)繼電器隔離輸出，而操作面板上信號(hào)則直截了當(dāng)接入PLC的I/O口。運(yùn)動(dòng)操縱系統(tǒng)由伺服操縱系統(tǒng)和PLC及EM253運(yùn)動(dòng)模塊構(gòu)成。伺服驅(qū)動(dòng)器有電源輸入接口（X1）,電機(jī)接口（X2）,RS485接口（X3）,RS232接口（X4）,I/O接口（X5）,旋轉(zhuǎn)編碼器接口（X6）,外置光柵接口（X7）等7個(gè)接口。本系統(tǒng)中只用到了X1,X2,X5,X6等四個(gè)接口，X1、X2、X6等接口線數(shù)少，而且供應(yīng)商差不多做好，直截了當(dāng)接入電機(jī)即電源相應(yīng)接口中即可。而I/O接口（X5）則需要自定義。伺服驅(qū)動(dòng)器X5的I/O接口如圖3-4所示。EM253與標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器的接線圖如圖3-5所示。垂直運(yùn)動(dòng)的伺服驅(qū)動(dòng)器與EM253接線圖如圖3-6所示，機(jī)械手的升降/平移正負(fù)極限開關(guān)分別接到相應(yīng)EM253的LM+、LM-接口處和伺服驅(qū)動(dòng)器的CCWL、CWL接口，原點(diǎn)開關(guān)接到相應(yīng)EM253的RPS（參考點(diǎn)開關(guān)）處。伺服驅(qū)動(dòng)器的輸入口—伺服使能（SRV-ON）、報(bào)警清除（A-CLR）和輸出口—伺服報(bào)警（ALM）、定位完成（COIN）與PLC相應(yīng)接口連接。伺服驅(qū)動(dòng)器中提供了兩組脈沖指令輸入接口，一種為差分電路專用的脈沖串接口，一種為一般的脈沖串指令接口，為提升信號(hào)傳輸?shù)目煽啃?，利用伺服?qū)動(dòng)器的差分電路專用脈沖串接口從EM253接出脈沖信號(hào)。表1PLC的I/O地址分配表輸入點(diǎn)分配輸出點(diǎn)分配地址電氣元件功能講明地址電氣兀件功能講明I0.0SF1啟動(dòng)按鈕Q0.0PG1報(bào)警燈I0.1SF2伺服報(bào)警清除Q0.1PG2上升指示燈I0.2SF3原點(diǎn)復(fù)位Q0.2PG3下降指示燈I0.3SF4-1自動(dòng)工作方式Q0.3PG4前進(jìn)指示燈I0.4SF4-2手動(dòng)工作方式Q0.4PG5后退指示燈I0.5SF4-3半自動(dòng)工作方式Q0.5PG6夾緊指示燈I0.6SF5機(jī)械手上升Q0.6PG7松開指示燈I0.7SF6機(jī)械手下降Q0.7KF1上升完成I1.0SF7機(jī)械手前進(jìn)Q1.0KF2下降完成I1.1SF8機(jī)械手后退Q1.1KF3前進(jìn)完成I1.2SF9機(jī)械手夾緊Q1.2KF4后退完成I1.3SF10機(jī)械手松開Q1.3KF5加緊完成I1.4SF11專門停止Q1.4KF6松開完成I1.5SF12停止Q1.5KF7伺服1電源接通

前進(jìn)極限BG6/ 2.3料架1有工伸: BG10I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4:VDt]I2.5I2.6I2.7I3.0I3.1伺服BG2G428BGb^l32BG6KF9-DC317BG1成9伺眼KF135q1M34KF27pgpLqi36KF*——392蕈38?11.1012COPULS1INH況降雇F2SRV-ON板GAIN/TL-SETD麻退極24VDC VS-SET原24CDMODE

~A-CL妙KF3科CWL前進(jìn)極限BG6/ 2.3料架1有工伸: BG10I1.6I1.7I2.0I2.1I2.2I2.3I2.4:VDt]I2.5I2.6I2.7I3.0I3.1伺服BG2G428BGb^l32BG6KF9-DC317BG1成9伺眼KF135q1M34KF27pgpLqi36KF*——392蕈38?11.1012COPULS1INH況降雇F2SRV-ON板GAIN/TL-SETD麻退極24VDC VS-SET原24CDMODE

~A-CL妙KF3科CWL1有KF4ML2無(wú)SSHAlM+23席的定COIN+硒N2定BRK-OFF+BRK-OFF-的I/O配ZSPPULS2Q146SIGN1Q157SIGN2q

GND-24VKF句20VAC警解除n'dlustrialDeviWcorp：伺服1停止SIGNH1cinasA4QSIGNH2 QGNDJOA+QOA-OB+MVDCl+ti.0P0^1P1.2^-KF伺服2停止24VD夾KF11KFcL+寸,伺服升sTH1運(yùn)材■2■運(yùn)行F10DVC'.61金-X5,端L置圖OZ-GNDCZSPR/TRQRGNDCCWTL242514P15GND妾口WlKSP5P0+.6.7P0-KF1P1+P1-2533MLMT+?-tMT-1停止■2■停止,工件工件一+2BG24DVCBG1BG3IMCNI/F]IM圖3-5定位模塊em253與標(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)器接線圖3-6伺服驅(qū)動(dòng)器與定位模塊EM253接線圖操縱系統(tǒng)電路設(shè)計(jì)操縱系統(tǒng)電路要緊用來(lái)操縱兩臺(tái)伺服電機(jī)、PLC、變壓器以及外圍設(shè)備等，操縱系統(tǒng)電源電路接線如圖3-7所示電源電路要緊給兩臺(tái)伺服電機(jī)，伺服驅(qū)動(dòng)器和PLC操縱器供電，系統(tǒng)采納的是380V交流電的輸入，而伺服電機(jī)所用的電壓為三相220V交流電，通過(guò)變壓器將電壓降為220V接至伺服操縱器的電源輸入端，再通過(guò)電源將220V的三相電壓轉(zhuǎn)換為24V直流電給PLC模塊和伺服驅(qū)動(dòng)器的操縱系統(tǒng)供電。

端6器

接口rS232端6器

接口rS232通闋接訊口M2圖3-7操縱系統(tǒng)電源電路圖4系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)工作方式該機(jī)械手的工作方式有四種，分別為找原點(diǎn)、自動(dòng)、手動(dòng)和半自動(dòng)。復(fù)位操作要緊用于在工作開始前或故障排除后，要將機(jī)械手的各個(gè)部位移動(dòng)至原位，同時(shí)也是各部件運(yùn)動(dòng)的基準(zhǔn)。自動(dòng)工作方式是機(jī)械手接收生產(chǎn)線指令，通過(guò)總操縱臺(tái)的操縱進(jìn)行生產(chǎn)作業(yè)。操縱面板上工作方式選擇開關(guān)處于“自動(dòng)”位時(shí)，系統(tǒng)處于聯(lián)線狀態(tài)，只同意來(lái)自自動(dòng)生產(chǎn)線上的指令信號(hào)。手動(dòng)工作方式要緊是用于總操縱臺(tái)顯現(xiàn)故障、調(diào)試或其它需要手動(dòng)操作。處于“手動(dòng)”位時(shí)，系統(tǒng)處于離線狀態(tài)，不同意自動(dòng)生產(chǎn)線上的信號(hào)，只接收操縱面板上的指令信號(hào)。處于手動(dòng)狀態(tài)，且各部位處于原位,各電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，按下操縱面板上的上升、下降、前進(jìn)、后退、夾

緊、松開按鈕時(shí)進(jìn)行相應(yīng)動(dòng)作，再次按下相應(yīng)按鈕則停止動(dòng)作?，F(xiàn)在，除急停信號(hào)外，其他輸入信號(hào)無(wú)效。半自動(dòng)工作方式應(yīng)用較少，要緊用于故障整修時(shí)為了與主操縱臺(tái)分離，而還要通過(guò)自動(dòng)來(lái)完成試操作的場(chǎng)合，因此半自動(dòng)方式也是不可缺少的。處于“半自動(dòng)”位時(shí)，不同意自動(dòng)生產(chǎn)線上的操縱信號(hào)，只接收兩生產(chǎn)線上有無(wú)工件的檢測(cè)信號(hào)。處于此方式，且各部位處于原位，各電機(jī)處于停止?fàn)顟B(tài)時(shí)，按下操縱面板上的啟動(dòng)按鈕，可進(jìn)入單循環(huán)操作，現(xiàn)在,除急停信號(hào)和檢測(cè)信號(hào)外，其他輸入信號(hào)無(wú)效，一個(gè)工作循環(huán)完成后，自動(dòng)退出單循環(huán)狀態(tài)。程序設(shè)計(jì)主程序設(shè)計(jì)機(jī)械手的操統(tǒng)戳坳為主程序和6機(jī)械手的操統(tǒng)戳坳為主程序和6個(gè)子程序。出于可靠性考慮關(guān)于有安全要求的地點(diǎn)使掰瓣接繼電器和開關(guān)，其余用納于有安全要求的地點(diǎn)使掰瓣接繼電器和開關(guān)，其余用納STEP7MicroWN瀛破牛進(jìn)行程序梯形圖的編制PLC內(nèi)部繼電器。采按照要求設(shè)計(jì)出搬運(yùn)機(jī)械手的初—操縱的!1主E運(yùn)機(jī)械手的初—操縱的!1主E邛體架構(gòu)’主程序中要緊設(shè)定工作狀態(tài)，如找原點(diǎn)、自t態(tài)、半自動(dòng)狀態(tài)、手動(dòng)狀態(tài)等。初次上電時(shí),調(diào)用坪程序，笑躲柩盟成后,如果是初次上電或處于自動(dòng)狀態(tài)則機(jī)械,手復(fù)位。報(bào)警子程序圖4-1主程序框圖422T創(chuàng)始化子程序設(shè)計(jì)匚譴凹程序用來(lái)完成系統(tǒng)參數(shù)的初始化工作，PLC首次上電時(shí)執(zhí)行城始伏^程序。,系統(tǒng)各狀態(tài)位置位傳統(tǒng)首次上電后等待30秒開始將系統(tǒng)的各狀態(tài)位置位，清零步進(jìn)脈象位笄翳是通翟塊賦初始值。初始化子程序框圖如圖4-2所示。'：返/：'圖4-2初始化子程序框圖復(fù)位子程序設(shè)計(jì)

,■復(fù)位子程序入口.舟陽(yáng)翎翦掰干成機(jī)械手回復(fù)原點(diǎn)動(dòng)作的程序，當(dāng)機(jī)械手處于手動(dòng)狀態(tài)”不論機(jī)械手處于何種工位,按下復(fù)位按鈕開始調(diào)用復(fù)位子程序，機(jī)I伺服2止方向找零點(diǎn)里完成帝4位動(dòng)作1_二＞I伺服2止方向找零點(diǎn)里完成帝4位動(dòng)作1_二＞機(jī)I同AT復(fù)位圖4產(chǎn)統(tǒng)復(fù)位子程序框廝POSORSEEK機(jī)械手在查找原點(diǎn)是調(diào)用S7-2010.2京闋機(jī)械于在查核原點(diǎn)時(shí)例外洞服電機(jī)0PLC定位模塊EM253的回零子程部正轉(zhuǎn)，沿正方向查找。EM253回棗子程序梯形圖如圖4-4所示:DonaEg-M4.3-VB6B圖4-4伺服電機(jī)運(yùn)行回零子程序梯形圖報(bào)警子程序設(shè)計(jì)報(bào)警子程序則用來(lái)完成故障顯示和初步診斷功能，當(dāng)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)超出上下左右極限、在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械手松開則自動(dòng)調(diào)用此程序。當(dāng)故障解除后，按下報(bào)警解除按鈕則報(bào)警排除。手動(dòng)運(yùn)行子程序設(shè)計(jì)手動(dòng)子程序用于操縱機(jī)械手與生產(chǎn)線斷開通信后的單步動(dòng)作，通過(guò)操縱面板上的選擇知關(guān)進(jìn)行機(jī)械手工作方式選擇,通過(guò)操縱面板上的按公端配4且各部位處于原位，各電機(jī)處于停止進(jìn)行相聃次胺\\按衽則降、前進(jìn)、后退、夾緊、松開按鈕時(shí)亭止動(dòng)作?，F(xiàn)在，除急停信號(hào)外，其進(jìn)行相聃次胺\\按衽則降、前進(jìn)、后退、夾緊、松開按鈕時(shí)亭止動(dòng)作。現(xiàn)在，除急停信號(hào)外，其他輸他言行評(píng)球反添翁弄劭子蠲用爆圖如圖4-5所示。和嘯1將率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)12.4120圈咻5于動(dòng)運(yùn)行于程存框圖|/| 梃械手在運(yùn)動(dòng)時(shí)靠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)的正POSO_GOTOEN12.4120圈咻5于動(dòng)運(yùn)行于程存框圖|/| 梃械手在運(yùn)動(dòng)時(shí)靠伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)，伺服電機(jī)的正POSO_GOTOEN交轉(zhuǎn)靠伺服定位模塊

子程4-61機(jī)械手升降進(jìn)退時(shí)調(diào)用定位模主/T手，實(shí)現(xiàn)伺服已固定的速度行駛固定的距離。? *-W504-r/K：114EM253的運(yùn)行PV076-VD8CI到升降原點(diǎn)］機(jī)械卡前進(jìn)L-何服2定位完成［

「自動(dòng)子程序入口一F=r14sll—肖靜平序4.2京機(jī)運(yùn)行子程序梯形圖籥凝而群仔月來(lái)操縱與生產(chǎn)線斷開通信時(shí)的單循環(huán)連續(xù)動(dòng)作，1峨礴冊(cè)開關(guān)選擇狀態(tài)，通過(guò)啟動(dòng)按鈕進(jìn)行操作，當(dāng)按下啟?港法方向查找原點(diǎn)，到達(dá)原點(diǎn)后按照在自動(dòng)工作方式統(tǒng)顯現(xiàn)故博時(shí)不余律力LL半自動(dòng)操作在一樣使用中比較少用，要緊是在系系統(tǒng)半自動(dòng)程序框圖如圖 4-7所示。F=r14sll—肖靜平序4.2京機(jī)運(yùn)行子程序梯形圖籥凝而群仔月來(lái)操縱與生產(chǎn)線斷開通信時(shí)的單循環(huán)連續(xù)動(dòng)作，1峨礴冊(cè)開關(guān)選擇狀態(tài)，通過(guò)啟動(dòng)按鈕進(jìn)行操作，當(dāng)按下啟?港法方向查找原點(diǎn)，到達(dá)原點(diǎn)后按照在自動(dòng)工作方式統(tǒng)顯現(xiàn)故博時(shí)不余律力LL半自動(dòng)操作在一樣使用中比較少用，要緊是在系系統(tǒng)半自動(dòng)程序框圖如圖 4-7所示。圖4Hl苗函宜行子程序框圖4.2.7至即加喃予設(shè)唐岬槿唐（見(jiàn)附錄）用于操縱與生產(chǎn)線連接通信時(shí)，接收生產(chǎn)線上隹序，否機(jī)械手下降方式，按犁厝劫網(wǎng)找原點(diǎn)，并檢疝科^1:動(dòng)4K自動(dòng)子程序是機(jī)械手操縱系統(tǒng)最為重要的子程牛喉要緊使用自動(dòng)工作方式。當(dāng)系統(tǒng)上電后，選擇自動(dòng)工作；一系統(tǒng)會(huì)按照自動(dòng)方式工作，機(jī)械手第一沿正方向查上是否有工件，當(dāng)料架1上有工件后伺服1反轉(zhuǎn)機(jī)2?^抓取工彳并等待2秒，伺服1正轉(zhuǎn)回升降原點(diǎn)，伺服2械手耳ME否二?」再反車4到趟前避怵后伺服1在反轉(zhuǎn)下降到工位1,放下工件等待2秒機(jī)械手回原點(diǎn)前刷作,明白停機(jī)。系統(tǒng)自動(dòng)子程序框圖如圖 4-8所示:圖4-8自動(dòng)運(yùn)行子程序框圖5終止語(yǔ)本文要緊從機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)等幾個(gè)方面對(duì)曲軸搬運(yùn)機(jī)械手進(jìn)行了深入、詳細(xì)、系統(tǒng)地研究。通過(guò)研究，實(shí)現(xiàn)了對(duì)生產(chǎn)線上有無(wú)工件的檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)械手的自動(dòng)、半自動(dòng)和手動(dòng)操作功能，滿足了降低勞動(dòng)強(qiáng)度和提升生產(chǎn)效率的要求。在提升整個(gè)生產(chǎn)線的自動(dòng)化水平以及柔性制造方面起到了不可替代的作用。在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，第一對(duì)機(jī)械手進(jìn)行了簡(jiǎn)單的運(yùn)動(dòng)分析；然后對(duì)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行了方案研究和細(xì)致的分析，完成了要緊驅(qū)動(dòng)部件的選型。在操縱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方面。第一對(duì)機(jī)器人的操縱系統(tǒng)進(jìn)行了分析，深入研究了操縱系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)，繪制了硬件結(jié)構(gòu)圖；然后按照操作需要，設(shè)計(jì)了操縱面板，確定了接線方式并研究了運(yùn)動(dòng)操縱的實(shí)現(xiàn)方法；最后對(duì)PLC及其功能模塊進(jìn)行了選型，并對(duì)I/O接口進(jìn)行了配置和對(duì)PLC程序、位控模塊程序等進(jìn)行了編制。本論文是在鈔票偉紅老師的親切關(guān)懷和盡心指導(dǎo)下完成的，他嚴(yán)肅的科學(xué)態(tài)度，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)精神，精益求精的工作作風(fēng)，深深地感染和鼓舞著我。在此謹(jǐn)向鈔票偉紅老師致以誠(chéng)摯的謝意和崇高的敬意。我還要感謝在一起愉快的度過(guò)畢業(yè)論文小組的同學(xué)們，正是由于你們的關(guān)心和支持，我才能克服一個(gè)一個(gè)的困難和疑咨詢，直至本文的順利完成。在論文馬上完成之際，我的心情無(wú)法安靜，從開始進(jìn)入課題到論文的順利完成，有多少可敬的師長(zhǎng)、同學(xué)、朋友給了我無(wú)言的關(guān)心，在那個(gè)地點(diǎn)請(qǐng)同意我誠(chéng)摯的謝意!最后我還要感謝培養(yǎng)我長(zhǎng)大含辛茹苦的父母，感謝你們！最后，再次對(duì)關(guān)懷、關(guān)心我的老師和同學(xué)表示衷心地感謝。參考文獻(xiàn).田淑珍.S7—200PLC原理及應(yīng)用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，20094.王永華.現(xiàn)代電氣操縱及PLC應(yīng)用技術(shù)[M].北京:北京航空航天大學(xué)出版社,2009。.吉順平.西門子PLC與工業(yè)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2008。.孫同景.PLC原理及工程應(yīng)用[D].北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2008。5.劉軒，王麗偉.機(jī)械手的PLC操縱[J].機(jī)床電器,2006,34-40附錄1系統(tǒng)配件清單AA M0.1== Q0.2名稱型號(hào)數(shù)量按鈕NADWAYWAVE-1GS10變壓器S11-M-100/10KV1電磁閥SMC公司VZ1102電源S-145-241定位模塊EM2532斷路器施耐德NSX100NMic2.240A4P4D3行程開關(guān)施耐德XCRA156急停按鈕ANIUECLA156-11ZS1繼電器歐姆龍G5V-19接近開關(guān)OMRON公司E2E-X5ME22CPU西門子6ES7216--2AD23--0XB01氣缸FESTOSNU-50-100-PPV-A1輸入/出模塊EM2231伺服電機(jī)PanasonicMDMA152P1U2伺服驅(qū)動(dòng)器MDDDT55402選擇開關(guān)H30-21R2指示燈5W/24V7附錄2程序清單主程序:OB1//啟動(dòng)系統(tǒng)TOC\o"1-5"\h\zLDI0.0ONM0.0ANI1.4ANI1.5=M0.0//系統(tǒng)初始化LDSM0.1CALLSBR0//試燈LDI0.1=Q0.0=Q0.1=Q0.3=Q0.4=Q0.5=Q0.6//上電后200ms延時(shí)接通伺服電源LDSM0.0LPSANQ1.5ANQ1.6TONT37,2LPPAT37SQ1.5,2//伺服電源接通后伺服報(bào)警清零輸出點(diǎn)Q1.7產(chǎn)生一個(gè)300ms的清零脈沖信號(hào)LDQ1.5AQ1.6LPSEUSQ1.7,1LRDAQ1.7TONT33,30LPPAT33RQ1.7,1//伺服1位控模塊0啟動(dòng)LDM0.0AA Q1.5Q2.0ANQ2.2L60.0LDI1.4I1.5Q2.2I1.6I2.0L63.7LDL60.0CALLSBR1,L63.7,M4.0,VB66,VD0,VD68,M3.0//伺服2位控模塊0啟動(dòng)LDM0.0M0.1Q2.1ANQ2.3L60.0LDI1.4I1.5Q2.3I2.1I2.3L63.7LDL60.0CALLSBR12,L63.7,M4.1,VB67,VD4,VD72,M3.1//調(diào)用復(fù)位子程序LDI0.2I0.4Q1.6CALLSBR23//手動(dòng)子程序剛開始調(diào)用時(shí)，步進(jìn)脈沖數(shù)清零LDI0.4AM0.0LPSCALLSBR27EURQ2.2,2SQ2.0,2LPPMOVD0,VD118MOVD0,VD122MOVD0,VD110MOVD0,VD114//半自動(dòng)程序剛開始調(diào)用時(shí)，步進(jìn)脈沖數(shù)清零LDI0.5AM0.0LPSCALLSBR26EURQ2.2,2SQ2.0,2LPPTOC\o"1-5"\h\zMOVD0,VD118MOVD0,VD122MOVD0,VD110MOVD0,VD114//自動(dòng)子程序LDM0.0AI0.3CALLSBR25EURQ2.2,2SQ2.0,2//報(bào)警處理LDSM0.0CALLSBR24//急停后，伺服停止，氣缸保持TOC\o"1-5"\h\zLDI1.4SQ2.0,2SQ2.4,1RQ2.5,1初始化子程序：//伺服電源接通后延時(shí)30s系統(tǒng)初始化LDQ1.5AQ1.6LPSANM0.1TONT38,300LPPAT38SM0.1,1//首次上電或者回參考點(diǎn)狀態(tài)時(shí)，狀態(tài)位置位LDM0.1I0.3EUTOC\o"1-5"\h\zSQ2.1,2RM3.0,5RM4.0,10RQ2.2,2MOVB0,VB20MOVW0,VW16MOVW0,VW18MOVW0,VW12MOVW0,VW14RQ2.4,1SQ2.5,1Network3LDM0.1MOVD100000,VD500MOVD20000,VD504MOVD1000000,VD508MOVD50000,VD512復(fù)位子程序：Network1TOC\o"1-5"\h\zLDI0.2SM0.5,1//伺服1復(fù)位LDM0.5=L60.0LDI0.2=L63.7LDL60.0CALLSBR5,L63.7,M4.3,VB68//伺服2復(fù)位TOC\o"1-5"\h\zLDM0.5=L60.0LDM4.3=L63.7LDL60.0CALLSBR16,L63.7,M4.4,VB69//機(jī)械手爪松開LDM0.5SQ2.5,1RQ2.4,1//復(fù)位完成LDI2.2RM0.5,1RM4.3,2END_SUBROUTINE_BLOCK報(bào)警子程序：//伺服1報(bào)警LDI1.6OI2.0OI2.6ANQ1.7=M0.2//伺服2報(bào)警LDI2.1OI2.3OI2.7ANQ1.7M0.3//伺服運(yùn)動(dòng)過(guò)程中松開工件報(bào)警TOC\o"1-5"\h\zLDI0.6OI0.7OI1.0OI1.1AI0.4AI1.3=M0.4//報(bào)警燈顯示LDM0.2OM0.3OM0.4=Q0.0自動(dòng)子程序：//網(wǎng)絡(luò)注釋LDI0.0OM0.7SM0.6,1//伺服1復(fù)位LDI0.3=L60.0LDM0.6=L63.7LDL60.0CALLSBR5,L63.7,M4.5,VB70//伺服2復(fù)位LDI0.3L60.0

LDM4.5LDTOC\o"1-5"\h\z=L63.7LDL60.0CALLSBR16,L63.7,M4.6,VB71//參數(shù)復(fù)位LDI2.2RM0.6,1RM4.5,2//伺服1下降LDI0.3AI2.4ANI2.0=L60.0LDI2.2EU=L63.7LDL60.0CALLSBR3,L63.7,VD500,VD504,1,I1.4,M4.7,VB70,VD76,VD80//下降指示燈TOC\o"1-5"\h\zLDI2.2OQ1.0ANM4.7=Q0.2//伺服1下降完成LDI3.0ANT39=Q1.0//夾緊工件，等待2秒LDQ1.0SQ2.4,1RQ2.5,1ANT39TONT39,20//夾緊指7K燈LDI3.0OQ0.5ANQ2.5=Q0.5//夾緊完成TOC\o"1-5"\h\zLDT39ANQ2.5=Q1.3//伺服1上升LDI0.3ANI1.6=L60.0LDQ1.3=L63.7LDL60.0CALLSBR5,L63.7,M5.0,VB71//上升指示燈LDT39ONQ0.1ANM5.0ANI3.0=Q0.1//上升完成

LDI1.7LDTOC\o"1-5"\h\z=Q0.7//伺服2前進(jìn)LDQ2.4ANI2.3=L60.0LDQ0.7=L63.7LDL60.0CALLSBR14,L63.7,VD508,VD512,1,I1.4,M5.1,VB72,VD84,VD88//前進(jìn)指示燈LDQ0.7ONQ0.3ANM5.1ANI3.1=Q0