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1、潺河职业技术学院机械手大小球分拣系统指导老师：李远姓名：翟明阳班级：08电气三班学号：3日期：2023.03.17摘要3第一章P1.C应用系统设计基础知识41.1P1.C控制系统设计的原则和内容。41.2P1.C的选型41.2.1 性能与任务相适应51.2.2 P1.C的解决速度应满足时实控制的规定51.2.3 P1.C应用系统结构合理、机型系列应统一5第二章P1.C在大小球的分拣系统中的设计62.1 系统的功能62.2 大小球分拣系统的结构62.3 I/O编址及工作框图72.4 大小球分拣的设计思想82.5 机械手分拣球控制系统的接线图9第三章机械手分拣大小球系统的控制程序103.1 机械手
2、分拣大小球控制的程序流程图103.2 机械手分拣大小球控制程序的梯形图Il第四章总结17参考文献18摘要机械手的积极作用正日益为人们所结识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达成生产工艺的规定，遵循一定的程序、时间和位置来完毕工件的传送。由于，它能大大地改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。特别在高温、高压、粉尘、噪声的场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开发物料搬运机械手，采用的德国西门子S7-20
3、0系列P1.C,对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。用于分捡大小球的机械装置。我们运用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完毕各种动作。第一章P1.C应用系统设计基础知识P1.C应用系统设计重要涉及硬件设计、软件设计、施工设计和安装调试等内容。本课程设计着重在系统设计和程序设计。1.1P1.C控制系统设计的原则和内容。P1.C的选择除了应满足技术指标的规定外，还应着重考虑产品的技术支持与售后服务等情况。最大限度地满足被控对象或产生过程的控制规定。对于一些本来用继电接触器线路不易实现的规定，使用P1.C后，将很容易实现。在满足控制规定前提下，力求使控制简朴、经济、操作和维护方便。对一
4、些过去较为繁琐的控制可运用P1.C的特点加以简化，通过内部程序化外部接线及操作方式。保证控制系统的安全、可靠。同时采用“软件兼施”的办法。考虑到生产的发展和工艺的改善，选择P1.C容量及I/O点数时，应适当留有裕量。一个系统完毕后，往往会发现一些本来没有考虑到的问题，或者新提出的问题，假如事先留有裕量。则P1.C系统极易修改。同时对日后系统工艺的变更提供方便。当然对于不同的用户，规定的侧重点不同，设计的原则也应有所区别，假如以提高产品和安全为目的，则应将系统可靠性放在设计的重点，设立考虑采用冗余控制系统；假如规定系统改善信息管理，则应将系统通信能力与总线网络设计加以强化；假如系统工艺经常变更，
5、则事先充足考虑。1. 2P1.C的选型在满足控制规定的前提下，选型时应选择最佳的性能价格比，具体考虑以下几点。1.1.1 性能与任务相适应对于开关量控制系统的应用系统，当对控制规定不高时，可选用小型P1.C（如西门子公司S7-200系列P1.C或OMoN公司系列CPM1A/CPM2A型P1.C）就能满足规定，如对小型泵的顺序控制、单台机械的自动控制等。对于以开关量控制为主，带有部分模拟量控制的应用系统，如对工业生产中常碰到的温度、压力、流量、液位等连续量的控制，应选用带有A/D转换的模拟量输入模块和带有D/A转换的模拟量输出模块，配接相应的传感器、变送器和驱动装置，并且选择运算功能较强的中小型
6、P1.c如西门子公司的S7-300系列P1.C或OMRON公司的C0M/CQM1H型P1.Co对于比较复杂的中大型控制系统，如闭环控制、PID调节、通信联信网4等,可选用中大型P1.C（如西门子公司的S7-400系列P1.C或OMRc）N公司的C200HEC200HGC200HXCV/CVM1等P1.C）。当系统的各个控制对象分布在不同的地区时，应根据各部分的具体规定来选择P1.C,一组成一个分布式的控制系统。1.1.2 P1.C的解决速度应满足时实控制的规定P1.C工作时，从输入信号控制存在着滞后现象，即输入量的变化，一般要在12个扫描周期之后才干反映到输出端，这对于一般工业控制是允许的。但
7、有些设备的实时性规定教高，不允许有教大的滞后时间。例如，P1.C的I/O点数在几十到几千点范围内，这时用户应用程序的长短对系统的响应速度会有较大的差别。滞后时间应控制在几十毫秒之内，应小于普通继电器的动作时间。1.1.3 P1.C应用系统结构合理、机型系列应统一P1.C的结构分为整体式和模块式两种。整体式结构把P1.C的I/O和CPU放在一块电路板上，省去插接环节，体积小，每一I/O点的平均价格比模块式的便宜，合用于工艺过程比较稳定、控制规定比较简朴的系统。模块式P1.C的功能扩展，DO点数的增减，输入与输出点数的比例，都比整体式灵活。维修更换模块、判断与解决故障快方便，合用于工艺过程变化教多
8、、控制规定复杂的系统。在使用时，应按实际具体情况进行选择。结合以上几点，在设计P1.C机械手在大小球分选系统中用的P1.C的选型为西门子S7-200系列的可编程控制器。第二章P1.C在大小球的分拣系统中的设计1.1.4 的功能机械手分拣大小球的控制功能规定为：1）原位：机械手原始状态为左上角原位处，即上限开关1.S3及左限开关1.Sl压合，同时机械手处在放松状态和球槽内有球（接近开关PS吸合），这时原位显示亮，表达准备就绪。2）按下启动按钮SBI后，机械手下降，通过2s后机械手一定会碰到球。假如同时碰到下限开关1.S2,则一定是小球；假如此时未碰到下限开关1.S2,则一定是打球。3）机械手吸住
9、球后就提高，碰到上限开关1.S3后就右行。4）假如是小球，则右行到1.S4处；假如是大球，则右行到1.S5处。5）机械手下降，当碰到下限开关1.S2时，将小球释放到小球容器中；假如是大球，则释放到大球容器中。6）释放后机械手提高，碰到上限开关1.S3后，左行。7）左行至碰到左限开关1.Sl时停下来，至此，一个工作循环结束。1.1.5 球分拣系统的结构机械手分拣大小球的工作示意图如图1.1所示。1.Sl1.S41.S5图1.1机械手分拣大小球的工作示意图2.3I/O编址及工作框图2.4大小球分拣的设计思想输出输入左限位开关XO手动抓紧X13左移指示YO小球右限位开关Xl手动放松X14右移指示Yl
10、大球右限位开关X2手动上移X15上移指示Y2上限位开关X3手动下移X16下移指示Y3下限位开关X4手动左移X17抓紧/放松Y4启动按钮XlO小球手动右移X20原点指示Y5停止按钮Xll大球手动右移X211）当输送机处在起始位置时，上限位开关和左限位开关被压下，极限开关断开。2）启动装置后，捡球装置下行，一直到极限开关闭合。此时。若碰到的是小球，则压力传感器仍为断开状态；若碰到的是大球，则压力传感器闭合状态。3）吸起小球后，则捡球装置向上行，碰到上限位开关后，捡球装置向右行；碰到右限位开关（小球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将小球释放到小球箱里，然后返回到原位。4）假如吸起的是大
11、球，捡球装置右行碰到另一个右限位开关（大球的右限位开关）后，再向下行，碰到下限位开关后，将大球释放到小球箱里，然后返回到原位。第三章机械手分拣大小球系统的P1.C程序同K50-X4TO-3.1机械手分捡大小球控制程序流程图根据规定，该控制流程根据吸住的是(大球、小球)有两个分支，此处应为分支点，且属于选择性分支。分支在机械臂下降之后根据接近开光(XO)的通断,分别将球吸住、上升、右行到SB4或SB5处下降，此处应为汇合点。然后再释放、上升、左移到原点。- oY5-QYO- OM3QM4QYlQY2QY3- OCRSTY4JQCSETY4-OY3-SETYZl-OTaK50OY2-OYO当按下S
12、MO.1时，SO.0得电，假如转换条件满足，SO.1得电捡球装置下降捡球平板，当下降的捡球平板碰到下限开关SB2时，S0.2得电，停止下降，捡球装置给平板处的电磁线圈(KM)通电，捡球平板产生电磁吸力吸住钢球，此时压力感应器10.4用来判断是吸住的大球还是小球，假如压力感应器10.4的输出断开，说明吸住的是小球，而如是闭合的，则说明吸住的是大球。当吸住钢球后，S0.3得电捡球平板上升，碰到上限开关后开始右行，10.5为小球位限位开关，10.6为大球位限位开关，在右行的过程中，假如吸住的是大球，S0.6得电，则要到碰到I06才停止右行，S0.7得电，下降到下限开关位置，S1.O得电，断电释放钢球
13、，然后S1.o得电上升到上限开关位置停止上升，S1.2得电，开始左行,碰到左极限停止左行；而假如是吸住的小球，则在右行的时候碰到10.5就停止右行，S0.7得电，下降到下限开关出停止下行，S1.O得电，断电释放钢球，然后上升到上极限位置停止上升，S1.2得电，开始左行，到左极限停止左行，吸球时间T37为2s,释放球时间T38也为2s)当将旋钮开关I1.O后，系统由开始捡球到放球，返回再次开始捡球，如此循环不断的进行捡球和放球的过程，直到按下停止按钮，系统才停下来不工作。当系统在连续运营时，停止方式有两种，一种是正常停止：就是按下停止按钮后，系统要将整个周期剩下的环节所有进行完，然后回到原点才停止工作。此外一种是紧急停止：就是用来解决紧急情况下来及时停止整个系统工作的，一按紧急停止，系统立刻停止，不管已经工作到什么位置。3.2机械手分拣大小球控制程序的梯形图XOllo-ll-亭止按钮SETMOM80022-Il-SETSORSTY004抓紧ST1.SOX021嘉熹本移X002位6566X003扁FSETS2381(YoO2上移82X003IISETS3285上限&ST1.S3286X0021.才fnn大晒限右移88位89ST1.S23XOOlIISFTS3392，卜球若限l&ST1.S3293X002IISETS33火球若限l位93X002_IISETS33大球若限&1.96
