摘  要

【摘要】 機械手在柔性生產(chǎn)線中得到了廣泛的應用，特別是電器制造、汽車維修、塑料加工、通用機械制造及金屬加工等工業(yè)。

本文主要介紹了基于PLC的機械手搬運控制系統(tǒng)的實現(xiàn)，對物料搬運分揀單元的整體結(jié)構(gòu)、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進行了分析。搬運分揀站根據(jù)上一站的加工信號，并通過磁性傳感器和電磁閥對機械手的控制，完成物料的搬運和分揀。

本系統(tǒng)使用STEP 7-Micro/WIN V4.0 編程軟件，完成軟件的編程，西門子S7-200完成機械手的順序控制并由不同的氣缸完成執(zhí)行動作。實現(xiàn)S7-300與S7-200構(gòu)成主-從站的網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)，在觸摸屏上顯示相關(guān)的操作信息。

【關(guān)鍵詞】 機械手；PLC；物料分揀；STEP 7-Micro/WIN V4.0。

英文題目

Abstract

【ABSTRACT】Manipulator in a flexible production line with a wide range of applications, especially in the electrical manufacturing, vehicle maintenance, plastics processing, general machinery manufacturing and metal processing industries.

This paper describes the handling of PLC-based manipulator control system, the overall structure of the material handling sorting unit, the implementation structure, drive and control systems analysis. Handling the sorting station to stop processing the signal, and complete material handling and sorting by magnetic sensors and electromagnetic valves control the manipulator.

This system uses the STEP 7-Micro/WIN V4.0 programming software, to complete the programming of the software, Siemens S7-200 to complete the sequence of manipulator controlled by a different cylinder to complete the implementation of the action. Achieve the S7-300 and S7-200 constitute the master - slave network structure on the touch screen to display the operating information.

【KEYWORDS】 manipulator；PLC；Material sorting；STEP 7-Micro/WIN V4.0。

目  錄

1 引言 1

1.1 研究目的與意義 1

1.2  MES及柔性自動化生產(chǎn)線 1

1.2.1 MES的定義 1

1.2.2 柔性自動化生產(chǎn)線 1

1.3 PLC的歷史，現(xiàn)狀和趨勢 1

1.3.1 PLC的發(fā)展歷史 1

1.3.2 PLC發(fā)展現(xiàn)狀 2

1.3.3 PLC的發(fā)展趨勢 2

1.3.4 本設計所使用的PLC 2

1.4 機械手發(fā)展現(xiàn)狀、趨勢 2

1.4.1 機械手 2

1.4.2 國內(nèi)外機械手的現(xiàn)狀、趨勢 2

1.4.3 本系統(tǒng)設計所使用的機械手 3

1.5 本章小結(jié) 3

2 系統(tǒng)硬件 4

2.1 MES網(wǎng)絡型模塊式柔性自動化生產(chǎn)線實訓系統(tǒng) 4

2.1.1 產(chǎn)品特點 4

2.1.2 技術(shù)性能 5

2.1.3 系統(tǒng)配置 5

2.1.4 系統(tǒng)工作工程 6

2.2 搬運分揀站 7

2.2.1 主要組成與功能 7

2.2.2 氣動手指、氣缸及其氣動技術(shù) 7

2.2.3 電磁閥 12

2.2.4 磁性開關(guān) 12

2.2.5 調(diào)速閥、浮動接頭 13

2.3 主控單元 14

2.3.1 主要組成與功能 14

2.3.2 網(wǎng)絡控制及工作流程 14

2.3.3 觸摸屏 15

2.4 PLC概述 16

2.4.1 PLC的的結(jié)構(gòu) 16

2.4.2 PLC工作原理 17

2.4.3 西門子S7-200 ，CPU224 17

2.4.4 EM277 PROFIBUS-DP 模塊 18

2.4.5 西門子S7-300 ，CPU 313C-2DP 19

2.5 本章小結(jié) 20

3 系統(tǒng)軟件 21

3.1 STEP 7-Micro/WIN V4.0 編程軟件 21

3.1.1 S7-200系統(tǒng)PLC的編程系統(tǒng) 21

3.1.2 STEP7系列PLC編程語言 22

3.2 STEP-7編程軟件 23

3.3 EV5000_V1.6_CHS 23

3.4 本章小結(jié) 24

4 機械手搬運分揀系統(tǒng)的實現(xiàn) 25

4.1 機械手搬運分揀系統(tǒng)原理圖 25

4.2 氣動回路原理圖 25

4.3 控制要求 26

4.4 流程圖 27

4.5 順序控制圖 28

4.6 梯形圖 30

4.7 主控單元組態(tài)硬件 32

4.8 觸摸屏界面的組態(tài) 32

4.9 本章小結(jié) 34

5 系統(tǒng)的調(diào)試和分析 35

5.1 系統(tǒng)的調(diào)試 35

5.1.1 機械手搬運分揀的調(diào)試 35

5.1.2 觸摸屏中橫臂機械手單元調(diào)試 35

5.2 系統(tǒng)的分析 39

5.2.1 電磁閥漏氣現(xiàn)象 39

5.2.2 無桿氣缸限位誤差 39

5.2.3 CPU 313C-2DP 無法正常工作 39

5.3 本章小結(jié) 39

參考文獻 40

致 謝 41

附錄 42