机器人课程设计说明书.docx
- 文档编号:9174913
- 上传时间:2023-02-03
- 格式:DOCX
- 页数:21
- 大小:20.58KB
机器人课程设计说明书.docx
《机器人课程设计说明书.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机器人课程设计说明书.docx(21页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
机器人课程设计说明书
课程设计说明书
设计名称:
机器人课程设计
自动分货机
题
目:
学生姓名:
专
班
学
业:
机械设计制造及其自动化
级:
号:
13机械3班
指导教师:
日
期:
2016年1月15日
课程设计任务书
机械设计制造及其自动化
专业
13
年级
机械3
班
一、
二、
三、
设计题目
自动分货机
主要内容
利用德国慧鱼公司的“智能创意教具”模型,设计、装配出较有创意的机构或机械设
备模型,使用可编程控制器PLC编写控制程序,实现对模型工作状态的正确控制。
具体要求
1.查阅资料,复习先修课程(如:
机电传动控制,数控技术、机械原理、机械设计等);
2.熟悉慧鱼模型组件,设计装配出较有创意的机构模型;
3.学习可编程控制器PLC相关内容;
4.编制PLC控制程序,实现对模型的正确控制;
5.整理和撰写设计说明书(不少于1500字,图表除外)。
四、
进度安排
本课程设计的计划时间为2周,按10个工作日计算,进度安排如下:
1、查阅资料,熟悉模型组件,设计装配出较有创意的机构模型
2天
2天
3天
2、学习可编程控制器PLC相关内容
3、完成机械模型与PLC的接线设计,编制控制程序
4、完成整体调试
0.5天
2天
5、撰写设计说明书
6、验收及其它
0.5天
五、
完成后应上交的材料
1.设计说明书1份,主要内容如下:
●
●
●
●
●
课程设计的主要内容和任务;
机构模型的原理图(或实体图),以及模型的工作原理;
机械模型与PLC的接线设计,PLC的程序设计;
结论及心得体会;
参考文献。
2.将设计程序和模型图片,或模型工作过程的录像(最佳)整理好,刻录光盘统一上交。
六、
总评成绩
指导教师
签名日期
审核日期
年
年
月
月
日
日
系主任
佛山科学技术学院课程设计用纸
目
录
一、自动分货机的设计简介..............................................1
1.1主要内容......................................................1
1.2任务分析.......................................................1
1.3设计理念.......................................................1
二、自动分货机的设计流程及工作原理....................................2
2.1总体工作流程...................................................2
2.2进料检测部分..................................................2
2.3履带传送与颜色检测部分.........................................3
2.4升降机的升降部分...............................................4
2.5卸料板部分....................................................5
2.6灯光部分......................................................5
三、PLC系统控制的工作原理............................................6
3.1PLC在慧鱼接口板的接线.........................................6
3.2PLC对模型的接线...............................................6
3.3PLC的控制程序.................................................7
3.4PLC与模型的调试..............................................10
四、结论及心得体会...................................................13
五、参考文献.........................................................14
佛山科学技术学院课程设计用纸
一、自动分货机的设计简介
1.1主要内容
利用德国慧鱼公司的创意模型设计、装配出有创意的机构或机械设备模
型,在模型完成之后应用PLC(可编程控制器)编程以及对程序的调试最终能
完成对模型的各种功能的控制和模型的各种实现功能。
1.2任务分析
学习机械机构,机械原理,自动分炼机原理,自动生产线原理,PLC的命令运
用和基本知识,收集各种慧鱼模型的知识来设计出有创意的慧鱼机械模型,运用PLC
的编程软件来实现设计的慧鱼模型来进行各种机械运动。
1.3设计理念
运用慧鱼模型和PLC应用,进行设计出慧鱼模型各个部分,在设计的自动分货
机中,运用PLC进行对自动分货机的各种状态,在模型中设计出一个按钮来进行对
物料的分配方法,在模型设计中有两层来进行物料存放,通过传感器进行红色和黑
色的物料的判别,从而进行分配物料的分配,在物料进来时先通过光电传感器进
行对物料的识别,(以初始状态为例:
黑色物料放在上层储物层,红色放在原始储
物层)如果有物料进入,光电传感器就有反应,进而控制挡板的打开来卸货,从而
起到了一个卸货的保护状态,如物料已经通过挡板落到履带传送时,履带会带物料
送到卸料板上面,通过光敏传感器时,如放下的是黑色物料,则会产生反应,升降
机会把物料送到上层,然后,卸料会运动上升把物料卸到储物板上,卸料完成后,
卸料板会复位,和升降也会复位,在复位过程中如果有物料进来也不会送料的,必
须要复位成功后才可以进行送料,从而避免物料输送出错问题,在挡料系统,升降
系统和卸料系统工作时都会触动信号灯,从而可以判断出各系统的正常运行,自动
分货机共有四种状态,设计用一个按钮来进行四种状态的切换,初始状态是黑色物
料在上层,红色物料在原此层,按切换按钮一次,切换到第二状态,第二状态是黑
色和红色都在原此层卸料,从而进行了物料的全部卸货到原此层,再按一次,切换
到第三状态,第三状态是黑色和红色都在上层卸料,从而进行了物料的全部卸货到
上层,再按一次,切换到第四状态,第四状态是和初始状态相反,黑色物料在原始
层卸料,红色物料在上层卸料,如果再按一按钮,状态切换到初始状态,从而进行
了状态的循环,在此设备不仅可以有效和精准的分配物料并且可以根据使用者的需
1
佛山科学技术学院课程设计用纸
求来选择自己需要的状态来运行设备。
二、自动分货机的设计流程及工作原理
2.1总体工作流程
设计的模型,分四个流程来实现,总流程是在物料进入分货机时,开始触动光
电传感器,然后经过履带输送到分货梯中进而实现分货,顺序为:
①检测物料挡
料板运动机构②履带运输机构③升降机运动机构④卸料板运动机构⑤信号
灯运用,共五部分,自动分货机模型图如图1所示
3
4
2
图1模型实体图
1、进料检测部分2、履带传送与颜色检测部分3、升降机部分4、卸料板部分
2.2进料检测部分
如图2所示,其工作原理是当光电传感器3检测到有物料进入到进料口时,会
控制电机MI5正转传动,通过减速器减速带动挡料板2会往后退放下物料,当挡
料板2顶到限位开关1后,电机MI5反转传动,通过减速器减速带动挡料板2会
运动回初始状态,当顶到限位开关后,停止电机MI5停止,让挡料板复位到初始
状态。
2
佛山科学技术学院课程设计用纸
图2进料检测部分
1、限位开关2、挡料板3,、光电传感器4、减速器5、电机MI
2.3履带传送与颜色检测部分
如图3与图4所示,物料通过后,落在输送带上面,电机MII3正转传动,
通过减速器2减速带动传动齿轮1经过传动轴6来带动履带5运转,当物料经过传
感器7时会识别物料的颜色(不同的颜色会在不同的储物层卸料)。
图3履带输送部分
1、传动齿轮2、减速器3、电机MII4、挡板5、履带6、传动轴
3
佛山科学技术学院课程设计用纸
图4颜色检测部分
7、光敏传感器8、红色灯光
2.4升降机的升降部分
如图5所示,其工作原理是当物料通过履带输送到卸料板时,通过传感器识别
到的颜色经过PLC(可编程控制器)的程序来实现物料的分放,电机MIII3正传传
动通过减速器2减速带动卸料板上升到限位开关1时停止上升来卸料,卸料完成后
再会到初始层碰到限位开关2时停止电机MIII3运转。
图5升降机部分
1、上限位开关2、初始限位开关3、电机MIII4、减速器5、初始储料架
6、上储料架7、齿条
4
佛山科学技术学院课程设计用纸
2.5卸料板部分
如图6所示,工作原理是当物料放在卸料板上,达到要求后,卸料板的电机MIV
7传动,通过减速箱减速推动推杆4当顶到上限位开关1时卸料完成后,使电机MIV
7反转下降会复位到初始状态。
图6卸料机构
1、上限位开关2、固定梁3、下限位开关4、推杆5、减速器6、卸料板
7、电机MIV
2.6灯光部分
如图7所示,在模型的最顶部有一个信号灯,此信号灯的工作是由进料部分,
升降机的升降部分和卸料板的卸料部分工作时,信号灯就会亮,从而可以检测到整
系统是否可以正常的运行。
图7灯光部分
1、信号灯
5
佛山科学技术学院课程设计用纸
三、PLC系统控制的工作原理
3.1PLC在慧鱼接口板的接线
选用PLC(可编程控制器)的型号是三菱的FX2N-32MR,由于模型的电机供电
为9V所以,必须在慧鱼接口板中的9V电源接到PLC的Y端的COM端中,在PLC中
有四COM端,由于要实现电机的正反转,所以,在接线时必须要有COM端接到电原
的正反端上。
3.2PLC对模型的接线
如表1所示的PLC接线说明按图8中的PLC与模型的接线图接线,PLC对模型
的限位开关、传感器和电机的接线为,如图8所示电机实现正反转必须在电机的两
个输入点上接两条线,由PLC的编程来控制启动各相关的Y触点来实现电机的正反
转,在图8中PLC的X端的接线方法为,所有的开关,传感器都要有一条线接到X
端的COM端中,另一条线接到PLC的X端中,当开关和传感器一有反应就会触动X
端的触点,从而有信号输入到PLC中,实现控制。
表1PLC接线说明
I/O触点
X1
链接器件
光电传感器
I/O触点
Y11
Y2
链接器件
电机M1-
电机M3-
电机M3+
电机M3+
电机M3-
电机M4-
电机M4+
电机M4+
电机M4-
电机M2-
电机M2+
信号灯
X5
光敏传感器
X10
X11
X12
X13
X14
X15
X17
Y0
挡板开行程开关
挡板关行程开关
升降下行程开关
升降上行程开关
卸料板上行程开关
卸料板下行程开关
切换状态开关
电机M1-
Y12
Y3
Y13
Y4
Y14
Y5
Y15
Y6
Y10
Y1
电机M1+
Y16
Y17
电机M1+
6
佛山科学技术学院课程设计用纸
图8PLC与模型接线图
3.3PLC的控制程序
按3.2PLC对模型的接线完成后,在PLC编程软件中编程的程序如下
复位所有状态
7
佛山科学技术学院课程设计用纸
当进料部分、升降部分和卸料部分运动时就会
触动信号灯的亮起。
8
佛山科学技术学院课程设计用纸
当挡料板复位后,履带开始运行。
当感应到黑色计数器C2会计数一次让
所有的C2常开闭合常闭断开。
初始状态。
第二级状
升降机上升。
第三级状态。
当上升到上限位开关时,会停止上升并且开始运行
卸料板进行卸料。
卸料板碰到限位开关时停止卸料,并且复
位到初始状态。
9
佛山科学技术学院课程设计用纸
卸料完成后,升降机下降。
碰到初始限位开关,升降机下降停止。
初始状态
在初始层卸料。
第二级状态
3.4PLC与模型的调试
运用PLC控制模型前,首先对程序进行一次模拟的调试,当程序调试好之后,
在通过PLC控制模型的各个部分来进行调试,在调试过程中,必须先从模型的第一
部分的进料部分与PLC控制的调试,把物料放进进料口,光电传感器有反应后,PLC
的X端输入端的X1有反应,如有反应并且实现挡料板后退碰到限位为开关X11后
成功进料,挡料板会回到初始状态X10有反应后会停止就证明PLC能够成功控制进
料检测部分。
第二部分是PLC控制履带输送与颜色选择的调试,物料经过传感器是
会识别黑色与红色,到达第三部分会跟状态来分放物料,如图9所示为初始状态,
初始状态为程序黑色物料卸到上层,红色物料卸到初始层。
按一下状态开关会触动
X17的触点转换到第一状态,如图10所示为第一状态设计的程序是黑色物料与红色
10
佛山科学技术学院课程设计用纸
物料卸到初始层。
再按一下状态开关,转换到第二状态,如图11所示为第二状态
设计的程序是黑色物料与红色物料卸到上层。
再按一下状态开关,转换到第三状态,
如图12所示为第三状态设计的程序是黑色物料与红色物料卸到上层。
如果再按行
程开关一次就会返回初始状态。
最后对整个程序进行整体调试。
图9:
初始状态流程图
检测红色
检测黑色
原始层放
红色
原始层放
黑色
图10:
第一状态流程图
11
佛山科学技术学院课程设计用纸
检测红色
检测黑色
上层放红
色
上层放红
色
图11:
第二状态流程图
检测红色
检测黑色
上层放红
色
原始层放
黑色
图12:
第三状态流程图
12
佛山科学技术学院课程设计用纸
四、结论及心得体会
在这两周的课程设计中,我在开始课程设计时对课程设计的相关资料在网上和
图书馆查找了一些资料,对机械设计,机械原理,PLC程序与命令的运用和慧鱼创
意模型的相关资料都认真的复习。
在最开始我们在塔建模型时遇到很多意见不一的问题,所以开始我们第一天
先每个人先建一个自己的模型,第二天在那个模型比较好在从好的那个模型继续改
进,我们就选择搭建一个分货的流水线这样不仅可以运用到各种的传感器并且还与
以后分货设备有关联,在塔建模型过程遇到很多零件不足,导致我们事先想好的部
分要不断的修改,最后模型分四个部分组合,第一部分是进料检测部分,第二部分
是履带传送与检测部分,第三部分是升降机部分,第四部分是卸料板部分到了第三
天上午把模型继续加固后,检测所有的运行部分是否能够正常的运行。
在PLC(可
编程控制器)控制模型自动分货机时遇到很多困难的问题,第一天PLC控制模型的
电机正反转,开始还发现不了怎么接才可以实现电机的正反转,在观察PLC的COM
端口时发现PLC的COM端所对应的Y端是可以接电源的正与负极,然后通过编程来
实现控制各Y端口的输出来实现电机的正反转。
在编程写程序时开始是把所有的程
序全部写完,然后在PLC中模拟运行后,在通过PLC来控制自动分货机的模型,在
运行过程中发现很多问题出现,然后,我在调试时发现要一个一个部分的调试才可
以,最后把四个部分的功能全部结合一起,在弄状态转移的程序时比较困难,开始
按下状态转移按钮后,转移不能循环回来,后来想到PLC程序中运用次数命令C来
做循环来实现分货机的四个状态。
在PLC调试好之后,利用剩余的时间学习慧鱼接口板的应用来增强课程设计的
实用性。
,在整个课程设计中,我学到的东西很多,有很多知识是自己网上找并且
要自己去摸索各种解决问题的方法,虽然,我们的课程设计的控制对象是模型的,
但是,我们的模型与实际自动分货机有相关的对应,并且,在以后的学习中也起到
很大的帮助,所以,在这次的课程设计中,我们不仅运用了所学的知识来解决这次
课程设计的问题,并且在发现新的问题后还自己主动的去找相关的资料解决,在此
过程中学会了如何去自己解决问题与思考问题,。
13
佛山科学技术学院课程设计用纸
五、参考文献
[1].谭威.基于PLC的工业控制系统的设计与实现
[2].田裕康.PLC编程语言解释方法研究与系统实现
华中科技大学出版社
武汉理工大学出
版社
[3].孙翔.基于《机械原理》与《机械设计》的学习与研究
武昌工学院
14
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机器人 课程设计 说明书