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基于PLC的五轴注塑机械手控制系统的实现

作　者: 董曼鸽
导　师: 朱荣明
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 控制理论与控制工程
关键词: 注塑机机械手 PLC 伺服电机
分类号: TP241
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 455次
引　用: 2次
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内容摘要

注塑机械手是为注塑生产自动化专门配备的自动化设备，通过编制工艺程序控制其按照预设要求执行工艺流程。它能模仿人体上肢的部分功能，完成工业生产中的危险操作。随着它的应用，可以实现安全生产，提高生产效率。本文以五轴注塑机械手为研究对象，选用台湾永宏FBS-60MCT-66型号的PLC为控制器，提出了一种基于PLC控制器的五轴注塑机械手控制系统设计方案，满足注塑机的工艺要求及机械手安全操作规范，保证了机械手安全可靠的运行。本文讨论了伺服电机的选型过程，确定了本次用到的五个伺服电机的大小。PLC外接所选的五个伺服电机、两个扩展远程IO板和一个注塑机输入输出板，伺服电机驱动机械臂按照预设路径运行，远程IO板实现开关动作，如翻平、翻直及吸取等动作，注塑机输入输出板实现机械手和注塑机的联机。通过编程实现了机械手归零、手动操作、工艺程序验证、全自动运行以及故障检测和处理功能。经过现场应用证明，依据本方案实现的机械手具有良好的系统性能及安全性能。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第一章绪论  7-11
  1.1 引言  7-8
  1.2 主要研究内容及取得成果  8-9
    1.2.1 主要研究内容  8-9
    1.2.2 取得成果  9
  1.3 章节安排  9-11
第二章机械手伺服电机的选择及控制  11-19
  2.1 负载惯量和电动机惯量的匹配  11-13
    2.1.1 惯量匹配的概念及其影响  11-12
    2.1.2 惯量不匹配的解决方法  12-13
  2.2 伺服电机的选型方法介绍  13-16
    2.2.1 负载传动模型  13-14
    2.2.2 电机选型方法  14-16
  2.3 伺服电机的控制  16-17
  2.4 本章小结  17-19
第三章五轴注塑机械手控制系统的硬件设计  19-33
  3.1 PLC 控制器介绍  19-26
    3.1.1 NC 定位控制指令  20-24
    3.1.2 通讯指令  24-26
  3.2 机械手与注塑机的联机信号  26-27
  3.3 机械手控制系统的硬件设计  27-31
    3.3.1 控制系统的硬件组成  27-29
    3.3.2 硬件信号分配  29-31
  3.4 本章小结  31-33
第四章五轴注塑机械手控制系统的软件实现  33-65
  4.1 总体方案设计  33-40
    4.1.1 坐标轴的定义  33-34
    4.1.2 功能设计  34-35
    4.1.3 总体方案  35-36
    4.1.4 存储区域的分配及数据存储格式的定义  36-40
  4.2 全自动运行的实现  40-54
    4.2.1 全自动运行的实现思想  40-43
    4.2.2 子程序模块的实现  43-54
  4.3 程序验证功能的实现  54-55
  4.4 归零功能的实现  55-58
    4.4.1 X/Y/U/V 向归零实现  55-57
    4.4.2 Z 向归零实现  57-58
  4.5 手动操作功能的实现  58-60
    4.5.1 X/Y/U/V 轴寸动功能实现  58-59
    4.5.2 Z 轴寸动功能实现  59
    4.5.3 开关动作及单轴自动定位功能的实现  59-60
  4.6 机械手安全控制  60-64
    4.6.1 安全要求  60-61
    4.6.2 故障类别及检测  61-64
    4.6.3 寸动功能实现中的安全考虑  64
  4.7 本章小结  64-65
第五章总结与展望  65-67
  5.1 工作总结  65
  5.2 展望  65-67
致谢  67-69
参考文献  69-73
附录 A  73-75
附录 B  75-83
附录 C  83-86

基于PLC的五轴注塑机械手控制系统的实现

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