机械手课程设计

目录

第一章设计目的及主要内容 (1)

1.1设计目的

1.2设计内容

第二章系统控制结构的确定 (2)

2.1 PLC概述

2.2PLC的特点 (3)

2.3机械手的概述 (4)

2.4机械手的组成 (4)

2.5机械手的主要参数 (6)

2.6应用机械手的意义 (6)

2.7机械手采用PLC控制的优点 (7)

第三章控制系统 (8)

3.1系统设计的基本步骤 (8)

3.2 系统工作过程 (8)

3.3控制要求

3.4系统及原理 (9)

第四章电路的设计

4.1 操作方式 ······························································································错误！未定义书签。

4.2 I/O接线图·····························································································错误！未定义书签。

4.3 PLC梯形图···························································································错误！未定义书签。

4.4 PLC控制程序 ·······················································································错误！未定义书签。第五章心得体会

参考文献 (18)

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第1章 绪论

1.1设计目的

本课程设计是本门课程课堂教学的延伸和发展，是理论知识与工程实践之间的衔接。课程设

计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。

课程设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。在专业知识与研究方法方面为日后的毕业设计乃至毕业后的工作奠定良好的基础。

1.2设计内容

机械手能把工件从A 点移到B 点，机械手的结构示意图如图1所示。该机构的上升、下降和左移、右移是由双线圈两位电磁闹推动气缸来实现的。当某一线圈得电，机构便单方向移动，直至线圈断电才停在当前位置。夹紧和放松是由单线圈两位电磁阂驱动气缸来实现的，线圈通电则夹紧，失电则为放松。设备上装有上、下限位和左、有限位开关。

机械手工作循环过程示意图如图2所示。从图中可见，机械手工作循环过程主要有8个动作，即

为：

第2章 系统控制结构的确定

2.1 PLC 概述

PLC 是可编程控制器的简称。PLC 源于继电器控制技术，通过运行存储在其 内存中的程序，把经输入电路的物理过程得到的输入信息，变换为所需要的输出信息，进而再通过输出电路的物理过程去实现对负载的控制。PLC 基于电子计算机，但并不等同于普通计算机。普通计算机进行输入输出信息变换时，大多只考虑信息本身，信息输入输出的物理过程一般不考虑的。而 PLC 则要考虑信息输入 输出的可靠性、实时性，以及信息的实际使用，特别要考虑怎么适应于工作环境，比如，便于安装，便于维护及抗干扰等问题，输入输出信息变换及可靠的物理实 现，可以说是PLC 实现控制的两个基本要点。PLC

可以通过它的外设或通信接口与外界交换信息。它的

功能要比继电器控制装置多得多，也强得多。

根据PLC丰富的指令系统，各种各样的I/O 接口、通信接口，大容量的内存，可靠的自身监控系统，可以知道PLC 的基本功能：逻辑处理功能；数据运算功能；准确定时功能；高速计数功能；；中断处理功能；程序与数据存储功能；联网通信功能；自检测、自诊断功能。PLC 把这些功能集于一身，是别的电控器所没有的，也是传统的继电器控制电路所无法比拟的。PLC 丰富的功能为它的广泛运用提供了可能。

可编程控制器是在计算机技术、通信技术和继电器控制技术的发展基础上开发起来的，现已广泛应用于工业控制的各个领域。它以微处理器为核心，用编写的程序进行逻辑控制、定时、计数和算术运算等，并通过数字量和模拟量的输入/输出来控制机械设备或生产过程。

2.2 PLC的特点

①高可靠性

1）所有的I/O 接口电路均采用光电隔离，使工业现场的外电路与PLC 内部电路之间电气上隔离。

2）各输入端均采用R-C 滤波器，其滤波时间常数一般为10～20ms。

3）各模块均采用屏蔽措施，以防止辐射干扰。

4）采用性能优良的开关电源。

5）对采用的器件进行严格的筛选。

6）良好的自诊断功能，一旦电源或其他软，硬件发生异常情况，CPU 立即采用有效措施，以防止故障扩大。

7）大型PLC 还可以采用由双CPU 构成冗余系统或有三CPU 构成表决系统,使可靠性更进一步提高。

②丰富的I/O 接口模块

PLC 针对不同的工业现场信号，如：交流或直流；开关量或模拟量；电压或电流；脉冲或电位；强电或弱电等。有相应的I/O 模块与工业现场的器件或设备，如：按钮；行程开关；接近开关；传感器及变送器；电磁线圈；控制阀等直接连接。

③采用模块化结构为了适应各种工业控制需要，除了单元式的小型 PLC 以外，绝大多数 PLC 均采用模块化结构。PLC 的各个部件，包括 CPU，电源，I/O 等均采用模块化设计，由机架及电缆将各模块连接起来，系统的规模和功能可根据用户的需要自行组合。

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