机械手控制电路毕业设计---机械手控制电路设计

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基于三菱PLC的机械手控制系统设计毕业设计

基于三菱PLC的机械手控制系统设计毕业设计

基于三菱PLC的机械手控制系统设计毕业设计机械手是一种广泛应用于工业生产的设备。

在传统工艺中,采用继电器控制时需要使用大量的继电器,接线复杂,容易出现故障,维修困难,费时费工,增加了成本,影响了设备的工效。

因此,采用可编程控制器(PLC)对机械手进行控制是一种更加可靠、方便的方法。

本文介绍了使用XXX生产的F1/F2系列PLC对机械手进行控制的设计方案。

该方案根据机械手的运动规律进行软件编程,实现了手动操作和自动操作。

采用梯形控制直观易懂,PLC控制使接线简化,安装方便,减少了维修量,提高了工效。

第一章 PLC的技术简述1.1 PLC的定义PLC是一种可编程控制器,是一种数字计算机,可用于控制各种工业过程,包括机械手的控制。

PLC通过数字输入和输出模块与外部设备进行通信,通过编程实现对设备的控制。

1.2 PLC的特点PLC具有可编程性、可靠性、灵活性、扩展性等特点。

它可以根据不同的应用需求进行编程,可以适应不同的工业环境,具有较高的可靠性和稳定性,可以方便地进行扩展和升级。

1.3 PLC的一般结构PLC一般由中央处理器、存储器、输入模块、输出模块、通信模块等组成。

其中,中央处理器是PLC的核心部件,负责执行程序和控制设备。

存储器用于存储程序和数据。

输入模块用于接收外部设备的信号,输出模块用于控制外部设备的动作,通信模块用于与其他设备进行通信。

1.4 PLC的基本工作原理PLC的基本工作原理是通过输入模块接收外部设备的信号,经过中央处理器进行处理,然后通过输出模块控制外部设备的动作。

PLC的程序是由用户编写的,可以根据实际需求进行修改和升级。

PLC的输入和输出可以根据需要进行扩展,以适应不同的应用场合。

第二章机械手控制系统的控制要求2.1 工作对象的介绍机械手是一种用于自动化生产的设备,可以完成各种物料的搬运、装卸、组装等操作。

机械手的控制需要考虑到其运动规律和工作对象的特点。

2.2 工作原理机械手的工作原理是通过电机驱动各个关节进行运动,实现对工作对象的搬运、装卸、组装等操作。

工业机械手plc控制系统毕业设计

工业机械手plc控制系统毕业设计

工业机械手plc控制系统毕业设计工业机械手在现代化的生产线中扮演着重要的角色,它可以高效地完成各种物品转移操作,但是机械手的运作离不开PLC控制系统的支持。

因此,本文将围绕“工业机械手PLC控制系统毕业设计”展开阐述。

第一步,进行需求分析。

在进行PLC控制系统设计之前,首先需要了解客户的具体需求,包括机械手的移动速度、精度、各种动作状态、传感器的数量等等因素。

针对这些要求进行详细分析,方便后续控制程序的编写。

第二步,进行PLC选型。

在根据客户需求推算出所需要的控制模块后,可以进行PLC选型。

考虑到冗余备份和可靠性要求,一般会采用双控制模块和双电源供电模块的设计方案,以确保系统的高可靠性和稳定性。

第三步,进行程序设计。

PLC程序设计分为由编辑、编译、下载到PLC并运行、调试等步骤,需要详尽地分析程序逻辑、动作流程和异常处理等内容。

同时,还应该编写人机界面(HMI),方便人员进行系统的监控、操作和故障排除等工作。

第四步,进行现场测试。

在PLC控制程序编写之后,需要进行现场测试以确保程序的稳定性和可靠性。

此时要进行疯狂测试,跑黑盒白盒、配置自检等多个测试方式,确保程序能够符合客户的需求。

第五步,进行评估和优化。

在测试过程中,需要对系统运行数据进行评估和分析,并对程序进行优化。

调整参数和算法,优化运行效率和准确率,最终确保系统能够达到高效稳定的运行状态。

综上所述,关于“工业机械手PLC控制系统毕业设计”,需要进行需求分析、PLC选型、程序设计、现场测试和评估优化等步骤。

这种设计方案需要掌握扎实的基础理论知识和丰富的实践经验,而且需要具备敏锐的技术洞察力以及灵活应变的能力。

只有这样才能够完成高质量的PLC控制系统毕业设计。

机械手控制电路的设计——开题报告

机械手控制电路的设计——开题报告

本科生毕业设计(论文)开题报告设计(论文)题目机械手控制电路的设计学生姓名院(系)武汉理工大学独立本科段专业机电一体化工程学号导师姓名、职称毕业设计(论文)开题报告题目:机械手控制电路的设计1.本课题的来源、选题依据:本课题的来源:黄冈职业技术学院机电系网站08级本科毕业设计课题选题依据:我选本课题的依据是本课题将PLC应用于机械手的控制电路中,具有很强的PLC系统设计意义。

而且个人对PLC的相关设计有一定的了解,所以我选PLC 系统设计这个课题。

2.本课题的设计(研究)意义(相关技术的现状和发展趋势):理论意义:机械手控制电路的设计是对于在大学里面学到的课程,例如机电一体化系统设计,现代设计方法等课程的进一步巩固。

实践意义:本课题将PLC应用于机械手的控制电路中,具有很强的PLC系统设计意义。

发展趋势:工业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。

工业机械手是工业机器人的一个重要分支。

他的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上本科题可以将PLC应用于机械手的自动控制中,具有设计意义。

机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、传感器技术和计算机等科学领域,是一门跨科学综合技术。

机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。

现代式工业中,生产过程的机械化,自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

采用机械报告文学进行装配更是目前研究的重点,国外已研究采用摄像机和力传感装置和微型计算机连在一起,能确定零件的方位达到镶装的目的。

但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。

因此,装卸、搬运等工序机械化的迫切性,工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。

工业机械手主要用于机床加工、铸造、热处理等方面,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。

机械手控制系统设计毕业论文

机械手控制系统设计毕业论文

机械手控制系统设计毕业论文目录1绪论 (1)1.1选题背景及意义 (1)1.1.1机械手简介 (1)1.1.2机械手发展概况及研究现状 (2)1.2 PLC的控制系统 (4)1.2.1 PLC的概述 (4)1.2.2 PLC的优点 (5)1.2.3 PLC的应用领域 (6)1.3毕业设计(论文)内容 (7)2机械手的系统组成 (8)2.1工艺过程及控制要求 (8)2.1.1工艺过程 (8)2.1.2控制要求 (9)2.2机械手组成 (10)2.3本章小结 (11)3方案论证和选择 (12)3.1机械手控制方式 (12)3.1.1利用单片机实现对机械手的控制 (12)3.1.2利用传统继电器实现对机械手的控制 (12)3.1.3利用PLC实现对机械手的控制 (13)3.2可编程控制器的主要特点 (13)3.3驱动系统方案的选择 (14)3.4本章小结 (16)4系统的硬件设计 (17)4.1系统硬件介绍 (17)4.1.1限位开关 (17)4.1.2电磁阀 (19)4.2 CPU选型及I/O分配 (21)4.2.1 PLC主机选型 (21)4.2.2液压系统 (22)4.2.3机械手搬运系统输入和输出点分配表 (23)4.3电气接线图 (24)4.4其它地址分配 (26)4.5本章小结 (26)5系统的软件设计 (27)5.1系统工作过程 (27)5.2主程序(组织块) (29)5.3子程序(逻辑功能块) (30)5.4本章小结 (34)6总结 (35)谢辞 (36)结束语 (37)参考文献 (38)附录 (1)1绪论工业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。

工业机械手是工业机器人的一个重要分支,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。

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各自的优点,尤其体现了人的智能性和适应性,机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域中有着广阔的发展前景。

毕业设计搬运机械手PLC控制系统设计

毕业设计搬运机械手PLC控制系统设计

搬运机械手PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及,主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。

本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作,两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转,从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动;其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQ1---SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器,通过PLC内部程序输出不同的信号,从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作,可实现机械手的精确定位;其动作过程包括:下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退;其操作方式包括:回原位、手动、单步、单周期、连续;来满足生产中的各种操作要求。

关键词:搬运机械手,可编程控制器(PLC),液压,电磁阀ABSTRACTWith the popularity of industrial automation and development, the demand for year-on-year increase of controller, handling the application of robot gradually popularity, mainly in the automotive, electronic, mechanical processing, food, medicine and other areas of the production line or cargo transport, we can be more good to save energy and improve the transport efficiency of equipment or products, to reduce restrictions on other modes of transportation and inadequate to meet the requirements of modern economic development.The manipulator mechanical structure includes two solenoid valves controlled by hydraulic manipulator steel to achieve the increased decline in sports and workpiece clamping action, the two different motor speed through the two motor coils positive control in order to achieve car of the fast-forward, slow forward, fast rewind, slow movement back movement; conversion by setting its action in various different parts of the trip switch (SQ1 --- SQ9) generated on-off signal transmission to the PLC controller, through the PLC internal different output signal, which drives the external coil to control the motor or solenoid valves have a different action, the robot can achieve precise positioning; their course of action include: decline in clamping increased, slow forward, fast forward, slow progress, the extension of , the drop in, relax, rise, slow back, rewind, slow back; its operation, including: Back in situ, manual,single-step, single cycle, continuous; to meet the production requirements of the various operations and maintenance.Keywords: handling mechanical hands, Programmable Logic Controller (PLC), hydraulic, solenoid valve目录前言 (1)第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况 (2)1.2 机械手的应用意义 (3)1.3 机械手的发展概况 (3)第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1 搬运机械手结构及其动作………………………………………………3.2 搬运机械手系统硬件设计………………………………………………3.3 搬运机械手控制程序设计………………………………………………1 操作面板及动作说明……………………………………………………2 I/O分配…………………………………………………………………3 梯形图的设计……………………………………………………………1)梯形图的总体设计……………………………………………………2)各部分梯形图的设计…………………………………………………3)绘制搬运机械手PLC控制梯形图……………………………………结论………………………………………………………………………………谢辞………………………………………………………………………………参考文献…………………………………………………………………………………. 附:语句表梯形图I/O接线图前言机械手:mechanical hand,也被称为自动手,auto hand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。

基于plc的机械手控制系统设计(毕业设计)

基于plc的机械手控制系统设计(毕业设计)

Xinyu University毕业设计(论文)基于PLC的机械手控制系统设计****:***学号:**********专业:电气工程及其自动化指导教师:谢富珍副教授学院:电气与电子工程江西·新余独创性声明本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文)是本人在指导教师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。

其中除加以标注和致谢的地方,以及法律规定允许的之外,不包含其他人已经发表或撰写完成并以某种方式公开过的研究成果,也不包含为获得其他教育机构的学位或证书而作的材料。

其他同志对本研究所做的任何贡献均已在文中作了明确的说明并表示谢意。

本毕业设计(论文)成果是本人在新余学院期间在指导教师指导下取得的,成果归新余学院所有。

特此声明。

作者签名(手写):签名日期:年月日版权使用授权书本毕业设计(论文)作者及指导教师完全了解新余学院有关保留、使用毕业设计(论文)的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交毕业设计(论文)的复印件和磁盘,允许毕业设计(论文)被查阅和借阅。

作者签名(手写):指导教师签名(手写):日期:年月日日期:年月日论文题目:基于PLC的机械手控制系统设计专业:电气工程及其自动化学生姓名:何友良指导教师:谢富珍副教授摘要随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。

工人工作环境和工作内容也要求理想化简单化,对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完成显得非常重要。

这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害,如冶金、化工、医药、航空航天等。

在机械制造业中,机械手应用较多,发展较快。

目前主要应用于机床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业,它可以按照事先制定的作业程序完成规定的操作,有些还具备有传感反馈能力,能应付外界的变化。

应用机械手,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

机械手plc控制设计毕业论文

机械手plc控制设计毕业论文

机械手plc控制设计毕业论文机械手PLC控制设计毕业论文引言:机械手是一种能够模拟人手运动的机械装置,广泛应用于工业生产线、医疗手术等领域。

PLC(可编程逻辑控制器)作为一种常见的自动化控制设备,被广泛应用于机械手的控制系统中。

本篇论文将探讨机械手PLC控制设计的相关内容,包括PLC选型、控制算法设计以及实验验证等。

一、PLC选型在机械手的PLC控制设计中,PLC选型是至关重要的一步。

首先,需要考虑机械手的运动范围、负载能力以及精度要求等因素,以确定所需的PLC输入输出点数和处理能力。

其次,还需考虑PLC的可靠性、稳定性以及扩展性等因素,以满足未来可能的升级需求。

最后,还需考虑PLC的成本,以确保在满足需求的前提下,控制系统的成本能够得到合理控制。

二、控制算法设计机械手的控制算法设计是机械手PLC控制设计中的核心环节。

根据机械手的运动特性和任务需求,可以采用不同的控制算法。

常见的控制算法包括位置控制、速度控制和力控制等。

位置控制是通过控制机械手的关节角度或末端执行器的位置来实现目标位置的控制。

速度控制则是通过控制机械手的关节角速度或末端执行器的速度来实现目标速度的控制。

力控制则是通过控制机械手的关节力矩或末端执行器的力来实现目标力的控制。

在实际应用中,常常需要综合考虑多种控制算法,以实现更加精确和灵活的控制。

三、实验验证为了验证机械手PLC控制设计的有效性和性能,需要进行实验验证。

首先,需要搭建机械手的实验平台,包括机械结构、传感器和执行器等。

其次,需要编写PLC程序,实现机械手的控制算法。

在实验过程中,需要采集和分析机械手的运动轨迹、力矩以及控制误差等数据,以评估控制系统的性能。

最后,可以通过与其他控制方法进行比较,验证机械手PLC控制设计的优势和局限性。

结论:机械手PLC控制设计是一项复杂而重要的任务,涉及到PLC选型、控制算法设计以及实验验证等多个方面。

合理的PLC选型能够满足机械手的控制需求,并确保系统的可靠性和稳定性。

机电一体化电气自动化机械手毕业设计

机电一体化电气自动化机械手毕业设计

目录第1章设计课题................................................................................................... 错误!未定义书签。

第2章设计目的.. (1)第3章课题任务的控制要求 (5)第4章 PLC外部硬件连接线 (9)第5章输入输出点地址分配 (10)第6章顺序功能图 (11)第7章梯形图程序 (12)第8章指令语句表 (12)第9章模拟调试的过程和出现问题的分析 (15)第10章调试程序所用的试验设备 (15)第11章毕业设计的体会 (18)第12章参考文献 (19)3.课题任务的控制要求机械手移动工作动作示意图如图1所示。

机械手需要将工件从工作台A移送至工作台B上,其动作过程为下降、上升、右移、再下降、在上升、左移。

这些动作均由电磁阀控制液压系统来驱动完成。

此外,机械手在夹送工件右行到位后,如果工作台B上的工件尚没运走,机械手则停止运动,待工作台B 上的工件被运走后,机械手才能下降。

操作时,机械手分为手动操作方式、回原点操作方式、单步点动操作方式、单周期操作方式、自动循环操作方式。

4.PLC外部硬件连接图5.输入输出点地址分配表1:工件传送机械手的输入/输出(I/O)点分配表表2:工件传送机械手的输入/输出(I/O)点分配表6.顺序功能图7.梯形图程序8.指令语句表ORGANIZATION_BLOCK 主程序:OB1 TITLE=程序注释BEGINNetwork 1// 原点指示灯LD I0.2AN Q0.1A I0.0= Q0.5Network 2// 手动操作方式选择开关LD I1.0JMP 1Network 3// 回原点操作方式选择开关LD I1.1JMP 2Network 4// 单步点动操作方式选择开关LD I1.2JMP 3Network 5// 单周期操作方式选择开关LD I1.3JMP 4Network 6// 自动循环操作方式选择开关LD I1.4JMP 5Network 7// 手动操作方式LBL 1Network 8// 夹紧与松开LD I2.1O Q0.4AN I2.2= Q0.4Network 9// 机械手下降LD I0.4AN I0.1 = Q0.1 Network 10// 机械手上升LD I0.5AN I0.0= Q0.0 Network 11// 机械手左移LD I0.6AN I0.2= Q0.3 Network 12// 机械手右移LD I0.7AN I0.3= Q0.2 Network 13// 回原点操作方式LBL 2Network 14// i1.5为启动按钮LD I1.5O M2.2= M2.2 Network 15// 机械手上升LDN I0.1A M2.2= Q0.1 Network 16// 机械手左移LDN I0.3A M2.2= Q0.3 Network 17// 松开电磁阀LD M2.2R Q0.4, 1 Network 18// 单步点动操作方式LBL 3Network 19// i6.0为点动按钮,计数器开始计数LD I6.0EULD T37O SM0.1CTU C1, 8Network 20// 机械手下降LDW= C1, 1AN I0.1= Q0.1Network 21// 机械手夹紧LDW= C1, 2= Q0.4Network 22// 机械手上升LDW= C1, 3AN I0.0= Q0.0Network 23// 机械手右移LDW= C1, 4AN I0.3= Q0.2Network 24// 机械手下降LDW= C1, 5AN I0.1= Q0.1Network 25// 机械手松开LDW= C1, 6R Q0.4, 1Network 26// 机械手上升LDW= C1, 7AN I0.1= Q0.0Network 27// 机械手左移LDW= C1, 8LPSAN I0.2 = Q0.3LPPTON T37, 100 Network 28// 单周期操作方式LBL 4Network 29LD I1.3S S0.0, 1 Network 30LSCR S0.0 Network 31// 机械手下降LD SM0.0AN I0.1= M1.1 Network 32// 夹紧和开始计时LD I0.1= M1.5TON T37, 10 Network 33// 跳转LD T37SCRT S0.1 Network 34SCRENetwork 35LSCR S0.1 Network 36// 机械手上升与夹紧LD SM0.0LPSAN I0.0= M1.3LPP= M1.6 Network 37// 计时LD I0.0TON T38, 10 Network 38// 跳转LD T38SCRT S0.2 Network 39SCRENetwork 40LSCR S0.2 Network 41// 机械手右移与夹紧LD SM0.0LPSAN I0.3= Q0.2LPP= M1.7 Network 42// 计时LD I0.3TON T39, 10 Network 43// 跳转LD T39SCRT S0.3 Network 44SCRENetwork 45LSCR S0.3 Network 46// 机械手下降与夹紧LD SM0.0AN I2.0AN I0.1= M1.2= M2.0 Network 47LD I0.1TON T40, 10 Network 48LD T40SCRT S0.4 Network 49SCRENetwork 50LSCR S0.4 Network 51// 机械手上升LD SM0.0AN I0.0= M1.4 Network 52LD I0.0TON T41, 10 Network 53LD T41SCRT S0.5 Network 54SCRENetwork 55LSCR S0.5 Network 56// 机械手左移LD SM0.0AN I0.2= Q0.3 Network 57SCRENetwork 58// 机械手下降LD M1.1O M1.2= Q0.1 Network 59// 机械手上升LD M1.3O M1.4= Q0.0 Network 60// 机械手夹紧LD M1.5O M1.4O M1.7O M2.0= Q0.4 Network 61LBL 5Network 62// 启动自动循环操作LD I1.6S S0.0, 1 Network 63LSCR S0.0 Network 64// 机械手下降LD SM0.0AN I0.1AN I1.7= M1.1 Network 65LD I0.1= M1.5TON T37, 10 Network 66LD T37SCRT S0.1 Network 67SCRENetwork 68LSCR S0.1 Network 69// 机械手夹紧与上升LD SM0.0LPSAN I0.0AN I1.7= M1.3LPP= M1.6 Network 70LD I0.0TON T38, 10 Network 71LD T38SCRT S0.2 Network 72SCRENetwork 73LSCR S0.2 Network 74// 机械手夹紧与右移LD SM0.0LPSAN I0.3AN I1.7= Q0.2 LPP= M1.7 Network 75LD I0.3TON T39, 10 Network 76LD T39SCRT S0.3 Network 77SCRENetwork 78LSCR S0.3 Network 79// 机械手夹紧与下移LD SM0.0AN I2.0AN I0.1LPSAN I1.7= M1.2LPP= M2.0 Network 80LD I0.1TON T40, 10 Network 81LD T40SCRT S0.4 Network 82SCRENetwork 83LSCR S0.4 Network 84// 机械手上升LD SM0.0AN I0.0AN I1.7= M1.4 Network 85LD I0.0TON T41, 10 Network 86LD T41SCRT S0.5Network 87SCRENetwork 88LSCR S0.5Network 89// 机械手左移LD SM0.0AN I0.2AN I1.7= Q0.3Network 90LD I0.2TON T42, 10Network 91// 跳转到s0.0从而实现循环执行程序LD T42SCRT S0.0Network 92SCRENetwork 93// 机械手下降LD M1.1O M1.2= Q0.1Network 94 // 机械手上升LD M1.3O M1.4= Q0.0Network 95// 机械手夹紧LD M1.5O M1.4O M1.7O M2.0= Q0.4END_ORGANIZATION_BLOCK SUBROUTINE_BLOCK SBR_0:SBR0 TITLE=子程序注释BEGINNetwork 1 // 网络标题// 网络注释END_SUBROUTINE_BLOCK INTERRUPT_BLOCK INT_0:INT0 TITLE=中断程序注释BEGINNetwork 1 // 网络标题// 网络注释END_INTERRUPT_BLOCK9.模拟调试的过程和出现问题的分析模拟调试可以通过仿真软件来代替PLC硬件在计算机上调试程序。

基于PLC控制的机械手系统控制毕业设计论文开题报告

基于PLC控制的机械手系统控制毕业设计论文开题报告
指定位置时, 由传感器产生信号停止其继续向某一方向的运动。故障信号指机械部件出现故障时, 产生一信号给控制器使机械手自动紧急停车。
资料收集
(1)机械手的结构
机械手主要由手部(手抓)、手腕、手臂、立柱和机座组成。手部是机械手与工件接触的部件。由于与物体接触的形式不同, 可分为夹持式和吸附式手部。本课题的工件是块状柱料, 采用夹持式。由手指和传力机构所构成, 手指与工件接触而传力机构则通过手指夹紧力来完成夹放工件的任务。
(2)液压传动系统
液压传动系统主要由油泵、液动机和调节装置组成。油泵供给液压系统压力油, 将电动机输出的机械能转换为油液的压力能, 用这压力油驱动整个液压系工作。液动机相当于手臂伸缩油缸做直线运动, 也有回转运动的液压机一般叫做油马达。调节装置指各种阀类, 如单向阀、溢流阀、节流阀、调速阀、减压阀等, 各起一定作用, 使机械手的手臂、手腕、手指等能够完成所要求的运动。
图1-1机械手组成整体框图
初步设计方法和措施如下:
(1)绘制机械手动作控制模型, 根据上述工艺要求, 机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等所组成。机械手本身为主要执行机构, 驱动系统采用液压传动, 控制系统用PLC编程控制, 位置检测为光电开关。
(2)被控系统基本动作有上升、下降、左转、右转、加紧、放松。本设计初步设想完成一次单循环机械手需完成八个顺序动作, 确定这些动作之间的关系及完成这些动作的顺序。
(4)检测装置
检测装置主要负责四类信号的检测, 主要包括: 按钮的输入信号检测, 光电开关的信号检测, 限位信号的输入检测, 以及故障信号的检测。
按钮输入信号的检测为人工控制的输入检测, 主要有启动按钮、停止按钮和工作方式转换按钮。光电开关信号的检测指光电开关在规定时间段内检测不到物品时, 定时器动作使传送带停止工作, 避免传送带长时间空转。限位信号指机械手在运动过程中, 当到达

基于PLC的机械手控制系统设计毕业设计(论文)word格式

基于PLC的机械手控制系统设计毕业设计(论文)word格式

摘要随着工业自动化的普及和发展,控制器的需求量逐年增大,搬运机械手的应用也逐渐普及,主要在汽车,电子,机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运, 可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率,以降低其他搬运方式的限制和不足,满足现代经济发展的要求。

本机械手的机械结构主要包括两台电机M1、M2,分别控制传送带A和传送带B的运转,传送物体;电机M3、M4分别控制机械手的上升下降和左移右移(M3正转机械手上升,反转机械手下降;M4正转机械手右移,反转机械手左移);压力继电器控制机械手的抓紧和放松;光电开关检测物体的到来。

行程开关(SQ1---SQ4)产生的通断信号传输到PLC控制器,通过PLC内部程序输出不同的信号,从而驱动外部接触器线圈来控制电动机产生不同的动作,可实现机械手的搬运;其动作过程包括:原位、下降、上升、右移、下降、上升、左移。

关键词:西门子S7-200 机械手行程开关目录摘要 (1)目录 (2)第1章:概述 (3)1.1 搬运机械手的应用 (3)1.2 机械手的发展趋势 (3)第2章:搬运机械手的硬件设计 (5)2.1搬运机械手的电机正反转主电路 (5)2.2搬运机械手的控制工艺要求 (5)第3章:搬运机械手的软件设计 (6)3.1搬运机械手的控制过程 (6)3.2 搬运机械手工作逻辑图 (6)3.3 PLC I/O地址分配表和I/O接线图 (6)3.4 PLC 的选型 (6)3.5 PLC 梯形图 (6)第4章:软硬件调试 (7)心得体会 (9)参考文献 (10)第1章概述1.1 搬运机械手的应用在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效办法,程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外,还有大量的装卸、搬运、装配等作业,有待于进一步实现机械化。

搬运机械手机构设计与控制电路设计

搬运机械手机构设计与控制电路设计

毕业设计(论文)题目:搬运机械手机构与控制电路设计(英文):Design of Manipulator Mechanism andControl Circuit院别:机电学院专业:机械电子工程姓名:学号:指导教师:日期:图纸请联系qq625880526搬运机械手机构设计与控制电路设计摘要机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器,他有多个自由度,可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。

机械手能模仿人手和臂的某些动作功能,用于按固定程序抓取、搬运物体或操作工具的自动操作装置。

它可以代替人的繁重劳动以实现生产自动化和机械化,能在有害环境下操作以保证人的安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

在工业部门中应用的机械手称为工业机械手。

工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新技术,是近几十年发展起来的一种高科技自动生产设备。

涉及到力学、机械学、电器液压技术、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。

它的特点是可以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各自的优点,尤其体现在人的智能和适应性。

机械手作业的准确性和环境中完成作业的能力,在国民经济领域有着广泛的发展空间。

设计包含了机械手的结构设计及控制电路设计,其中在结构设计这方面包含了机械手的手部结构、腕部结构、臂部结构设计及机身的整体结构设计。

在控制电路设计这方面包含了液压驱动控制设计、器件的选择设计、PLC可编程自动控制电路设计。

本毕业设计《搬运机械手机构与控制电路设计》非常适合作为机械电子工程这门专业大学四年的一个总结。

因为其中包含了机械设计与电路设计,是机械与电子的结合体,能充分体现这门专业的内涵。

关键词:机械手;手部;腕部;臂部;机身;液压;电路搬运机械手机构设计与控制电路设计Design of Manipulator Mechanism andControl CircuitABSTRACTManipulator is a kind of automatic control and from the new process to change the multi-function machine, he has multiple degrees of freedom, can carry objects to complete the work in different environments. Mechanical hand can imitate hand and arm function for some action, according to a fixed program to crawl, moving objects or to operate the automatic tool operation device. It can replace people arduous labor to realize production automation and mechanization, can operate under the hostile environment to guarantee the security of the person, and so it is widely used in machinery manufacturing, metallurgy, electron, light industry and atomic energy industries. In the industrial sector in the application of the mechanical hand is called the industrial manipulator.Industrial machinery hand is the modern automatic control in the field of a new technology developed in recent years, is a high-tech automated production equipment. Involves mechanics, mechanical, electrical and hydraulic technology, the automatic control technology, sensor technology and computer technology and other fields of science, is an interdisciplinary comprehensive technology. It is characterized by a variety of programming to complete the expected operation, in the structure and performance of both people and machines to their respective advantages, especially in human intelligence and adaptability. Mechanical hand operating accuracy and environment to complete operations capability, in the national economy has a broad development space.This design includes the structure of the manipulator design and the control circuit, wherein the structure design that incorporates a mechanical hand, wrist, arm structure structure structure design and the overall structure of the design. Early control circuit design which contains a hydraulic drive control design, choice of sensors design, PLC programmable automatic control circuit design. This graduation design" handling manipulator mechanism and control circuit design" is suitable for the mechanical electronic engineering this specialized university four years in a summary. Because of which includes the mechanicaldesign and circuit design, mechanical and electronic integration, can fully reflect the professional connotation.Key words: mechanical hand; hand; wrist; arm; the fuselage; hydraulic circuit搬运机械手机构设计与控制电路设计目录第一章绪论 (1)1.1机械手的研究概况 (1)1.2机械手发展方向 (1)1.3工业机械手在生产中的应用 (2)1.4本设计中研究的主要内容 (3)第二章搬运机械手的总体设计方案 (4)2.1机械手的组成 (4)2.2机械手基本结构的选择 (4)2.3机械手的执行机构 (4)2.4机械手的驱动机构 (4)2.5机械手的控制方式选择 (5)2.6机械手的技术参数列表 (5)第三章搬运机械手手臂各部件的设计 (6)3.1机械手手部的设计计算 (6)3.1.1手部设计基本要求 (6)3.1.2手部机构的选择 (6)3.1.3手抓的设计计算 (6)3.2腕部的设计计算 (17)3.2.1腕部设计基本要求 (17)3.2.2腕部机构的选择 (17)3.2.3腕部的设计计算 (18)3.3臂部的设计计算 (24)3.3.1臂部设计基本要求 (24)3.3.2臂部机构方案的选择 (25)3.3.3臂部的设计计算 (27)第四章机身的设计计算 (40)4.1机身的总体设计 (40)4.2机身的升降机构设计计算 (41)4.2.1手臂偏重力矩的计算 (41)4.2.2升降导向立柱不自锁条件分析计算 (42)4.2.3机身升降液压缸驱动力矩的计算 (43)4.2.4手臂升降液压缸参数计算 (44)4.3机身的回转机构设计计算 (49)4.3.1机身回转液压缸驱动力矩计算 (49)4.3.2机身回转液压缸主要参数 (51)4.3.4机身回转液压缸螺钉的计算 (52)4.3.5动片与输出轴间的连接螺钉计算 (53)4.3.6机身回转液压缸筒的壁厚校核 (54)4.4联接板的设计 (55)4.4.1联接板的介绍及作用 (55)第五章液压驱动系统与控制电路的设计 (57)5.1驱动系统设计要求 (57)5.2驱动系统设计方案 (57)5.3驱动系统设计 (58)5.3.1分功能设计分析 (58)5.3.2液压泵的确定与所需功率计算 (59)5.4控制电路设计 (66)参考文献 (67)致谢 (68)附录A (69)搬运机械手机构设计与控制电路设计第一章绪论1.1机械手的研究概况机械手是一种模拟人手操作的自动机械。

并联机械手毕业设计

并联机械手毕业设计

并联机械手毕业设计在现代工业生产中,机械手是一种非常重要的设备。

它可以在工厂中完成各种复杂的任务,如搬运重物、装配产品等。

而在机械手的设计中,一种常见的结构就是并联机械手。

并联机械手具有许多优点,比如高精度、高刚度等,因此在毕业设计中选择并联机械手作为研究对象具有一定的意义。

首先,我将介绍并联机械手的基本原理和结构。

并联机械手由多个机械臂组成,这些机械臂通过关节连接在一起,并且与固定的底座相连。

每个机械臂都由多个关节组成,这些关节可以实现旋转或移动。

通过控制每个机械臂的关节运动,可以实现机械手在三维空间内的精确定位和运动。

其次,我将介绍并联机械手在工业生产中的应用。

由于并联机械手具有高精度和高刚度的特点,因此在一些需要进行精细操作的工业领域,比如电子组装、微电子加工等,广泛应用并联机械手。

并联机械手可以实现高速、高精度的操作,提高生产效率和产品质量。

然后,我将讨论并联机械手的设计和控制方法。

在并联机械手的设计中,需要考虑机械结构的刚度和稳定性,以及各个关节的运动范围和速度。

同时,还需要设计适合的传感器和执行器,以实现对机械手的精确控制。

在控制方面,可以采用传统的PID控制方法,也可以使用先进的自适应控制算法,以实现对机械手的精确控制。

此外,我还将探讨并联机械手的发展趋势和应用前景。

随着科技的不断进步,机械手的性能和功能将不断提高。

未来的并联机械手可能具有更高的精度和更灵活的运动方式,可以应用于更广泛的领域。

比如,可以将并联机械手应用于医疗领域,用于手术操作或康复训练;也可以将其应用于航天领域,用于太空站的维护和修理等。

总而言之,毕业设计是一个非常重要的环节,它是对学生多年学习成果的检验和展示。

选择并联机械手作为毕业设计的研究对象,不仅可以深入了解机械手的原理和应用,还可以学习到机械设计和控制的相关知识。

并联机械手在工业生产中具有广泛的应用前景,研究并联机械手的设计和控制方法,对于提高机械手的性能和功能,推动工业生产的发展具有重要意义。

机械手plc控制设计毕业论文

机械手plc控制设计毕业论文

摘要关键词:机械手;PLC;控制系统;设计第一章引言1.1 研究背景随着我国工业自动化水平的不断提高,机械手在制造业中的应用越来越广泛。

机械手作为一种自动化设备,能够替代人工完成重复性、危险性较大的工作,提高生产效率,降低生产成本。

可编程逻辑控制器(PLC)作为一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备,具有可靠性高、编程灵活、易于维护等优点,成为机械手控制系统的首选。

1.2 研究目的与意义本文旨在设计并实现一个基于PLC的机械手控制系统,提高机械手在工业生产中的应用效果。

通过研究,掌握机械手和PLC的基本原理,分析机械手控制系统的需求,设计并实现一个高效、可靠的控制系统,为机械手在工业生产中的应用提供有力支持。

第二章机械手与PLC的基本原理2.1 机械手的基本原理机械手是一种能够模拟人手进行抓取、搬运等操作的自动化设备。

其基本原理包括机械结构、驱动系统、控制系统和传感器等部分。

机械手通过机械结构实现抓取、搬运等动作,驱动系统提供动力,控制系统控制机械手的运动轨迹和速度,传感器检测机械手的运动状态。

2.2 PLC的基本原理PLC是一种广泛应用于工业自动化领域的控制设备,其基本原理是利用可编程的存储器来存储用户编写的程序,实现对输入信号的逻辑运算,输出控制信号,从而实现对工业过程的控制。

PLC具有可靠性高、编程灵活、易于维护等优点。

第三章机械手控制系统的需求分析3.1 机械手控制系统的功能需求(1)抓取、搬运、放置等基本动作;(2)运动轨迹控制;(3)速度控制;(4)位置检测与反馈;(5)故障诊断与报警。

3.2 机械手控制系统的性能需求(1)响应速度快;(2)控制精度高;(3)稳定性好;(4)易于维护。

第四章机械手PLC控制系统的设计4.1 系统总体设计根据机械手控制系统的需求分析,设计了一个基于PLC的机械手控制系统。

系统主要由PLC、驱动器、传感器、机械手等组成。

PLC作为控制核心,负责接收传感器信号,输出控制信号,实现对机械手的控制。

用PLC设计的简易的机械手控制电路

用PLC设计的简易的机械手控制电路

用PLC设计的简易的机械手控制电路
今日为大家介绍一个用plc设计的简易的机械手掌握电路。

掌握要求示意图:
当按下启动按钮X1后,机械手先向下移动再向上移动,然后向右移动再向右下移动,再向右上移动,再回到原点。

(我们可以想像成一个机械手抓持着一个工件,把工件从一个位置移动到另一个位置)。

I/O安排表:
首先我们先把输入与输出的安排给编好。

流程图:
像设计这种带有步进顺控指令的电路,我们可以先画一个流程图以便利我们一步步的分析与设计电路。

首先机械手从原点开头先向下——向上——向右——右下——右上——向左——复位。

然后步与步之间的转换条件我们可以设置成各个限位开关,然后我们通过移位指令把M101到M107的各个指令一步步激活。

梯形图:
当我们在启动前机械手位于原点位置,X5(左限位开关),X3(右限位开关)是被压合的,就会传输一个1到M100里面去,然后M100的常开触点闭合,按下启动按钮X1,M100的数据通过移位指令移到
M101里面去,机械手向下运动,当遇到下限位开关X2后,M101的数据通过移位指令移到M102里面去,机械手向上运动,当遇到上限位开关X3后,M102的数据通过移位指令移动到M103里面去,机械手向右运动,,,,,,以此类推,始终到M107复位指令。

假如我们想让机械手直接复位也可以按下X0复位按钮,这样机械手就可直接复位。

机械手电路设计

机械手电路设计
5.4PLC梯形图
控制方法:
1)整体设计
手动程序和自动程序分别编成独立的子程序块,通过调用指令进行功能选择。当工作方式选择开关选择手动方式时,I0.7接通,执行手动程序:当工作方式选择自动方式(单步、单周、连续)I1.0、I1.1、I1.2分别接通,执行自动控制程序。
2)手动控制程序
手动程序不需要按工序顺序动作,可以按普通继电触器系统设计。手动控制的梯形图见子程序O,手动按钮I1.3, I1.4, I1.5, I2.0, I2.1, I2.2分别控制下降,上升,右移,左移,夹紧,放松各个动作。为了系统的安全运行,设置了一些必要的联锁保护,其中在左右移动的控制环节中加入I0.2作为上限联锁,因为机械手只有处于限位置(I0.2=1)时才充许左右移动。
(9)抓紧动作由压力继电器控制,当抓紧时,压力继电器动合触点闭合。放松动作为时间控制(设为4s)。
(10)要求采用西门子型PLC技术设计,分组布置任务,每组原则上不超过5人。
(11)电子文档要求打印两份,字数不少于5000字。
第四章
4
常见的工业机械手根据手臂的动作形态,按坐标形式大致可分为以下四种;(1)直角坐标型机械手;(2)圆柱坐标型机械手;(3)球坐标(极坐标)型机械手;(4)多关节型机械手。本设计采用第二种:圆柱坐标型机械手。
4
PLC的应用范围极其广阔,经过40年的发展,目前PLC已经广泛应用于冶金、石油、建材、电力、矿山、机械制造、汽车、交通运输、轻纺、环保等各行各业。可以说,凡是有控制系统存在的地方就有PLC。
4
根据控制要求,PLC控制系统选用SIEMENS公司的S7-200系列CPU224和EM221。
4
根据本课题的需要,当有物料经过传送带时要将这一信息反映给机械手,因此我选用的传感器是槽式光电开关,槽式光电开关通常是标准的凹字形结构,其光电发射管和接收管分别位于凹形槽德两边,并形成一光轴。当被检测物体经过凹形槽并阻断光轴时,光电开关就产生了检测到的开关信号。槽式光电开关安全可靠,适合检测高速变化的生产监测场所,分辨透明与半透明物体。光电开关内部结构主要有NPN型和PNP型两种。一般光电开关的工作电流约5~20n1A,工作电压应低于30V,输出驱动电流则根据型号的不同而有很大的差别,大的几百毫安,小的只有几毫安。

基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)

基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)

基于PLC的机械手控制设计(毕业设计)
毕业设计题目:基于PLC的机械手控制设计
设计目标:
设计一个基于PLC的机械手控制系统,能够实现机械手对物体的抓取和放置操作。

设计内容:
1. 硬件设计:选择合适的PLC控制器,根据机械手的结构和控制需求,设计电路和连接方式,包括传感器、执行器、驱动器等硬件组成部分。

2. 软件设计:编写PLC程序,实现机械手的控制逻辑。

包括对机械手运动轨迹的规划、抓取力度的控制、异常情况的处理等功能。

3. 通信设计:如果需要与其他设备或系统进行通信,设计与外部设备的接口和通信协议。

4. 安全设计:考虑机械手在工作过程中可能出现的危险情况,设计安全机制,如急停按钮、防碰撞装置等。

5. 用户界面设计:设计一个简明易懂的用户界面,方便用户对机械手进行操作和监控。

6. 系统测试和调试:对设计的控制系统进行测试和调试,保证系统的稳定性和可靠性。

7. 性能评估和改进:对设计的控制系统进行性能评估,分析系统的优点和不足,并提出改进方案。

8. 文档编写:编写毕业设计报告,包括设计方案、实施过程、测试结果和分析等内容。

预期成果:
1. 完整的机械手控制系统,能够准确抓取和放置物体。

2. 可靠的硬件设计和稳定的软件程序。

3. 安全可靠的系统设计,能够防止意外事故的发生。

4. 用户友好的界面设计,简化操作流程。

5. 毕业设计报告和相关文档。

机械手毕业设计

机械手毕业设计

机械手毕业设计篇一:机械手结构设计毕业论文1.绪论1.1工业机械手设计的意义1、熟悉机械手的应用场合及有关机械手设计的步骤;2、机械手可以提高生产过程中的自动化程度,减轻人力,便于有节奏的生产;3、结合机械手设计这方面的知识,在设计过程中学会怎样发现问题、研究问题、解决问题。

1.2国外的机械情况现代工业机械手起源于20世纪50年代初,是基于示教再现和主从控制方式、能适应产品种类变更,具有多自由度动作功能的柔性自动化。

机械手首先是从美国开始研制的。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。

他的结构是:机体上安装回转长臂,端部装有电磁铁的工件抓放机构,控制系统是示教型的。

1962年,美国机械铸造公司在上述方案的基础之上又试制成一台数控示教再现型机械手。

商名为Uni-mate(即万能自动)。

运动系统仿造坦克炮塔,臂回转、俯仰,用液压驱动;控制系统用磁鼓最存储装置。

不少球坐标式通用机械手就是在这个基础上发展起来的。

同年该公司和普鲁曼公司合并成立万能自动公司(Unimaton),专门生产工业机械手。

1962年美国机械铸造公司也试验成功一种叫Versatran机械手,原意是灵活搬运。

该机械手的中央立柱可以回转,臂可以回转、升降、伸缩、采用液压驱动,控制系统也是示教再现型。

虽然这两种机械手出现在六十年代初,但都是国外工业机械手发展的基础。

1978年美国Uni-mate公司和斯坦福大学、麻省理工学院联合研制一种Uni-mate型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于装配作业,定位误差可小于±1毫米。

美国还十分注意提高机械手的可靠性,改进结构,降低成本。

如Uni-mate公司建立了8年机械手试验台,进行各种性能的试验。

准备把故障前平均时间(注:故障前平均时间是指一台设备可靠性的一种量度。

它给出在第一次故障前的平均运行时间),由400小时提高到1500小时,精度可提高到±0.1毫米。

德国机器制造业是从1970年开始应用机械手,主要用于起重运输、焊接和设备的上下料等作业。

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毕业设计机械手控制电路设计摘要随着科学技术的日新月异,自动化程度要求越来越高,市场竞争激烈、人工成本上涨,以往人工操作的搬运和固定方式输送带为主的传统物件搬运方式、不但占用空间而且不容易变更生产线结构,加上需要人力监督操作,更增加了生产成本,原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。

因此减轻劳动强度,保障生产可靠性、安全性,降低生产成本,减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大的问题。

本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上,结合机械手方面的设计,对机械手技术进行了系统的分析,提出了用电磁阀和PLC控制的设计方案。

采用整体化的设计思想,充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。

对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。

在其驱动系统中采用气动驱动,控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。

最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略关键词:机械手,PLC,控制电路第一章绪论在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中,加工、装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效办法;程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外,还有大量的装卸、搬运、装配等作业,有待于进一步实现机械化。

机器手的出现并得到应用,为这些作业的机械化奠定了良好的基础。

它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。

它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门1.1本课题的设计的目的和意义随着我国经济迅速发展,很多行业技术水平不但提高微电子技术、计算机技术和自动化技术就是其中最快的技术之一,机械手在早期的应用时在汽车制造方面,进行一般的焊接、喷漆、搬运物料等。

但是面临一些人工无法完成的工作,机械手成为了人的代替品,因此,随着人把机械手运用到更加恶劣的环境中,他可以有效的代替人从事危险、有害、有毒、低温和高温等恶劣环境中工作;替代人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证产品质量。

目前机械手主要用于制造业中。

随着科学技术的发展和计算机技术的广泛应用,人们对机械手的安全性,可靠性、准确性的要求越来越高,以继电器组成的控制系统实现机械手控制的方法已经不能满足人们的需要。

可编程控制器因为稳定可靠、结构简单、功能强大和使用方便,已经成为应用最广泛的装置,成为现代工业自动化的主要支柱之一。

机械手控制要求接入设备使用简单,系统编程过程简单,具有人性化,PLC控制机械手改善了机械手的灵活性。

因此PLC控制机械手得到广泛应用1.2本课题的基本要求本课题将要完成的主要任务如下:1. 用西门子PLC技术设计机械手控制电路,模拟机械手工作过程如图1-1,使每次循环动作均从原位开始。

(1)在传输带A端部,如图2-2安装了光电开关PS,用以检测物品的到来。

当光电开关检测到物品时为ON状态。

(2)机械手在原位时,按下起动按钮,系统起动,传送带A运转。

当光电开关检测到物品后,传送带A停。

(3) 传输带A停止后,机械手进行一次循环动作,把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转)上。

(4) 机械手返回原位后,自动再起动传送带A运转,进行下一个循环。

(5) 按下停止按钮后,应等到整个循环完成后,才能使机械手返回原位,停止工作。

(6) 机械手的上升/下降和左移/右移的执行结构均采用双线圈的二位电磁阀驱动液压装置实现,每个线圈完成一个动作。

(7) 抓紧/放松由单线圈二位电磁阀驱动液压装置完成,线圈通电时执行抓紧动作,线圈断电时执行放松动作。

(8) 械手的上升、下降、左移、右移动作均由极限开关控制。

(9) 抓紧动作由压力继电器控制,当抓紧时,压力继电器动合触点闭合。

放松动作为时间控制(设为4s)。

(10)合理选择驱动机构,及控制电路电压,传感器类型以及机械手的自由度。

2.编制程序,列出资源分布表,画出梯形图。

图2-2 机械手运动情况图2-2 机械手示意图第二章机械手与PLC的基本概述2.1机械手的概述2.1.1机械手的产生它是在早期出现的古代机器人基础上发展起来的,机械手研究始于20世纪中期,随着计算机和自动化技术的发展,特别是1946年第一台数字电子计算机问世以来,计算机取得了惊人的进步,向高速度、大容量、低价格的方向发展。

同时,大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展,又为机器人的开发奠定了基础。

另一方面,核能技术的研究要求某些操作机械代替人处理放射性物质。

在这一需求背景下,美国于1947年开发了遥控机械手,1948年又开发了机械式的主从机械手。

机械手首先是从美国开始研制的。

1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利。

该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现。

这就是所谓的示教再现机器人。

现有的机器人差不多都采用这种控制方式。

1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人。

作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。

这些工业机器人主要由类似人的手和臂组成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

2.1.2机械手的构成和优点机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。

手部是用来抓持工件(或工具)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、托持型和吸附型等。

运动机构,使手部完成各种转动(摆动)、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位置和方位的物体,需有6个自由度。

自由度是机械手设计的关键参数。

自由度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂。

一般专用机械手有2~3个自由度。

机械手有以下九点优点1)节约人工:用机械手取出产品,可节省人工,如配合输送带同时使用,则一名操作工人可以轻松的操作2-3台注塑机。

2)安全性高:用人工取产品或水口有夹伤手的危险,使用机械手则可確保安全生产。

3)提高效率:以注塑周期30秒计算,用人工取出一天约为2800模,如使用机械手可将周期缩短到27秒,则用机械手取出一天约3200模,可提高400模左右。

4)适用范围:适用于塑料成形产品(如:玩具类、手机外壳、瓶胚、汽车零件、导光板、钟表齿输等)。

5)提升品质:如产品为自动脱模,顶针延时肯定会影响生产效率,且产品自动脱落会造成碰伤,沾到油污而造成不必要的不良品。

如用机械手取出,锁模时间固定,模温正常,可降低产品不良率。

6)防止模具损坏:人工如未能成功取出产品或水口,合模会造成模具损坏,机械手臂如未能成功取出产品或水口或其中一件,会自动报警停机。

7)摆脱人工操作的惰性:无论白班还是夜班操作工人长时间的工作都会产生一种惰性和疲劳感,取出时会延长开关模时间。

而机械手则可摆脱人工操作的惰性和疲劳感。

8)回报快:A:以产品之注塑周期为20秒计算,每班应生产2160模,但一般生产资料显示,很难生产到2000模,尤其夜班更难达到1900模,用机械手生产每班可生产2100模,平均每天可多生产500模,假设每模0.3元计算则每台机可增值150元/天,每月增值4000元左右。

B:使用机械手和输送带每一名操作工人可以操作2-3台注塑机,则可省去人工1-2人,按每人1500元/月计算,则此项又可节省1500元-3000元/月。

A+B则每台机械手每月可增收5500-7000元。

提高竟争力:使用机械手,提升企业形象,品质得到保证,更可精确的计算产量。

无形之中在很大程度上提高了企业的竟争优势2.2PLC的概述2.2.1PLC的定义及简介可编程控制器(Programmable Controller)是在硬接线逻辑控制技术和计算机技术的基础上发展起来的一种工业控制器。

其早期称为可编程逻辑控制器(Programmable Logic Cotroller),简称PLC[1]。

世界上第一台可编程控制器是1969年由美国数字设备公司(DEC)为美国通用汽车自动装配线而研制的,主要用于替代传统的继电器逻辑控制。

随着微电子技术的迅猛发展,PLC的功能不断增强,从最初的逻辑运算发展到能实现过程控制、智能控制及网络通讯等的多功能控制器,因此普遍改称为可编程控制器。

但为避免与个人计算机PC相混淆,所以仍简称为PLC。

1987年国际电工委员会(IEC 1131-1)对PLC的定义是:“可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计,它采用一类可编程的存储器,用于其内部存储程序,执行逻辑运算、定时、计数与算术运算等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

可编程控制器及其有关的外部设备,都按易于与工业控制系统联成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。

”PLC具有通用灵活、抗干扰能力强、可靠性高、易于编程、使用方便、安装简单、便于维修、体积小等特点,它的采用,大大缩短了系统的设计和调试周期。

2.2.2PLC的基本结构PLC以微机技术为基础,其构成基本与微型计算机相同,如图2-1所示。

由中央处理单元(CPU)、存储器(RAM, ROM )、输入/输出部件(I/O接口)、编程工具和外围设备等组成。

如图2-2所示1.中央处理单元CPU是PLC系统的核心它按生产厂家预先编好的系统程序(操作系统)指定的功能,接收并存储用户程序和数据:诊断电源、PLC内部各电路的状态和用户程序中的语法错误。

当PLC 投入运行时,首先它以扫描的方式接收现场各输入装置的状态和数据,并分别存入vo映象区,然后从用户程序存储器中逐条读取用户程序,经过命令解释器后按指令的规定执行逻辑或算术运算任务,并将逻辑或算术运算的结果送入vo映象区或数据寄存区内。

在所有的用户程序执行完毕之后,最后将vo映象区的各输出状态或输出寄存器的数据传送到相应的输出装置,实现输出控制、打印或数据通讯等外部功能。

图2-2 PLC结构示意图2.存储器存储器分系统程序存储器和用户程序存储器两部分PLC中常用的存储器类型有:(1)读/写存储器(随机存储器RAM)读写方便,存取速度快,但需后备电池支持。

(2)紫外线可擦除的只读存储器(EPROM)断电情况下,存储器内的所有内容保持不变。

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