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1、黎明职业大学机电工程系毕业设计工作记录毕业设计课题： 智能堆垛机的设计课题小组成员： XXX姓名： 苏标霖课题负责内容： 程序设计与联调验证专业班级： 09 应电（5）班指导老师： XXX毕业设计进度每周计划表完成进度 完成日期1 分析设计任务，做好设计前的准备工作 2011.12.112 熟悉立体仓库的构造，分析立体仓库的控制原理 2011.12.183 分析立体仓库的电气的接线图 2011.12.254 编写程序 2012.1.15 使用人机界面做为控制面板以及设计的后期工作 2012.2.17备注：每完成一个新进度，都是在边写程序边与硬件联调，和边编写人机界面的情况下完成的。毕业设计每周
2、工作记录分析设计任务，做好设计前的准备工作 日期：2011-12-11在接到毕业设计任务书之后，我首先从老师那里拿到接线图纸，并在老师的带领下观摩生产流水线的立体存储站模型。老师布置具体课题任务后，我找老师要了编程软件并上网下载了仿真软件，同时对软件进行初步了解。清楚我们这次的设计任务是：基于 PLC 控制技术设计一种堆垛机械，堆垛机械能完成三维空间的运动，人工可以操作堆垛机搬运货物，堆垛机能按设定程序自动搬运货物。为了学习西门子的 PLC，我上网找了西门子 PLC 编程手册、和 S7-200 的教学视频和其它一些学习资料，并从图书馆借回西门子 PLC 的图书。我通过看编程手册、教学视频和书籍
3、，进行了 S7-200 西门子 PLC 的入门学习。导师意见：日期：毕业设计每周工作记录熟悉立体仓库的构造，分析立体仓库的控制原理 日期：2011-12-18a 立体存储单元b 直线驱动模块C 立体仓库 d 工 件推 出装 置如图中所示立体存储单元主要由直线驱动模块、 工 件 推料装置、 立体仓库、I/O转接端口模块、电气控制板、操作面板、CP 阀岛及气源处理装置等部件组成。立体仓库的控制原理如下图所示：机械臂二维移动做为控制面板 设置相同的按键地址 机械手伸缩控制导师意见：日期：MT50 S7-200按键堆垛机步进电机驱动器气缸直线驱动模块工件推料装置立体仓库毕业设计每周工作记录分析立体仓库
4、的电气的接线图 日期：2011-12-25上图为立体存储单元 PLC I/O 接线原理图，当 PLC 中的 I/O 接口被接通时，PLC上相应的端口指示灯将会亮起，转接端口上的指示灯也会亮起。在分析立体仓库的电气的接线图时，我们边看老师给的接线工艺图纸，同时控制堆垛机进行所有的操作，通过观察指示灯的变化判断立体仓储的接线。经过分析我们发现在本程序设计中需要知道在 PLC 与机床的接线中：与 I0.0 相接的是 X 轴运动方向限位探头、与 I0.1 相接的是 Y 轴运动方向限位探头、与 Q0.0 相连的是 X 轴电机脉冲 CP+端、与 Q0.1 相连的是 Y 轴电机脉冲 CP+端、与 Q0.2
5、相连的是 X 轴步进驱动器方向 DIR+端、与 Q0.3相连的是 X 轴步进驱动器方向 DIR+端、与 Q0.4 相连的是直线气缸电磁阀 Y1。通过对立体仓库的电气的接线图的分析，我们就可以知道在程序中：I0.0 将控制X 轴的归零光电信号、I0.1 将控制 Y 轴的归零光电信号、Q0.0 将控制 X 轴电机的步进脉冲、Q0.1 将控制 Y 轴电机的步进脉冲、Q0.2 将控制 X 轴电机的步进方向、Q0.3将控制 Y 轴电机的步进方向、Q0.4 将控制推料气缸的伸出/ 缩回。导师意见：日期：毕业设计每周工作记录编写程序 日期：2012-1-1在老师的指导下，我先从机械手的部分功能开始实现，第一
6、步通过程序将 Q0.4置 0 或置 1 尝试实现机械手的伸缩。在设计有了开端之后我就开始在 pls 指令中设定步进电机工作的初始速度，并通过对 Q0.2 或 Q0.3 置 0 或置 1 实现机械手手动控制步进升降和左右移动。接着调整高速脉冲输出的脉冲数值，控制 Y 轴步进电机走一步8400 个脉冲，X 轴步进电机走一步 8600 个脉冲，因为我们选择的步进电机细分档次为 800 个脉冲转一圈，步进电机转动一圈的距离为 4mm，而存储仓的宽度为 42mm，高度为 43mm，这样电机走一步刚好使机械臂移动一格。为了防止工作过程发生事故，使用底部限位开关前面的金属探测器 I0.0 和 I0.1 做为
7、第一限位点，当机械臂移至该点时就停止前进，避免了电机驱动器的电源被底部限位开关切断。限位的方式是在手动控制中，当出现误操作触及其中一个金属探头时，控制步进电机转向的 Q0.2 或Q0.3 将被置 1，使机械臂向左或向上移回来时的位置。 部分功能实现之后将机械手升降、左右移和伸缩的程序整合到一起，实现堆垛机的机械手三维空间的运动。之后我又给程序设置加速和减速按键，同时设置了一个速度复位键，在初始速度的基础上增加两个快速档和两个慢速档，并设置了每个速度等级的指示灯输出地址。从而实现堆垛机的三维运动的速度的可调性，并能指示工作速度等级。考虑到机械臂在停工的时候需要有指定的起始位置，我又编写了“机械臂
8、复位到底线子程序” ，在主程序中通过“机械臂复位按键”来调用该子程序，实现机械臂复位到左下角的起始位置。因为立体存储站的存储仓是按平面二维布局的 25 个方格，所以我又编写了“移动到第 1格”至“移动到第 25 格”的子程序，在主程序中设置“往第 1 格移动”至“往第 25格移动”的按键。完成系统的手动控制程序部分之后，我们不断调试和整合改善该部分程序，给系统增加停止按键，以便在不切断机床工作电源的情况下停止程序的运行。在不断调试改善堆垛机控制系统之后，排除了许多工作故障，让机械手移动更顺畅并移动到位。并且找老师借来威纶通的触摸屏编写了相应的手动控制的人机界面。自动控制的实现方式是在系统中加入
9、自动控制切换开关，程序在被切换到自动控制时又有两个按键用来选择自动控制的模式。按键“下往上搬”实现堆垛机自动将货物从下往上搬运一排，并在搬完之后自动复位；按键“左往右搬”实现堆垛机自动将货物从左往右搬运一排，并在搬完之后自动复位。在自动控制程序中用定时器设定了机械手伸出加紧或放置货物的时间为 2 秒，缩回机械手的时间为 1 秒。后来在这两种自动控制模式的基础上我又将自动控制从“左右搬运模式”和“上下搬运模式”改为“单货源搬运模式”和“五货源搬运模式” 。在编写相应的自动控制人机界面之前，又在自动控制程序中加入机械臂 25 个位置指示灯的输出地址。对于人机界面的设计如下框图所示：主页面系统简介及
10、操作说明手动控制面板自动控制面板机械臂复位机械臂上下左右移动机械手伸缩选格移动及位置指示速度调档停止工作速度调档选择单货源搬运模式选择五货源搬运模式启动任务工作过程位置指示停止工作导师意见：日期：毕业设计每周工作记录使用人机界面做为控制面板以及设计的后期工作 日期：2012-2-17本周编写改善了人机界面，让控制面板示意清晰明了易操作。但在下载人机界面上遇一直有障碍，查明原因之后发现原来是通信电缆的 PC 端的第 2 脚断开了。解除障碍之后将人机界面下载到触摸屏上，但在与 PLC 联机操控时通信不上。于是上网查找威纶通 MT500 与西门子 S7-200 通信问题的答案，阅读 MT500 使用手册，检查电缆线和通信参数设置，最终在老师的帮助下解决了人机界面通信问题。在调试人机界面控制系统之后，拍摄了控制系统的展示影像用于撰写设计报告和 PPT 演示文稿。导师意见：日期：
