机床机械手控制系统.ppt

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数控机床课件

第一节金属切削机床
第二节数控机床概论
复习思考题
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第一节金属切削机床
一、金属切削机床
金属切削机床通常是指用切削的方法将金属毛坯加工成机器零件的一种机器。
二、金属切削机床的分类与编号
1.机床的分类按照万能程度，机床又分为：（1）通用机床（2）专门化机床（3）专用机床 2.机床型号的编制方法（1）型号表示方法。型号的构成如下：
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第二节立式加工中心
一、立式加工中心基本布局结构形式
中型加工中心应用最普遍的形式是单柱水平刀库布局(图3 -2),它是立式加工中心的基本布局方式。
图3-2 单柱水平刀库布局 1-切屑箱 2-X轴伺服电机 3-Z轴伺服电机 4-主轴电动机 5-主轴箱 6-刀库 7-数据柜 8-操纵面板 9-驱动电柜 10-工作台 11-滑座
二、加工中心的分类
l.按加工范围分类 2.按机床结构分类 3.按数控系统分类 4.按精度分类
第一节加工中心概述
三、加工中心的发展
1.高速化 (1)主轴转速的高速化 1)选用陶瓷轴承 2)主轴轴承采用预紧量可调装置 3)改进主轴轴承润滑、冷却方式 ①油气润滑方式 ②喷注润滑。这是近年开始采用的新型润滑方式，其原理如图3-1所示。 (2)进给速度的高速化 (3)自动换刀的高速化 (4)自动托盘交换装置的高速化
2.1 数控车床的机械部分由哪几个主要部件组成？他们的各自作用是什么？
2.2 数控车床上有哪些运动传动是属于外传动链？哪些运动传动属于内传动链？
2.3 机床传动系统图有哪些作用? 2.4 在TND360机床上，当主轴转速为500r/min时，主轴电动机的实际转速为多少？ 2.5 在TND360机床上，为什么安全联轴器能保护进给系统的安全？

车床上下料机械手的设计

摘要对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械手。

重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了详细的设计。

具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计，末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设计。

同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。

基于PLC对机械手的控制系统进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。

关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统AbstractIntegratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator; design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s constr uction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After a nalysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object.Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system目录摘要 (1)Abstract (2)1 绪论 (1)1.1 选题背景 (1)1.2 设计目的 (1)1.3 国内外研究现状和趋势 (2)1.4 设计原则 (4)2 工业机械手的总体设计方案 (5)2.1 工业机械手传动方案设计 (5)2.2 工业机械手运动方案设计 (5)3 机械手结构设计 (9)3.1各执行部件（液压缸）的类型选择 (9)3.2 各执行部件之间的联接和固定方式设计 (9)3.3 手部的结构设计、计算及选型 (9)3.4 小手臂的结构设计、计算及选型 (13)3.5 大手臂的结构设计、计算及选型 (18)3.6 回转缸的结构设计、计算及选型 (20)4 液压系统设计 (25)4.1 液压系统的组成 (25)4.2 液压系统的特点 (26)4.3 拟定液压系统 (26)4.4 液压系统控制元件的选型 (27)4.5 液压控制原理及过程说明 (29)4.6 油缸泄露问题与密封装置 (30)4.7 管路布置 (31)5 PLC控制系统设计 (32)结论 (34)致谢 (35)参考文献 (36)1 绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

机床数控原理及应用--绪论 ppt课件

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五、数控机床的分类
数控机床规格繁多，据不完全统计已有400多个品种规格。可以按照多种原则来进行分类。但归纳起来，常见的是以下面4种方法来分类的。
1. 按工艺用途分类 2. 按运动轨迹分类 3. 按伺服系统的控制方式分类 4. 按数控装置分类
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1. 按工艺用途分类
• 一般数控机床：车铣镗钻磨等，功能与通用机床相似；但是可以加工复杂形状的零件。
滚动部件
刀库和机械手、数控机床的工作原理
数控机床加工零件,首先要将被加工零件的图样及工艺信息数字化 ,用规定的代码和程序格式编写加工程序,然后将所编写的程序指令输入到机床的数控装置中.数控装置再将程序(代码)进行译码、运算，向机床各个坐标的伺服机构和辅助控制装置发出信号，驱动机床各运动部件，控制所需要的运动，最后加工出合格零件。
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三、数控机床的组成
常用的伺服元件
步进电机直流伺服电机交流伺服电机
常用的检测元件
编码盘光栅
磁珊
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三、数控机床的组成
4、机床早期采用通用车床，现在采用了新的加强刚性、减小热变形、
提高精度等方面的技术使其发生了很大的变化。目前已模块化生产，分为六大块
数控系统
主轴单元
数控刀架和转台
• 软件控制数控机床（CNC）主要功能由软件实现，软件模块
扩展
化，便于
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六、数控机床的特点及优势
（1）采用了高性能的主轴及伺服传动系统，机械结构
1. 设得计到特简化点，传动链较短；
（2）为了使连续性自动化加工，机械结构具有较高的动态刚度及耐磨性，热变形小；

-机械手电气控制系统设计

机械手电气控制系统设计目录一、机械手设计任务书………………………………。

11机械手结构、动作与控制要求 (1)2设计任务 (1)二、电器控制部分…………………………………。

..。

21.电器元件目录表……………………………………。

22.机械手主电路接线图 (3)3。

继电器控制电路 (4)4.接线图 (4)5.电器板元件布置图 (5)6。

控制面板...。

....................................。

(5)三、PLC控制部分 (6)1.PLC的选型..........................。

.. (6)2.PLC I/O图 (6)3。

状态转移图……………………。

……………………。

74.梯形图.................................。

. (7)5。

指令表 (10)四、参考文献 (14)一、机械手设计任务书1机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作,以实现生产的自动化。

本设计中的机械手采用关节式结构。

各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。

动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。

以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是:由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架,等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。

设计要求1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。

1。

2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定)1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。

1.4液压泵电动机（Y100L2—4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指示。

1。

5应有必要的电气保护与联锁环节。

2设计任务:2。

1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。

2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种：电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图.2。

机械手PLC控制系统设计

编号：119050244098本科毕业设计题目：机械手PLC控制系统设计学院：机械工程学院专业：机械设计制造及其自动化年级：11电子1班姓名：徐睿昀指导教师：张德荣老师完成日期：2014年5月27日机械手PLC控制系统设计摘要：本文介绍了机械手的发展和应用概况，提出了可控制系统的概念和应用，以及对机械手的控制编程。

本文介绍的机械手采用PLC可编程控制器作为工件抓取机械手的控制系统，气压驱动作为驱动机构，根据机械手的动作流程和输入输出要求来选PLC的型号并确定I/O接口，最后进行程序的编辑与调试，从而使机械手完成最后的装夹任务。

本论文拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

利用可编程序控制器对机械手进行控制，选取了合适的PLC型号，根据机械手的工作流程制定了可编程序控制器的控制方案。

关键词：工业机器人；机械手；可编程序控制器(PLC)The Design Of The Manipulator PLC Control SystemAbstract:This article describes the development and application of robotic overview of concepts and applications of control systems and robot control programming. This article describes the robot by the three-way PLC output pulse, respectively, to drive the horizontal axis, vertical axis inverter to control the robot horizontal axis and vertical axis precise positioning, micro switch position signal to the PLC host; the feedback of the position signal from proximity switch for PLC, AC motor reversing control the robot gripper and close them in order to achieve the precise motion of the robot's function. This thesis is to develop the material handling robot can pick and place objects in space, flexible action, can replace the manual to operate at high temperatures and dangerous area of operations, are subject to change parameters and in accordance with the requirements of the changes and movement of the workpiece flow. Programmable logic controller to control the robot, select the appropriate PLC model to develop a control program of the programmable logic controller, according to the robot's workflow.Keywords: Industrial robots; manipulator; programmable logic controller (PLC)目录1. 绪论 (1)1.1 机械手应用发展的必要性 (1)1.2国内外机械手的发展概况 (1)1.3论文研究的内容及意义 (2)1.3.1研究目的 (2)1.3.2研究内容 (2)2.机械手控制系统控制要求与特性 (3)2.1系统控制要求： (3)2.2 机械手PLC控制系统的特性 (3)2.3 控制的系统基本构成 (3)3.系统硬件选型与防干扰措施 (4)3.1硬件控制系统选型 (4)3.1.1中央控制单元 (4)3.1.2 I/O点数估算 (4)3.1.3 选择PLC的类型 (4)3.1.4 气动机械手控制外部接线图 (6)3.2硬件抗干扰措施 (7)3.2.1电磁干扰造成的危害 (7)3.2.2现场干扰源 (7)3.2.3 PLC抗干扰措施 (7)4.机械手控制系统软件设计 (8)4.1 气动机械手控制流程图 (8)4.2程序设计梯形图 (9)结论 (18)致谢 (19)参考文献 (20)附录 (21)内蒙古民族大学学士学位论文机械手PLC控制系统设计1. 绪论1.1 机械手应用发展的必要性据了解，美国生产工业零件中，四分之三是小批量生产；金属加工批量生产中75%在50件以内，零件在机床上的加工时间仅占总生产时间的5％。

自动上下料机械手.精品PPT课件

机械手系统工作流程
气动回路图
机械手的手指、手腕、手臂的运动示意图
写在最后
成功的基础在于好的学习习惯
The foundation of success lies in good habits
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谢谢聆听
·学习就是为了达到一定目的而努力去干, 是为一个目标去战胜各种困难的过程,这个过程会充满压力、痛苦和挫折
Learning Is To Achieve A Certain Goal And Work Hard, Is A Process To Overcome Various Difficulties For A Goal
设计构思
• 选取机械手的座标形式和自由度 • 设计机械手的各执行机构，包括手部、手
腕、手臂等部件的设计。 • 设计出机械手气压传动系统，包括气动元
件的选取，气动回路的设计，并绘出气动原理图和电子—控制图。
机械手的标型式与自由度
• 按机械手手臂的不同运动形式及其组合情况，其座标型式可分为直角标型式、圆柱标型式，球标型式和关节标型式。由于本机械手在上下料时具有升降、收缩及回转运动，因此，采用圆柱标型式。相应的机械手具有三个自由度，为了弥补升降运动行程较小的缺点，增加手臂摆动机构，从而增加一个手臂上下料摆动的自由度。
• 1、介质提取和处理方便。 • 2、阻力损失和泄露较小，能源可储存，而且工作环境适应性好。 • 3、动作迅速，反应灵敏。气动系统一般只需要0.02s-0.3s即可以建
立起所需要的压力和速度。也能实现过载保护，便于自动控制。
• 4、成本低廉。由于气动系统工作压力较低，因此降低了气动元、辅件材料和加工精度要求，制造容易，成本较低。
手臂结构设计
• 按照抓取工件的要求，本机械手的手臂自由度，即手臂的伸缩、左右回转和升降运动。手臂的回转和升降式通过立柱来实现的，立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种动作由气缸实现。

机械手臂的控制设计

目录1 引言 (1)2 机械手概述 (2)2.1 机械手的概念和分类 (2)2.2机械手的总体结构 (2)2.3机械手工作原理 (2)2.4机械手的操作方式 (3)3 机械手的工作方式 (4)3.1手动工作方式 (5)3.2自动程序 (6)3.2.1单周期工作方式 (7)3.2.2单步工作方式 (7)3.2.3连续工作方式 (7)3.3 自动回原点 (8)4 PLC的I/O分配 (10)5 PLC的外部接线图 (11)6 结束语 (12)参考文献 (13)附录 (14)1 引言工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并已成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。

工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。

尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染性的场合，应用的最为广泛。

在我国，近几年也有较快发展，并取得一定成果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。

机械手也称自动手。

机械手主要由手部、运动机构、控制系统三大部分组成。

手部用来抓持工件的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型。

运动机构，使手部完成各种转动，移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。

运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。

为了抓取空间中任意和方位的物体，需要6个自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。

自由度越多，机械手灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。

一般机械手有2~3个自由度。

机械手的种类，按驱动方式分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续的轨迹控制机械手。

2 机械手概述2.1 机械手的概念和分类它是一种能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。

机械手电气控制系统设计说明

机械手电气控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。

机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。

机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。

工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。

广泛采用工业机器人，不仅可以提高产品的质量与产量，而且对保障人身安全，改善劳动环境，减轻劳动强度，提高劳动生产率，节约原材料消耗以及降低生产成本，有着十分重要的意义。

可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。

本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC实现机械手搬运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器 (PLQ 控制功能。

使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。

关键字：机械手；自动化装备；可编程控制器；PLC摘要前言 (2)第1章设计目的及主要内容 (3)1.1 设计目的 (3)1.2.主要内容 (3)第2章机械手的操作要求及功能 (4)2.1.操作要求 (4)2.2操作功能 (5)第3章PLC及机械手的选择和论证 (6)3.1PLC (6)3.1.1 PLC 简介 (6)3.1.2 PLC的结构及基本配置 (6)3.1.3 PLC 的选择 (7)3.2机械手 (7)3.2.1机械手简介 (7)3.2.2机械手的选择 (8)第4章硬件电路设计及描述 (8)4.1操作方式 (10)4.2输入与输出分配表及I/O分配接线 (10)第5章软件电路设计及描述 (12)5.1机械手的操作系统程序 (12)5.2回原位程序 (12)5.3手动单步操作程序 (13)5.4自动操作程序 (14)5.5机械臂传送系统梯形图 (14)5.6指令语句表 (16)18第6章总结 (17)参考文献大二的学习即将结束，课程设计是其中一个重要环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。

PLC课程设计机械手电气控制系统.

河南机电高等专科学校课程设计报告书课程名称:《PLC技术与工程应用》课题名称:机械手电气控制系统设计系部名称:自动控制系专业班级:计控102班姓名:刘宾学号:1014132312012年06月20日目录目录 (11、引言 (42、系统总体设计要求 (63、系统方案设计 (64、上位监控系统设计 (125、程序调试 (145.1 调试设备 (145.2 遇到的问题与解决方法 (146、心得体会 (15附录1 参考文献 (16附录2 程序清单 (161、引言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。

同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。

机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。

,是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。

机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。

尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。

在我国,近几年来也有较快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。

机械手的种类,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种;按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。

机械手通常用作机床或其他机器的附加装置,如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件,在加工中心中更换刀具等,一般没有独立的控制装置。

有些操作装置需要由人直接操纵,如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。

机械手PLC控制系统设计

..毕业设计题目：机械手PLC控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。

PLC机械手设计主要是依靠限位开关和电磁阀的控制及推动来实现的。

机械手的所有动作均采用电控制、气压驱动。

它的上升/下降、左移/右移和左旋转/右旋转均采用双线圈双位电磁阀推动气压缸完成。

机械手的动作转换依靠限位开关来控制并且按照一定的顺序动作。

在机械手运动的过程中会安装检测灯来检测其运动的启停。

本设计所用机械部件有模拟机械手爪，电气方面有可编程控制器（PLC）、开关电源、电磁阀、等部件。

按钮发出两路脉冲到机械手驱动，控制它的前后移动由气动阀Y4控制，左右移动由气动阀Y5控制，左右旋转由气动阀Y6控制，夹紧和放松由气动阀Y7控制，另外还有启动和停止两个按钮。

机械手自动完成全部动作。

【关键词】: 电磁阀限位开关继电器机械手Abstractin the industrial production and other fields,because the job needs,people are often under the threat of high temperature,corrosive and toxic gases and other factors,the increase in labor intensity,and even life-threatening.Sincethe advent of mechanical hand,be smoothly done or easily solved the corresponding problems.In space manipulator can be caught,put and carry objects,flexible,applicable to small batch production,production varieties can be switched,widely used in flexible automatic line.PLC design manipulator mainly rely on the limit switch and the solenoid valve control and promote them.The robot moves are all used electrical control,pneumatic drive.It's up / down,left / right shift and rotate left/right rotation using a double double coil solenoid valveto promote the completion of the cylinder pressure.The mechanical hand movements depend on the conversion limit switches to control the order and in accordance with a certain action.In the robot's movement in the process ofdetection lights will be installed to detect movement of its start and stop.The design of the mechanical components are used in simulation of mechanical hand,there are electric programmable logiccontroller(PLC),switching powersupply,electromagnetic valve,etc..A two button drive impulse to the robot,its control before and after moving from Y4 pneumatic valve control,move aroundby the Y5 pneumatic valve control,left and right rotation by the Y6 pneumatic valve control,clamping and relax by the Y7 pneumatic valve control,in addition to start and stop the two button.Automatic completion of all the action of manipulator.[keyword]:solenoid valve,limit switch relay manipulator第1章绪论1.1 PLC的发展及其应用PLC是一种专门在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

机械手及控制系统设计

.河北工程大学课程设计指导说明书课程题目: 机械手及控制系统设计专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向班级: 机制11班**: **学号*************: ***目录第一章绪论1.1 题目要求。

3 1.2 题目概况。

3 1.3 气动机械手。

3 1.4 气动机械手的发展趋势。

3 1.5 课题的现实意义。

4第二章气动机械手的操作要求及功能2.1 机械手移动动作示意图。

5 2.2 机械手操作面板图。

5 2.3 机械手的输入\输出信号定义图。

6 2.4 机械手顺序动作的要求。

6第三章机械部分设计3.1 气动搬运机械手的结构。

8 3.2 机械手的主要部件及运动。

8 3.3 驱动机构的选择。

9 3.4 机械手的技术参数列表。

9 3.5 气动回路的设计。

9 3.6 末端执行器的设计。

10 3.7 升降手臂的设计。

12 3.8 平移手臂的设计。

14第四章机械手控制设计4.1 PLC的简介。

16 4.2 PLC的应用领域。

16 4.3 PLC的系统组成。

16 4.4 PLC的定义及选择。

174.4.1 机械手传送系统输入点和输出点分配表。

174.4.2 原理接线图。

184.4.3 控制程序流程图。

19 4.5 机械手控制软件设计。

214.5.1 控制系统程序。

214.5.2 手动单步操作程序。

214.5.3 机械手系统梯形图。

234.5.4 语句表程序设计。

24第五章课程设计总结第一章绪论机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备，它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务。

在构造和性能上兼有人和机器的优点，尤其体现了人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力，在国民经济各领域有着广阔的发展前景。

1.1 题目要求题目：机械手及控制系统设计要求：机械手的各动作由气缸驱动，并由电磁阀控制1.2 题目概况机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。

机械手的控制系统设计Word

嘉兴职业技术学院毕业设计（论文）题目名称：机械手的控制系统姓名：所在分院：机电与汽车分院专业班级：指导教师：2014 年 6 月 1 日摘要机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。

通过编程来完成各种动作，它的准确性和多自由度，保证了机械手能在各种不同的环境中工作。

机械手在工业生产中应用较多，机械手的使用能够显著的提高生产效率，减少人为因素造成的废次品率。

机械手可以完成很多工作，它在自动化车间中用来运送物料，从事多种工艺操作。

它的特点是通过编程来完成各种预期的作业，在构造和性能上兼有人和机器人的部分优点，尤其体现了人的灵活协调和机器人的精确到位。

机械手是在机械自动化生产中逐步发展出的一种新型装置。

现代生产过程中机械手被广泛的应用到自动生产线中。

机械手目前虽然不如人手的灵活多变，但它具有重复性，无疲劳，不惧危险，有大的抓举力量，因此越来越多的被广泛运用。

机械手技术涉及机械学、力学、自动控制技术、传感技术、电气液压技术，计算机可编程技术等，是一门跨学科综合技术。

本课题在执行机构由电动和液压组成的结构基础上将PLC应用于其自动控制系统，完成机械手系统的硬件及软件设计。

关键词数控；自动装卸；机械手；PLC目录1引言 (1)1.1课题背景 (1)1.2机械手的发展 (1)1.3机械手的组成 (2)1.4应用机械手的意义 (4)2 可编程器PLC (5)2.1可编程控制器的产生 (5)2.2 PLC的特点 (5)2.3 PLC的定义 (6)2.4 机械手采用PLC控制的优点 (7)3 机械手的控制系统 (8)3.1系统原理 (8)3.2 控制系统设计的基本步骤 (8)3.3 控制系统的要求 (10)3.4 系统及原理 (13)参考文献 (21)1引言1.1课题背景机械工业是国民的装备部是为国民经济提供装备,和为人民生活提供耐用消费品的产业不论是传统产业还是新兴产业都离不开各种各样的机械装备。

机械工业所提供装备的性能、质量和成本，对国民经济各部门技术进步和经济效益有很大的和直接的影响，机械工业的规模和技术水平是衡量国家经济实力和科学技术水平的重要标志。

机械手控制系统设计

机械手控制系统设计机械手控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。

设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。

该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。

机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。

机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。

通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。

通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。

关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图The Design of Manipulator Control SystemABSTRACTIn industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved.The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient.The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in keyskills and basic skills training.Key Words:Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram目录第1章绪论 (1)1.1 机械手的背景与现实意义 (1)1.2 国内外机械手研究概况 (1)1.3 机械手控制存在的问题及最新发展 (3)1.3.1 利用单片机实现对机械手的控制 (3)1.3.2 利用传统继电器实现对机械手的控制 (3)1.3.3 PLC实现对机械手的控制 (3)1.4 本文主要工作 (5)第2章机械手控制系统工艺流程与总体方案设计 (6)2.1 机械手控制系统的流程设计 (6)2.2 机械手的工艺过程 (6)2.3 机械手总体控制方案的设计思路 (7)第3章机械手硬件系统设计 (9)3.1电气原理设计 (9)3.1.1 机械手电源电路设计 (9)3.1.2 机械手控制电路 (9)3.1.3工作状态指示灯电路 (11)3.1.4 LED段码指示电路 (11)3.2 PLC的选型及参数 (12)3.3电器元器件的选型 (13)3.3.1 接触器 (13)3.3.2 行程开关 (14)3.3.3 熔断器 (14)3.3.4 低压断路器 (14)3.3.5 控制按钮 (14)3.3.6 直流减速电机 (14)第4章机械手软件系统设计 (15)4.1设计任务和控制要求 (15)4.2高级指令说明 (15)4.2.1 定时器指令 (15)4.2.2 顺控继电器(SCR)指令 (17)4.2.3 传送指令 (17)4.2.4 计数器指令 (18)4.2.5 标准转换指令 (20)4.2.6 段码指令 (20)4.3 PLC的I/O接口功能设计与分配 (20)4.3.1 PCL的I/O接口功能设计 (20)4.3.2 I/O接线图 (23)4.4设计系统工作流程 (24)第5章机械手控制系统调试 (25)5.1 西门子S7-200系列PLC编程软件 (25)5.2 程序说明 (26)5.3 故障及其解决方案 (31)第6章总结 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)附录程序清单 (36)1 绪论1.1机械手的背景与现实意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。

第7章数控机床的进给伺服系统PPT课件

起动频率fq 的选择先计算电机轴上的等效负载转动惯量：
式中 J1、J2——齿轮的转动惯量(N·m·s2)；J3——丝杠的转动惯量 d ——冲当量(mm／脉冲)。
然后进行负载启动频率fqF 的估算；式中 fq——空载启动频率(Hz)，T——由矩频特性决定的力矩(Nm)
J——电机转子转动惯量(N·m·s2)。依照机床要求的启动频率fqF ，可选择fq
第七章数控机床的进给伺服系统
7-1 概述 7-2 步进电动机及其驱动系统 7-3 直流伺服电动机及其速度控制 7-4 交流伺服电动机及其速度控制 7-5 主轴驱动 7-6 位置控制
§ 7-1 概述
立式铣床
加工中心刀库刀具定位电机机械手旋转定位电机
带制动器伺服电机主轴电机
伺服电机
伺服驱动系统（Servo System)
称做空载运行频率fmax。它也是步进电动机的重要性能指标，对于提高生产率和系统的快速性具有重要意义。
fmax 应能满足机床工作台最高运行速度。
6. 运行矩频特性运行矩频特性T＝f(F)是描述步进电动
机连续稳定运行时，输出转矩T与连续运行 T 频率之间的关系。它是衡量步进电动机运转时承载能力的动态性能指标。
f
三、步进电动机驱动电源 1. 作用发出一定功率的电脉冲信号，使定子励磁绕组顺序通电。 2. 基本要求（1）电源的基本参数与电动机相适应；（2）满足步进电动机起动频率和运行频率的要求；（3）抗干扰能力强，工作可靠；（4）成本低，效率高，安装维修方便。
1.步距角步进电动机每步的转角称为步距角，计算公式：
θ＝ 360 (°) Z mK
式中 m—步进电动机相数 Z—转子齿数 K—控制方式系数， K=拍数p/相数m

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