機電傳動控制課程設(shè)計---倉儲機器人搬運控制設(shè)計

1、<p><b>　　目錄</b></p><p>　　1.課程設(shè)計的任務及要求·························

2、83;· 3</p><p>　　課程設(shè)計的任務····························· 3<

3、;/p><p>　　課程設(shè)計的基本要求························· 3</p><p>　　2. 設(shè)計思路·&

4、#183;····································

5、; 4 </p><p>　　3. 程序設(shè)計······························

6、3;······· 5</p><p>　　3.1 PLC選型·······················

7、83;·········· 5 </p><p>　　3.2 端子分配圖····················

8、··········· 5</p><p>　　3.3 順序功能圖····················

9、;··········· 6</p><p>　　3.4 梯形圖····················

10、··············· 7</p><p>　　4. 程序模擬調(diào)試說明···············&#

11、183;·············· 16</p><p>　　5. 結(jié)束語················&#

12、183;······················· 17</p><p>　　6. 參考文獻·······&

13、#183;······························ 18</p><p><b>　　

14、前言</b></p><p>　　工業(yè)機器人在工業(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。</p><p>　　20世紀50年代末，美國在機械手和操作機的基礎(chǔ)上，采用伺服機構(gòu)和自動控制等技術(shù)，研制

15、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)機器人；60年代初，美國研制成功兩種工業(yè)機器人，并很快地在工業(yè)生產(chǎn)中得到應用；1969年，美國通用汽車公司用21臺工業(yè)機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)達國家都很重視研制和應用工業(yè)機器人。</p><p>　　由于工業(yè)機器人具有一定的通用性和適應性，能適應多品種中、小批量的生產(chǎn)，70年代起，常與數(shù)字控制機床結(jié)合在一起，成為柔性制造單元或柔性制造

16、系統(tǒng)的組成部分。</p><p>　　從90年代初期起，我國的國民經(jīng)濟進入實現(xiàn)兩個根本轉(zhuǎn)變時期，掀起了新一輪的經(jīng)濟體制改革和技術(shù)進步熱潮，我國的工業(yè)機器人又在實踐中邁進一大步，先后研制出了點焊、弧焊、裝配、噴漆、切割、搬運、包裝碼垛等各種用途的工業(yè)機器人，并實施了一批機器人應用工程，形成了一批機器人產(chǎn)業(yè)化基地，為我國機器人產(chǎn)業(yè)的騰飛奠定了基礎(chǔ)。</p><p>　　雖然中國的工業(yè)機器人產(chǎn)業(yè)

17、在不斷的進步中，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)機器人很多核心技術(shù)，當前我們尚未掌握，這是影響我國機器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一個重要瓶頸。</p><p>　　1. 課程設(shè)計的任務及要求</p><p>　　1.1 課程設(shè)計的任務</p><p>　　根據(jù)要求，設(shè)計出一套plc控制系統(tǒng)，并且控制機器人實現(xiàn)搬運工件的目的，畫出端子分配圖

18、、順序功能圖，設(shè)計并調(diào)試PLC控制梯形圖。</p><p>　　1.2 課程設(shè)計的基本要求</p><p>　　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器，兩</p><p>　　個儲物架中間有搬運機器人，機器人可以實現(xiàn)上升、下降、正轉(zhuǎn)180度、</p><p>　　反轉(zhuǎn)180度、手臂伸出、手臂縮回、手臂微抬、手臂微降等動

19、作。機器人</p><p>　　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</p><p>　　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</p><p>　　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</p><p>　　擇狀態(tài)，即1--1、1--2、1--3

20、、2--1、2--2、2--3、3--1、3--2、3--3，</p><p>　　根據(jù)方向選擇和狀態(tài)選擇，決定機器人的動作過程。選擇好后，按啟動按</p><p>　　鈕，機器人開始工作。自己設(shè)定機器人的初始位置。</p><p><b>　　2. 設(shè)計思路</b></p><p>　　根據(jù)任務要求，我畫出了題目示意

21、圖，并且確定了機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器人上升的位置，用工件位置傳感器來控制機器人手臂伸出位置，用機器人手臂縮回傳感器來檢測手臂縮回，用機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)控制機器人旋轉(zhuǎn)。</p><p><b>　　圖1 示意圖</b></p><

22、;p><b>　　3. 程序設(shè)計</b></p><p>　　3.1 PLC選型</p><p>　　選擇PLC的機型，選擇時主要包括機型、容量、I/O模塊和電源的選擇。</p><p>　　這個機器人搬運控制系統(tǒng)有15個輸入，8個輸出，因此選擇CPU216比較好。</p><p>　　PLC主機：選擇S7-2

23、00系列PLC作為機器人搬運控制系統(tǒng)的主機，型號為</p><p><b>　　CPU216。</b></p><p>　　a. 23個輸入/8個輸出共31個數(shù)字量I/O點。</p><p>　　b. 13KB的程序和數(shù)據(jù)存儲區(qū)空間。</p><p>　　c. 6個100ms定時器，完全滿足本設(shè)計需要。</p>

24、;<p>　　3.2 端子分配圖</p><p>　　如圖2所示，為機器人搬運控制系統(tǒng)的端子分配圖</p><p>　　圖2 端子分配圖</p><p>　　3.3 順序功能圖</p><p>　　根據(jù)題目要求，畫出順序功能圖如圖3所示</p><p>　　圖3 順序功能圖</p>

25、;<p>　　按下啟動按鈕，M1.0有效，輸出Q0.0機器人上升，M0.2步為活動步輸出Q0.2機器人微降，M0..4為活動步時輸出Q0.3加緊工件，定時器開始定時1s，M0.5為活動步時輸出Q0.4機器人微抬手臂，M0.6為活動步時輸出Q0.5機器人縮手，M0.7為活動步時輸出Q0.6機器人旋轉(zhuǎn)，M1.0為活動步時輸出Q0.1機器人伸手，M1.1動步時輸出Q0.2機器人微降，M1.2為活動步時輸出Q0.7機器人松開工件并

26、且1S后轉(zhuǎn)回。</p><p>　　3.4 搬運控制系統(tǒng)梯形圖</p><p>　　根據(jù)順序功能圖，畫出該系統(tǒng)的梯形圖如圖4所示。</p><p>　　圖4 搬運系統(tǒng)控制梯形圖</p><p>　　當輸出Q0.0時，機器人上升，當輸出為Q0.1時，機器人伸手，當輸出為Q0.3時夾緊工件，1S后手臂微抬，輸出Q0.5時機器人縮手，輸出Q0.

27、6時機器人旋轉(zhuǎn)，輸出Q0.7時機器人松開工件，1s后返回原位。</p><p>　　圖5 手動控制梯形圖</p><p>　　按下I1.7機器人上升，按下I2.0機器人伸手，按下I2.4機器人縮手，按下I2.1機器人手臂微降，按下I2.3機器人手臂微抬，按下I2.2工件夾緊，按下I2.6工件松開，按下I2.5機器人旋轉(zhuǎn)。</p><p>　　4. 程序模擬調(diào)試

28、說明</p><p>　　雙擊桌面V4.0 STEP7 MicroWIN SP3圖標進入編程界面，編寫程序。編寫程序好了以后，對程序進行初步編譯，提示沒有錯誤和警告后將程序?qū)С?。使用S7_200漢化仿真 V2.0對導出程序進行仿真模擬。</p><p>　　按下啟動按鈕I0.0后斷開，機器人上升，按下選擇開關(guān)I0.4，I0.5或者I0.6后斷開，機器人伸手，按下I1，2機器人微降，然后按下

29、I1.3后，機器人夾緊工件并且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)。</p><p><b>　　5. 結(jié)束語</b></p><p>　　本學期《機械傳動控制基礎(chǔ)》學習結(jié)束了，在老師的悉心教導下，學習這門課程收獲了許多工程應用知識。在課程的最后進行兩周的課程設(shè)計，讓我受益匪淺，

30、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會了一下PLC的基本應用和對一些簡單PLC控制可以進行設(shè)計。平時我們的學習都處于理論的學習狀態(tài)，沒有訓練實際應用的自行設(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，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

31、謝！</p><p><b>　　6. 參考文獻</b></p><p>　　[1]陳白寧，段智敏，劉文波.機電傳動控制基礎(chǔ)[M].沈陽：東北大學出版</p><p><b>　　社，2008.</b></p><p>　　[2]陳白寧，任曉虹.機電傳動控制實驗指導書，沈陽理工大學機械工程學&l

32、t;/p><p><b>　　院2007. </b></p><p>　　[3]鄭鳳翼，金沙.圖解西門子S7-200系列PLC應用88例.電子工業(yè)出版社，</p><p><b>　　2009.</b></p><p>　　[4]王阿根.西門子S7-200 PLC編程實例精解.電子工業(yè)出版社，2011