工业机械手液压及PLC控制系统设计(答辩)1ppt课件

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3.2 伸缩液压缸液压回路设计
手臂伸缩液压缸液压回路 设计如右图所示：
原理分析：
PLC指令控制电磁铁1DT
或2DT通电吸合。泵4供
油经单向阀5，流经右图
所示三位四通电磁阀右位
或左位，然后流经节流阀
和单向阀构成的调速阀，
然后直接流向手臂伸缩液
压缸，从而推动机械手手
臂做伸缩运动。
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4.5 PLC手动控制系统图设计
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结论
工业机械手可以代替人工在高温和危险的作 业区进行单调持久的作业，实现一些人工不可 能完成的工作，降低了劳动强度，改善了劳动 环境，提高了生产效率，已经成为现代制造业 中不可或缺的一种自动化装置。因此，对工业 机械手的研究具有深刻而重要的意义！
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3.1 夹紧液压缸液压回路设计
夹紧液压缸液压回路 设计如右图所示：
原理分析：
PLC控制程序指令控制电
磁铁3DT通电吸合或断电
跳开，泵4供油，此时此
两位四通电磁阀处于右位
或左位，液压油直接流进
机械手手指夹紧液压缸的
右腔或左腔，从而拉动滑
槽杠杆式手部结构夹紧工
件或放松工件。
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3.5 机械手整个液压系统设计
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4、工业机械手控制系统设计
4.1 控制要求分析 4.2 程序总体方案设计 4.3 I/O点数确定及PLC选型 4.4 PLC自动控制系统图设计 4.5 PLC手动控制系统图设计
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4.1 控制要求分析
（1）此工业机械手是在两个工作台之间搬运工件，其动作 比较简单，故选用限位开关进行定位。
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2.2 伸缩液压缸设计
伸缩缸可以使机械手伸长或者缩短，其结构如下所示：
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2.3 升降液压缸设计
升降缸可以使机械手上升或者下降，其结构如下所示：
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2.4 旋转液压缸设计
本机械手采用齿条液压缸，它由两个活塞和一套齿条齿轮传动装 置组成。它将活塞的移动通过传动机构转换成齿轮的转动，从而带动 整个机械手臂部的来回转动。其结构如下所示：
工业机械手液压及PLC控 制系统设计
• 姓 名：廖佳峰 • 专 业：机械工程及自动化 • 指导老师：王俊飞 讲师
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目录
1、工业机械手总体结构设计 2、工业机械手机械结构设计 3、工业机械手液压系统设计 4、工业机械手控制系统设计
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设计背景
目前，机械手的主要经历分为三代。
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3.4 旋转（齿条）液压缸液压回路设计
回转液压缸液压回路设 计如右图所示：
原理分析：
PLC指令控制电磁铁6DT
或7DT通电吸合。泵3供
油经单向阀5，流经右图
所示三位四通电磁阀左位
或右位，然后流经节流阀
和单向阀构成的调速阀，
然后直接流向大臂回转液
压缸，从而推动机械手大
臂做左右摆动运动。
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2.5 机械手整体机械结构设计
机 械 手 整 体 结 构 如 右 图 所 示
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3、工业机械手液压系统设计
3.1 夹紧液压缸液压回路设计 3.2 伸缩液压缸液压回路设计 3.3 升降液压缸液压回路设计 3.4 旋转（齿条）液压缸液压回路设计 3.5 机械手整个液压系统设计
第一代机械手主要靠人工进行控制，控制方式为 开环式，没有识别能力。
第二代机械手具有电子计算机控制系统，具有视 觉、触觉、听觉能力等。
第三代机械手能够独立完成工作过程中的任务， 它与电子计算机和电视设备保持联系，并逐步发展 成为柔性系统FMS和柔性单元FMC中重要一环。
目前我国的工业机械手技术及其工程应用水平和 国外比还是有一定得距离，因此，进行机械手的研 究设计具有重要意义。
（2）此工业机械手应用于自动生产线上，因此，它应该能 够按照控制程序自动运行,即具有自动运行模式。
（3）该工业机械手也具有手动运行模式，通过手动操作， 可以按照要求更改各限位开关的位置 ，从而改变机械手 工作的起始位置和终止位置，使其具有一定的灵活性。
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4.2 程序总体方案设计
程序总体方案
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4.3 I/O点数确定及PLC选型
（1）根据控制要求，需要16个输入点，11个输出 点。
（2）由于此搬运机械手输入点数不多，性能要求 不高，因此可以选用三菱公司的FX1S系列小型 的PLC控制器，它具有串行通讯功能以及紧凑的 尺寸，而且性价比非常高。
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4.4 PLC自动控制系统图设计
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1、工业机械手总体结构设计
(1)本机械手采用圆柱坐标型，具有三个自由度，即 手臂的升降、伸缩和整体旋转。
(2)采用液压驱动，其具有体积小、质量轻、结构紧 凑、传动平稳、操作简单、安全、经济、易于实 现过载保护且液压元件能够自行润滑等一系列优 点。
(3)在控制方式选择上，由于其功能只是在两个工作 台之间搬移工件，运动简单，控制要求不高，因 此，采用点位控制方式。
3.3 升降液压缸液压回路设计
升降液压缸液压回路设 计如右图所示：
原理分析：
PLC指令控制电磁铁5DT
或4DT通电吸合。泵3供
油经单向阀5，流经右图
所示阀，
然后直接流向大臂升降液
压缸的上腔或下腔，从而
推动机械手做下降或上升
运动。
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2、工业机械手机械结构设计
2.1 手指夹紧液压缸设计 2.2 伸缩液压缸设计 2.3 升降液压缸设计 2.4 旋转液压缸设计 2.5 机械手整体机械结构设计
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2.1 手指夹紧液压缸设计
本次设计的工业机械手手爪采用滑槽杠杆式结构，夹紧缸采用单作 用弹簧复位式结构，其结构如下所示：
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结束语
本次设计主要对工业机械手的机械结构、液 压系统和PLC控制系统进行设计，在设计过程中， 难免存在一些问题，恳请老师们提出宝贵的意 见，给予指导，谢谢 ！
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Thank you！
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