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    FX3U80MR在搬運機械手PLC控制系統教學實現
    2017-09-24 02:15:28  

    FX3U——80MR在搬運機械手PLC控制系統教學實現

    前言:隨著工業自動化的普及和發展,機器換人的控制器的需求量逐年增大,想學PLC編程的人越來越多,為方便我校學員掌握FX3U—80MR編程技能,通過機械手編程實現半天理論與半天實驗教學。搬運機械手的應用主要在汽車,電子,機械加工、食品、醫藥、家用各領域的生產流水線或貨物裝卸調運,降低其他搬運方式的限制和不足,滿足現代物流發展的要求。

    本教學機械手的編程主要包括由兩個虛擬的電磁閥控制的液壓鋼來實現機械手的上升下降運動及夾緊工件的動作,兩個轉速不同的電動機分別通過兩線圈控制電動機的正反轉,從而實現機械手的快進、慢進、快退、慢退的運動運動;其動作轉換靠設置在各個不同部位的模擬行程開關(SQ1---SQ9)產生的通斷信號傳輸到PLC控制器,通過PLC內部程序輸出不同的信號,從而驅動外部線圈來控制電動機或電磁閥產生不同的動作,可實現機械手的精確定位;機械手動作過程包括:下降、夾緊、上升、慢進、快進、慢進、延時、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退;其操作方式包括:回原位、手動、單步、單周期、連續;來滿足生產中的各種操作要求。

    關鍵詞:電工人員編程機械手,南昌八一技校學PLC,工業信息化人才培養

    項目文檔目錄

    系統分析概況……………………………………………………………….1

    第一章 模擬機械手的系統組成

    1.1 模擬機械手的輸出部分…………………………………………………2

    1.2 模擬機械手的控制面板………………………………………………………3

    1 操作面板及動作說明……………………………………………………

    1.3 模擬機械手工序分析………………………………………………………3

    第三章 模擬機械手硬件主電路與PLC控制系統設計

    3.1 模擬機械手主電路結構及其控制………………………………………………

    3.2 模擬機械手PLC控制系統硬件設計…………………………………………

    3.3 模擬機械手控制程序設計方案………………………………………………

    1  I/O分配…………………………………………………………………

    2 梯形圖的設計……………………………………………………………

    1) 梯形圖的總體設計……………………………………………………

    2) 各部分梯形圖的程序實現…………………………………………………

    3) 繪制模擬機械手PLC控制梯形圖……………………………………

    第四章 模擬機械手調試與修正

    4.1 手動調試操作仿真…………………………………………………

    4.2 回原點操作仿真…………………………………………………

    4.3 單步操作仿真…………………………………………………

    4.4 半自動操作仿真…………………………………………………

    4.5 全自動操作仿真…………………………………………………

    第五章  模擬機械手教學效果評估

    結     論………………………………………………………………………

    學生配套設備………………………………………………………………….

    附錄一:語句表  梯形圖  I/O接線圖

    系統分析概況

    模擬機械手:mechanical hand,也被稱為自動手,auto hand是工業革命水平標準,是工業機械人基礎課程,通過模仿人手和臂的某些動作功能,用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。已經代替人的繁重勞動以實現生產的機械化和自動化,能在有害環境下操作以保護人身安全,因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能、生活各個方面部門。

    機械手與人手一樣主要由手部、運動機構和控制系統三大部分組成。手部是用來抓持工件(或工具)的部件,根據被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業要求而有多種結構形式,如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構,使手部完成各種轉動(擺動)、移動或復合運動來實現規定的動作,改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構的升降、伸縮、旋轉等獨立運動方式,稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體,模仿人的關節需有6個自由度。自由度是機械手設計的關鍵參數。工業機器人自由度越多,機械手的靈活性越大,通用性越廣,其結構也越復雜。一般專用機械手有2~3個自由度。

    機械手的種類,按驅動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手;按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種;按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續軌跡控制機械手等。

    機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置,如在自動機床或自動生產線上裝卸和傳遞工件,在加工中心中更換刀具等,一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱,如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械手在鍛造工業中的應用能進一步發展鍛造設備的生產能力,改善熱、累等勞動條件。

    為便于實際教學,本項目只從簡單機械手開始研究編程,搬運物料設備開始;

    第一章 模擬機械手的系統組成

    機械手PLC編程001副本.jpg

    FX3U—80MR概況及在機械手中的應用

    機械手PLC編程002副本.jpg

    模擬機械手面板結構:

    機械手PLC編程004副本.jpg

    工序分析:

    機械手PLC編程006副本.jpg

    第二章 模擬機械手總體設計方案

    2.1搬運機械手結構及其動作

    本機械手用于生產線上工件的自動搬運,根據對機械手的工藝過程及控制要求分析,機械手的動作過程如圖3—1所示:

    機械手PLC編程007副本.jpg

    圖2—1機械手的動作周期

    2.2模擬機械手的控制過程PLC上四個指示燈完成

    如圖3—2所示由A、B兩個液壓缸完成工件的夾緊和提升的動作,A缸通過一個單電兩位四通電磁換向閥控制工件的夾緊、放松,B缸通過一雙電兩位四通電磁閥控制機械手的升降;由小車實現機械手的移動。該小車由兩臺電動機驅動,一臺是高速,一臺是慢速。當小車前進時以慢—快—慢的形式進行,返回時按慢—快—慢的形式后退。當工件從傳送帶傳輸到機械手下方時,工件碰壓行程開關SQ1,B缸活塞桿伸出,帶動機械手下降,下降至終點碰壓行程開關SQ3與機械手夾鉗相連的A缸活塞桿收進,機械手將工件夾緊;當工件夾緊到位時,行程開關SQ5動作,B缸的活塞桿收進,把工件提升;當工件提升到最高位置時碰壓行程開關SQ4,啟動小車慢速右行;當小車碰壓行程開關SQ7時轉為快速行走;接近終點時小車碰壓行程開關SQ8,轉為慢速行走;行至右端行程開關SQ9,小車停止前進;停留5秒后,B缸活塞桿再次外伸,機械手下降至終點,A缸活塞桿外伸帶動夾鉗松開,將工件放下;然后機械手上升,小車以慢—快—慢的形式沿原路返回,恢復到圖示所示的原點位置。

    2.3機械手的控制要求

    上述面板設置的工作方式選擇開關。分為手動和自動操作,其中自動操作中包括了:單步、單周期、連續;手動操作包括手動監控和回原位的操作。

    手動操作:供監控點動維修用,即用按鈕對機械手的每一步動作單獨控制。例如,當選擇手動操作時,按下上升/下降按鈕,機械手在滿足條件情況下即執行相應的動作,其它動作以此類推。

    回原位:當由于斷電或其它原因導致機械手運行中途停止時,再次通電將操作方式選擇置于回原位位置,按下復位按鈕,機械手即可按最短路徑的原則返回到原點位置。每次開機都必須經過回原點操作完畢后才能進入自動操作狀態;

    單步運行:經過回原點操作后,控制面板的檔位開關扳到單步位置,X12接通,監控PLC狀態接通的。按通X15,M8041接通,斷開X15,M8041也斷開。供試用,即沒按一次啟動按鈕機械手向前執行一個動作后停止。

    單周期運行:供首次檢驗用,當機械手在原點時按下啟動按鈕,機械手自動執行一個周期后停止在原點位置

    連續運行:正常使用,當機械手在原點并按下啟動按鈕時,機械手周而復始的執行各工步動作。

    該機械手在自動工作狀態時,應先將其工作方式選擇開關放在“返回原位”,并按下返回原位按鈕,對狀態器進行置位,然后再將工作方式選擇開關放置自動工作方式下。若自動工作狀態解除,則硬件工作方式選擇開關放置于“手從操作”位置。

    第三章 搬運機械手硬件系統設計

    硬件系統設計包括機械部分主電路和PLC電氣控制部分的設計。


     
     
     
     
     
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