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基于PLC的气动机械手模拟控制系统设计

更新时间:2016-07-05

气动机械手利用气压传动实现机械动作。气压传动工作压力低,运动简单,价格低廉、抗干扰能力强,适用于各类生产环境,应用范围相对较广[1]。机械手是较早出现的代替人的劳动以实现自动化生产的机械设备,尤其在有毒和放射性等恶劣环境下,代替人的劳动保护人身安全有着重大的意义[2]。因此,机械手在自动化生产过程中受到极大的重视,被广泛应用与各个行业。机械手可以模拟你的手和臂的动作机能,在生产过程中依据一定的顺序实现抓取、升降、搬运等工作任务,是一种简化的工业机器人[3]。气动机械手可以通过PLC编程来实现各种各样的控制要求。

一、气动机械手动作模拟过程

气动机械手的模拟过程如图1所示。气动机械手将工件从A电搬运到B点。

图1 气动机械手的模拟过程

控制过程如下:将工件由A处传送到B处,上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电,就一直保持现有的机械动作,例如一旦下降的电磁阀线圈通电,机械手下降,即使线圈再断电,仍保持现有的下降动作状态,直到相反方向的线圈通电为止。另外,夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成,线圈通电执行夹紧动作,线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关,它的工作过程如图所示,有八个动作,即为:原位、下降、加紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移、原位。

二、气动机械手动作实现过程分析

本文选用的PLC型号为FX3G-40M,系统为16输入/24输出。 气动机械手的初始状态:SQ2、SQ4闭合,SD、SQ1、SQ3断开。机械手动作的实现过程如下:

(1)闭合“启动”开关SD,Y0输出,机械手下降。手动断开上限位开关SQ2。

2)裂缝宽度大于0.3mm的环向裂缝,属结构受力裂缝。但隧道结构为拱形截面受力,此类裂缝不影响结构的安全性,采用环氧树脂浆抹面封闭,渗漏严重的,先排水后封闭处理即可。

(3)闭合上限位SQ2,Y2断开,停止上升,同时Y3输出,机械手右移。手动断开左限位开关SQ4。

(2)闭合下限位开关SQ1,表示机械手下降到位。Y0断开停止下降,Y1输出夹持工件,经一段时间延时,Y2输出,机械手上升。手动断开下限位SQ1。

(4)闭合右限位开关SQ3,表示机械手已经移到最右边。Y3断开输出,机械手停止右移,同时Y0输出,机械手下降。手动断开上限位SQ2。

(5)闭合下限位SQ1,Y0断开,停止下降,同时Y1断开,放开工件。经一段延时,Y2输出,机械手上升。手动断开下限位SQ1。

设计了气动机械手的控制系统。控制过程给出了八个动作过程即原位、下降、加紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移回原位。控制系统采用PLC作为控制器,编程采用顺序功能图,编程思路清晰,编程过程简单,动作实现可靠。该气动机械手能够满足简单的自动化搬运过程,具有结构简单,编程容易,价格低廉,操作方便等优点,有着广泛的应用场合。

(6)闭合上限位SQ2,Y2断开输出,停止上升,同时Y4输出,机械手左移。断开右限位SQ3。

(7)闭合左限位SQ4,若“启动”开关闭合,进行下一个工作循环;“若启动”开关断开,原位指示灯亮,机械手停在原位。

(1)气动机械手的I/O分配表如表1所示。

三、气动机械手控制系统设计

控制系统是机械手设计的重要组成部分,是保证机械手在工作过程中安全可靠的关键。控制系统的稳定性和可靠性的直接决定了机械手工作过程的效率,起着不可低估作用[4]

党的十九大报告指出我国经济正由高速发展阶段转向高质量发展阶段,如何引导金融资本服务实体经济成为当前金融改革的重要任务。以生物科技、智能制造信息技术为代表的战略新兴产业成为高质量发展的核心动力,其发展状况成为影响经济转型成功与否的关键因素。相对于传统行业,战略新兴产业投资周期较长、研发风险较大并且技术门槛较高。由此,企业与外部投资者之间存在较大的信息不对称问题,在以信贷为主导的传统融资模式下面临较为严重的融资约束。

表1 气动机械手的I/O分配表

输入量 输出量名称 功能 分配输入端 名称 功能 分配输出端S D 启动 X 0 Y V 1 下降电磁阀 Y 0 S Q 1 下限位 X 1 Y V 2加紧放松电磁阀Y 1 S Q 2 上限位 X 2 Y V 3 上升电磁阀 Y 2 S Q 3 右限位 X 3 Y V 4 右移电磁阀 Y 3 S Q 4 左限位 X 4 Y V 5 左移电磁阀 Y 4 H L 原位指示灯Y 5

(2)气动机械手的电路设计

气动机械手的接线图设计如图2所示。

(3)程序设计

图2 气动机械手的接线图

肺炎患者50%左右是由肺炎链球菌感染所致[3],虽常规治疗并不能对胎儿产生影响,但妊娠晚期肺炎严重时,可导致机体相对缺氧,新生儿窒息,严重影响母婴健康及预后效果[4]。

鉴于气动机械手的动作特点及PLC的程序特点,程序设计采用顺序功能图编程,提升编程的效率,从而保证气动机械手运行的运行效率,真正发挥气动机械手PLC电路程序设计的价值[5]。气动机械手的顺序功能图程序如图3所示。

图3 气动机械手的顺序功能图程序

四、系统调试

根据图2气动机械手的接线图连接好硬件系统。根据图3气动机械手的顺序功能图程序在编程软件GX developer中编写出顺序功能图程序,然后将程序下载到PLC FX3G-40M中去。将电路通电,然后进行调试。打开开关,运行程序,实验结果表明,气动机械手工作过程严格按照原位、下降、加紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移、回原位的逻辑顺序执行,并不断的重复动作。

以此气动机械手为基础,后期可以增加组态控制、传感器位置精度检测等环节,丰富和完善现有的控制过程和系统,可以扩展其应用场合,具有很好的推广价值。

五、结语

可叶晓晓急了,九月份开学就要交学费了啊,一万三,可不是个小数目。她偷偷翻了翻家里的存折,三四个存折,零零散散加起来才几千块。叶之容每天赢得高兴,早把这些“俗事”抛到了九霄云外。更巧的是,某天早上去菜场,竟被一块西瓜皮暗算了,稍微劈了下腿,踝骨就骨折了。

改革开放40年来,中国取得了举世瞩目的成绩,GDP规模位居世界第二位,制造业产值位居世界第一位,被称为“中国奇迹”。与此同时,中国经济质量的发展却相对滞后,在全球价值链中所处地位较低[1]。现阶段国际经济形势复杂多变,中国的国民经济发展速度逐渐放缓,进入结构调整的中速发展阶段,国内经济进入到了新常态的发展阶段[2],高盛在《“新常态”下的“新中国”经济投资》报告中指出,中国经济增长引擎转向消费和服务业,传统的中国投资框架已经无法有效追踪中国经济的“新常态”。

膀胱癌常见且治愈困难、死亡率高,一旦发生转移更是会威胁到人的生命健康[1]。近些年膀胱癌发病率一直居高不下[2]。手术治疗在早期患者的治疗中具有较好的疗效;但晚期以及术后复发的膀胱癌患者,常采用化疗,但所使用的药物昂贵、毒副作用大,患者身体痛苦程度高、心理压力大,治疗效果并不显著[3]。近期研究发现,雷帕霉素(rapamycin,RPM)又名西罗莫司(sirolimus)在膀胱癌的治疗具有明确疗效[4]。而本研究引入超声微泡造影技术,进一步分析RPM对膀胱癌的治疗机制以及超声微泡造影技术应用在膀胱癌的治疗当中的意义,为临床应用提供依据。

参考文献:

[1]谢 靖,谷 敏.气动机械手PLC电路的设计浅析[J].电子测试,2017,4):28-29.

[2]何惠湘.基于PLC的机械手控制项目教学研究[J].无线互联科技 2017,(11)(22):92-92.

[3]曹京生,夏长凤.现代电气控制技术[M].北京:冶金工业出版社,2011.

[4]王建国,王江江,等.基于PLC的机械手设计[J].中国新技术新产品 2017,(3):15-16.

[5]谢 靖,谷 敏.气动机械手PLC电路的设计浅析[J].电子测试,2017,(4):28-29.

微生物制剂是从天然环境中筛选出来的微生物菌体,经培养繁殖后可制成含有大量有益菌的活菌制剂。微生物制剂能有效控制和改善养殖水体微生态环境的水质,维持生态平衡,提高水产动物的免疫能力,抑制病原菌的繁殖,从而减少疾病的发生,提高养殖产品的成活率。目前在水产品养殖中应用广泛的有益微生物群种类很多,主要包括光合细菌、芽胞杆菌、乳酸菌和酵母菌等。温世喜等[2]通过在水产养殖池塘中加入微生物制剂,降低了养殖鱼类发生病害的几率,鱼的成活率高,进而由于水质好,吃食旺盛,产量也高,增产增效效果明显。微生物制剂应用于泥鳅的高密度养殖中也取得非常显著的效果,能促进泥鳅快速生长,提高泥鳅的养殖密度[3]。

郭志冬
《安徽电子信息职业技术学院学报》2018年第2期文献

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