=6225025/d14+11236/d16≤900~2500×1012
6225025d12+11236≤900d16×1012
6225025×0.0292+11236≤900×0.0296×1012 即16471pa<535340pa 合格 (2)剪切强度
Z? =160/6 (旋合圈数) H/P ??F/?dbz1 =200×9.8/π×0.029×3.9×(160/6)×10-3 =206.8×103pa
=0.206Mpa<[τ]=40Mpa (3)弯曲强度
2 ?3Fh/?dbzb?1=3×200×9.8×3/π×2.9×3.92×(160/6) =0.48Mpa<[σ]=45Mpa
合格
三、机械手控制系统的设计
S7-200 是一种小型的可编程控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的自动化。S7-200系列的强大功能使其无论在独立运行中,或相连成网络皆能实现复杂控制功能。因此S7-200系列具有极高的性能/价格比。
3.1西门子PLC的I/O分配
根据机械手动作的要求,输入、输出分配如表3-1所示。因为西门子S7-200 CPU226输入端子为24个,输出端子为16个,而所需的输入端子为25,所以外界一个EM223拓展模块。
26
表3-1 PLC输入/输出分配表
输入信号 手动 回原位 连续 回原位 启动 停止 下降 上升 夹紧 松开 手顺转 手逆转 底盘顺转 底盘逆转 下限位 上限位 前限位 后限位 底盘顺限位 底盘逆限位 手顺限位 手逆限位 底旋转脉冲 前行 后退
27
输出信号 I0.0 I0.1 I0.2 I0.3 I0.4 I0.5 I0.6 I0.7 I1.0 I1.1 I1.2 I.13 I1.4 I1.5 I1.6 I1.7 I2.0 I2.1 I2.2 I2.3 I2.4 I2.5 I2.6 I2.7 I3.0 夹紧 手顺转 手逆转 底盘顺转 底盘逆转 前进/后退步进电机 上升/下降步进电机 YA0 YA1 YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 YA 7 YA 8 YA 9 YA10 Q0.0 Q0.1 Q0.2 Q0.3 Q0.4 Q0.5 Q0.6 Q0.7 Q1.0 Q1.1 Q1.2 SA SA SA SB1 SB2 SB3 SB4 SB5 SB6 SB7 SB8 SB9 SB10 SB11 SQ1 SQ2 SQ3 SQ4 SQ5 SQ6 SQ7 SQ8 SB12 SB13 3.2 自动操作程序
自动操作顺序功能流程图见图3-4所示。当机械手处于原位时,按启动I0.4接通,状态转移到S1,驱动前伸Q0.3,当到达前限位使行程开关I2.0接通,状态转移到S2,而S1自动复位。驱动手顺转Q0.7,I2.4接通,状态转移到S3,驱动下降Q0.2,I1.6接通,状态转移到S4,S4驱动Q0.6置位,延时1秒,以使电磁力达到最大夹紧力。当T0接通,状态转移到S5,驱动Q0.0上升,当上升到达最高位,I1.7接通,状态转移到S6。S6驱动Q0.4后退。
移到后限位,状态转移到S7底逆转Q1.2,状态到S8,I2.0接通,状态转移到S9下降。下降到最低位,I1.6接通,电磁铁放松。为了使电磁力完全失掉,延时1秒。延时时间到,T1接通,状态转移到S11上升。上升到最高位,I2.5接通,状态转移到S13后退。后退到后限位,使I2.1接通,状态转移到S14,底盘顺转是I2.1接通,返回初始状态,再开始第二次循环动作。
在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次,但它驱动的线圈,却可以使用多次,但两者不能出现在连续位置上。因此步进顺控的编程,比起用基本指令编程较为容易,可读性较强。
自动连续程序说明:当系统处于自动连续方式时,I0.2为ON,它的动合触点闭合,在初始步时按下启动按钮I0.4,M1得电并保持,就按照图5-5自动功能图进行工作。按下停止按钮I0.7后,M1变为OFF,系统不会立即停止,而是完成当前的工作周期后,机械手最终停止在原位。
3.3手动单步操作程序
上升/下降,左移/右移都有连锁和限位保护。
手动程序说明:用对应机械手的上下前后移动和夹紧松开按钮。按下不同的按钮,机械手执行相应的动作。在前后移动的程序中串联上线位置开关的动合触点是为了避免机械手在较低位置移动时碰撞其他工件。为保证系统安全运行,程序之间还进行必要的连锁。
3.4回原位程序
回原位程序;在系统处于回原位工作状态时,按下回原位按钮(I0.3),M3变为ON,机械手松开和上升,当升到上限位(I1.7变为ON),机械手后退,直到后限位(I2.1为ON)才停止,并且M3复位。
梯形图程序经过检验语法错误以及逻辑上的可靠性后,编译成指令表,以便
28
后传入PLC中。并可以运用软件在线监测PLC的运行情况,同时可以用手持编程器根据现场要求修改程序中的各参数,达到任意位置停止的目的。
图3-4自动控制流程图
29
参考文献
[1] 濮良贵.机械设计[M].北京:高等教育出版社,2003
[2] 张立勋.孟庆鑫.张今瑜.机电一体化系统设计[M].哈尔滨工程大学出版 社,2000
[3]尚久浩. 《自动机械设计》[M].中国轻工业出版社,2006. [4]张铁.谢存禧.机器人学[M].华南理工大学出版社,2001. [5]王积伟.章宏甲. 液压与传动[M].机械工业出版社 [6]周伯英编.工业机器人设计.机械工业出版社,1995
[7]加藤一郎编.上海交通大学机械手及机器人研究室译.机械手图册.上海科 学技术出版社,1979
[8] 李建勇.机电一体化技术.科学出版社,2004 [9]徐灏.机械设计手册.机械工业出版社,2003
[10]张建民.机电一体化系统设计.北京理工出版社,2004 [11]徐灏等.机械设计手册[M].机械工业出版社,2000 [12]吴振彪.机电综合设计指导[M].湛江海洋大学,1999
[13]杨入清.现代机械设计—系统与结构[M].上海:上海科学技术文献出版社,2000 [14]黄永红.电气控制与PLC应用技术.机械工业出版社 [15]孙恒.机械原理.高等教育出版社 [16]刘鸿文.材料力学.高等教育出版社
[17]哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.高等教育出版社
30