自动化系统大作业

[机械制造自动化系统]机电工程学院李健

—2013-4-183.6多多级分布布式计算算机控制制系统LAN主要完成•在有限的地理范围内运作•允许多个用户同时接入带宽介质•提供全时的本地服务的连接•互连物理上相邻的设备常用的LAN技术局部区域域网络(LocalAreaNetwork，LAN)，是一种种分布在在有限区区域内的的计算机机网络，，由计算机机、网络络接口卡卡、外围围设备、、网络介介质以及及网络通通信控制制设备组组成•以太网（（Ethernet）•令牌环(Token--Ring)•令牌总线线(Token--Bus)•现场总线线(Fieldbus)传输介质质（1）双绞线线（2）同轴电电缆（3）光缆（1）双绞线线绝缘层屏蔽层双绞线为什么扭扭绞在一一起?将各导线线绞在一一起的目目的主要要是使绞绞线间的的电磁干干扰最小小.双绞线使使用RJ45接头连接接计算机机的网络络适配器器或集线线器等通通信设备备。RJ45接头与普普通电话话系统的的RJ11接头看起起来相似似，但二二者有着着重要的的区别——RJ45接头稍大大，包括括8条连接缆缆线，而RJ11接头只有有4条.二叉式非非屏蔽水水晶头（2）同轴电电缆绝缘保护套层外导体屏蔽层绝缘层内导体（3）光缆绝缘层合成纤维覆层内芯1.4..3数据通信信的电气气特性(1)星形结构构(2)环型结构构(3)树形结构构(4)总线型结结构(5)网状结构构计算机网网络的拓拓扑结构构（1）星形形结构中央节点分支节点局域网最最常用的的拓扑结结构之一一连线方式式：由一个功功能较强强的中心心节点（（主节点点）和一一些各自自连接中中心节点点的从节节点组成成。任何何两个从从节点之之间的通通信均要要通过中中心节点点转接。。特点：结构简单单、建网网容易、、便于管管理，扩扩展网络络容易。。但中心心节点是是全网的的控制中中心，一一旦出现现故障会会造成全全网瘫痪痪。（2）环形结结构（3）树形结构特点：结构简单单、建网网容易、、无路径径选择。。但由于于环路是是封闭的的，所以以不易扩扩展，且且可靠性性差，维维护管理理复杂。。特点：信息交换换主要在在上下节节点中进进行，路路径选择择方便，，若某一一分支发发生故障障，易将将该分支支与整个个网络隔隔离，但但对根的的依赖性性大。适适用于分分级管理理和控制制系统。。（4）总线结构局域网最最常用的的拓扑结结构之一一连线方式式：所有的节节点都挂挂接在一一条公共共线路上上。特点：结构简单单，布线线容易，，投资少少，易于于扩充。。（5）网状结构容错能力力最强的的拓扑结结构连线方式式：网络上的的每个节节点与其其它节点点有3条以上的的直接线路路连接。。特点：建网费用用高，布布线困难难，但可可靠性很很高。一一个节点点发生故故障，数数据可通通过其它它节点和和线路到到达目的的地。点对点连连接（这是最最简单的的网络））总线网星形网环形网集线器RS-232电缆（直接电电缆连接接计算机机）传输方式式通信方式式按照信信息的传传输方向向分为：：(1)单工(Simplex)：信息只只能沿单单方向传传输(2)半双工(Halfduplex))：信息可可以双向向传递，，但不能能同时进进行(3)全双工(Fullduplex))发送端接收端报文检测信号号单工接收端报文发送端发送端接收端半双工（3）全双工工通信信息可以以同时沿沿着两个个方向传传输。报文接收端发送端发送端接收端串行传输输是把构成成数据的的各个二二进制位位依次在信道上上进行传传输的方方式。串行通信信是利用串串行端口口在两台台设备间间进行通通信，一一次可以以传输位数据，即，使使用条数据线线按照次序序一位一一位传送送，每传传送完位为一个字字节。发送端接收端并串转换换串并转换换100101001181001010010010100并行传输输是把构成成数据的的各个二二进制位位同时在信道上上进行传传输的方方式。并行通信信是利用并并行端口口在两台台设备间间进行通通信，一一次使用用条数据线线传送位数据，次传送一个个字节。。10010100发送端接收端1234567812345678881制造自动动化协议议（MAP）MAP期望在异异构的计计算机、、可编程程控制器器、NC机床、机机器人等等自动化化设备之之间建立立有效实实现信息息传输（（包括数数据文件件、NC程序、控控制指令令、状态态信号等等）的标标准第一作业业AB工件SQ1SQ2SQ3SQ4SQ5SQ6夹紧松开搬运机械械手功能示意意图基本要求求与参数数本作业要要求完成成一种二二指机械械手的运运动控制制系统设设计。该该机械手手采用二二指夹持持结构，，如图1所示，机机械手实实现对工工件的夹夹持、搬搬运、放放置等操操作。以以夹持圆圆柱体为为例，要要求设计计运动控控制系统统及控制制流程。。机械手手通过升升降、左左右回转转、前后后伸缩、、夹紧及及松开等等动作完完成工件件从位置置A到B的搬运工工作，具具体操作作顺序：：逆时针针回转(机械手的的初始位位置在A与B之间)—>下降—>夹紧—>上升—>顺时针回回转—>下降—>松开—>上升，机机械手的的工作臂臂都设有有限位开开关SQi。设计参数数：（1）抓重:10Kg（2）最大工工作半径径：1500mm（3）运动参参数：伸伸缩行程程：0-1200mm；伸缩速度度：80mm/s；升降行程程：0-500mm；升降速度度：50mm/s回转范围围：0-1800控制器要要求：（1）在PLC、单片机机、PC微机或者者DSP中任选其其一；（2）具备回回原点、、手动单单步操作作及自动动连续操操作等基基本功能能。三、工作作量（1）驱动及及传动方方案的设设计及部部件的选选择；（2）二指夹夹持机构构的设计计及计算算；（3）总体控控制方案案及控制制流程的的设计；；（4）设计说说明书一一份。四、设计计内容及及说明（1）机械手手工作臂臂及机身身驱动部部件的选选择及设设计，需需设计出出具体的的驱动及及传动方方案，画画出方案案原理框框图。（2）末端夹夹持机构构设计，，该结构构需保证证抓取精精度高，，重复定定位精度度和运动动稳定性性好，并并有足够够的抓取取能力。。设计应应包括确确定夹持持方案、、计算夹夹持范围围、计算算夹紧力力及驱动动力，完完成夹持持机构设设计图。。（3）控制系系统设计计，包括括确定控控制方案案、核心心功能部部件的选选择、主主要功能能模块的的实现原原理、绘绘制控制制流程框框图。第二作业业自动动导引式式物料搬搬运小车车系统设设计50005000二、基本本要求与与参数本作业要要求完成成一种自自动导引引式物料料搬运小小车系统统设计。。小车主主要实现现的功能能是自动动寻迹并并且完成成物料的的搬运。。如上图图所示，，小车首首先在A区装载物物料，然然后开始始沿着指指定轨迹迹（黑色色导引线线）自动动运行，，导引线线宽为20mm，小车上上要求装装有相应应的传感感器用来来完成寻寻迹和小小车运行行轨迹调调节，保保证小车车始终沿沿着指定定轨迹运运行不偏偏离。运运行到C区以后停停止，卸卸货后沿沿原路径径返回A区再次装装载物料料，如此此往复。。A、C区各有一一条与导导引线垂垂直的黑黑色边界界线，线线宽为20mm，要求小小车在A、C区停止时时，不能能超出边边界线限限定范围围。（小小车由蓄蓄电池供供电）相关设计计参数：：（1）小车运运动方式式：全自自动导引引式。（2）小车载载重能力力:15Kg，自重不不超过15Kg。（3）小车运运动距离离：5000mm。（4）小车运运行速度度：不小小于0.5m/s。三、工作作量（1）小车轮轮系结构构的设计计与分析析；（2）自动导导引方案案的设计计及传感感器的选选择与分分析；（3）小车驱驱动及运运动控制制方案的的设计与与分析；；（4）控制流流程的设设计以及及控制程程序的编编写；（5）设计说说明书一一份。四、设计计内容及及说明（1）根据要要求选择择合适的的传感器器，设计计搬运小小车的自自动导引引系统，，并进行行可行性性分析，，保证小小车能够够沿着给给定的路路径运动动。（2）确定小小车的轮轮系结构构，如主主动轮与与从动轮轮的个数数以及转转向方式式。设计计小车的的驱动方方案，确确定电机机的个数数