水果抓取机械手控制系统设计(4)

2019-03-10 22:39

黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文) 编程语言易于为工程技术人员接受。梯形图语言的图形符号与表达方式和继电器电路图相当接近,只用PLC的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。为不熟悉电子电路、不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

(4)系统的设计、建造工作量小,维护方便,容易改造

PLC用存储逻辑代替接线逻辑,大大减少了控制设备外部的接线,使控制系统设计及建造的周期大为缩短,同时维护也变得容易起来。更重要的是使同一设备经过改变程序改变生产过程成为可能。这很适合多品种、小批量的生产场合。 (5)体积小,重量轻,能耗低

以超小型PLC为例,新近出产的品种底部尺寸小于100mm,重量小于150g,功耗仅数瓦。由于体积小很容易装入机械内部,是实现机电一体化的理想控制设备。

2.2.2 ACMY系列PLC的内部构成

ACMY系列PLC采用整体式结构, CPU板、存储器、I/O板、等基本单元以及电源均组装在主机内,形成一个整体。整个PLC由主机、编程器及其其它外围设备、I/O扩展机等部分组成。

主机上面有外围设备插口,可以插入编程器,EPROM写入器、EPROM用户卡、A/D、D/A模块、高速计数器、RS232C联机通信接口等。其中编程器是组成PLC系统的基本部分,其它外围设备可根据用户需要来配置。 CPU 输入单元 输出单元 用户 输出设备 EPROM (系统程序) RAM (用户程序) 外设接口 扩展接口 用户 输入设备 外围设备 (编程器 EPROM 写入器 用户卡 A/D,D/A 高速计数器 RS232C) I/O 扩展机 图5 ACMY系列PLC的结构

编程器用于程序的写入和修改,用户程序通过编程器上的按键写入到主机内

的RAM中,然后由CPU加以处理,再通过输出端子,将CPU的输入信号送给用户输出设备。

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黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文) EPROM写入器用于将存储在主机RAM中的程序写入到EPROM芯片中去,几固化用户程序;还可将固化在EPROM芯片中的程序读入到主机饿RAM中。 EPROM用户卡为写入了程序的EPROM提供就位插座,然后通过外设I/O接口与主机连接,并让主机按EPROM中的程序运行。

A/D、D/A模块用于将模拟量转换为数字量供主机处理,日然后可用开关量输出或通过模块的D/A口将数字量转换为模拟量输出,可构成实时反馈控制。 高速计数器由6位BCD高速可逆计数器构成,用以实现高速计数。 RS232C联机通信接口用于与IBM微机或兼容机连接。

2.2.3 ACMY系列PLC的功能

ACMY系列PLC具有逻辑操作、计时、计数、移位以及自诊断等基本功能,

主要用于逻辑控制。

ACMY-S256对于,另外还具备A/D,D/A模块ii、高数计数器模块、RS232C联机通信接口模块供扩展功能使用,以实现模拟量输入、输出,数据的传送、比较、变换、算术运算、高数计数以及与IBM微机系统联机通信,以便用图形方式进行编程、调试及监控等。

对于ACMY-S80系列,只具备RS232C联机通信接口。

2.2.4 ACMY系列PLC的使用条件

(一)工作环境 (1)工作温度:0-55℃ (2)存放温度:-20-65℃

(3)湿度:(35-85)%RH(不凝结) (4)空气:无腐蚀性气体。 (二)电源

(1)电压:AC 220V±15%V,110V±15%V。 (2)频率:50Hz。 (3)功率小于或等于25W

(4)耐压:AC1500V、50Hz,1min(I/O端子和接地端) (5)抗干扰强度:1000VP-P、脉宽10us矩形波

(6)抗振强度:16.7 Hz、3mm双振幅(x、y、z三个方面个30 min)

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黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文) 3水果抓取机械手控制系统程序的设计

3.1 总体结构

首先先画出流程图,如图6

向下运动 计时2s 开始 处于原点 运动到底部 按起动按钮 松开水果 运动到底部 向上运动

夹紧水果 运动到顶部 计时3s 向右运动 向上运动 运动到顶部 向右运动 运动到最右端 机械手向下运动

图6机械手动作流程图

根据以上流程图,作出相应编程。本设计用ACMY-S80实现为了便于编程,先绘制出整个程序的结构框图,如图7所示

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黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文) 手动时断开 JMP 手动程序 JME 1008 1009 1010 JMP 单步时 单周期 连续时 断开 1010 断开 1000 断开 KEEP S 1008 R 1009 1014 自动程序 JME

图7总程序结构图

在总程序结构图中运用了JMP跳步指令和JME跳步结束指令。这两对指令是成对使用,用于程序的跳转,其功能为当JMP前的逻辑关系为ON时,则JMP和JME之间的程序停止执行,而跳转去执行JME以下的程序。在JMP和JME之间个逻辑行的继电器保持在触点接通以前。当JMP前的逻辑关系为OFF时,则不执行跳转功能,程序仍照样按顺序执行。

3.2 手动操作程序

在手动操作方式下,各种动作都是按钮操作实现的,其控制程序自动操作而另行设计。手动操作控制很简单,可以很方便地按一般继电器控制线路来设计,其梯形图8。

为了安全,机械手的左/右移动,只有当机械手处于上限位置时才能进行,因此,需在左/右移动的电路中设置上限联锁保护。

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黑龙江八一农垦大学毕业设计(论文) 另外,由于左/右、上/下运动采用双线圈二位电磁阀控制,两线圈不能同时通电,因此在左/右、上/下的电路中设置了互锁环节。

当运动选择开关置于“左/右“时,如机械手处于上限位置,则按起动按钮机械手右移;按停止按钮时,机械手左移。

当运动选择开关置于“夹紧/放松“时按起动按钮时机械手执行夹紧动作,按停止按钮时执行放松动作。

当运动开关置于“上/下”位置时,按起动按钮时下降,按停止按钮时上升。

1011 1002 1000 2004 2003 右移

1006 2003 1012 1000 2004 左移

2001 KEEP 1006 R 夹/松

1013 1000 2002 2000 上升

2002 下降

1006 2000

图8 手动操作梯形图

3.3 自动操作程序

根据ACMY-S80移位寄存器的功能,便可设计机械手自动操作的梯形图程序,该系统是按顺序动作的典型步进控制,因此用步进指令可以较容易地实现。现利用步进指令编程的具体梯形如图9所示。

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