四节传送带报告.docx

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四节传送带报告

摘要

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。

工业机械手的是工业机器人的一个重要分支。

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。

机械手是在机械化，自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。

在现代生产过程中，机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发殿起来的一门新兴的技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。

机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动，不知疲劳，不怕危险，抓举重物的力量比人手力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用

目录

目录3

前言4

一设计目的及主要内容5

1.1设计目的5

1.2主要内容5

二机械手的分析以及操作要求5

2.1机械手臂搬运加工流程控制工艺分析5

2.2操作要求5

三PLC及机械手简介及意义7

3.1.1PLC简介7

3.1.2PLC的结构及基本配置7

3.2机械手8

3.2.1机械手简介8

3.2.2应用机械手的意义8

四硬件电路设计及描述9

4.1输入和输出点分配表及I/O分配接线9

4.2机械臂传送系统梯形图10

4.3指令语句12

六心得体会14

参考文献14

前言

在工业自动化生产工程中机械手是工业控制下的常用设备在机床或者自动化生产流水线上常常需用机械手完成工件的取放。

对机械手的控制主要是位置的识别、方向控制、物料到位判断。

随着微电子技术和计算机技术的迅速发展PLC在工业控制领域内得到十分广泛地应用。

从单机自动化到整条生产线的自动化乃至整个工厂的生产自动化从柔性制造系统、工业机器人到分散式网络化控制系统PLC都承担着及其重要的角色。

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。

它采用了可以编制程序的存储器用来在其内部存储程序、执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等面向用户的指令并通过数字和模拟式的输入输出控制各种类型的机械或生产过程。

组态软件MCGS是一套用于快速构造和生成计算机监控系统的组态软件它能够在基于Microsoft运行通过对现场数据的采集处理以动画显示、报警处理、流程控制、实时曲线、历史曲线和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案它充分利用了Windows图形功能完备、界面一致性好、易学易用的特点比以往使用专用机开发的工业控制系统更具有通用性在自动化领域有着更广泛的应用。

机械手按照控制程序动作实现生产的机械化和自动化。

它的动作由PLC程序控制用组态设计实现对机械手工作过程的全程监视通过不同的工作方式使机械手完成工件的传送

一设计目的及主要内容

1.1设计目的

1、培养plc设计能力；2、扩展知识结构；3、培养综合运用能力；4、是课堂教学的有益补充。

通过本次课程设计，进一步加强自己对机械手和PLC的认识，以及它们在生活中广泛应用。

1.2主要内容

1.正确选用机械手和PLC类2.绘制I/O分配3.设计梯形图4.指令语句5.模拟调试

二机械手的分析以及操作要求

2.1机械手臂搬运加工流程控制工艺分析

机械手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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

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。

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。

机械手动作示意图如图2-1所示。

图2-1

2.2操作要求

气动机械手的动作示意图如图1所示，气动机械手的功能是将工件从A处移送到B处。

控制要求为：

1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向的线圈才能反向运动；

2、上升、下降的电磁阀线圈分别为YV3、YV1；右行、左行的电磁阀线圈为YV5、YV4；

3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀YV2来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈断电时松开工件；

4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延时1.7S实现；

5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4来实现；

三PLC及机械手简介及意义

3.1.1PLC简介

可编程控制器（简称PLC）：

是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境应用而设计的。

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,顺序控制，定时，计数与算术操作等面向用户的指令，并通过数字或模拟式输入/输出控制各种类型的机械或生产过程。

PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。

可以预料：

在工业控制领域中，PLC控制技术的应用必将形成世界潮流。

3.1.2PLC的结构及基本配置

一般讲，PLC分为箱体式和模块式两种。

但它们的组成是相同的，对箱体式PLC，有一块CPU板、I/O板、显示面板、内存块、电源等，当然按CPU性能分成若干型号，并按I/O点数又有若干规格。

对模块式PLC，有CPU模块、I/O模块、内存、电源模块、底板或机架。

无任哪种结构类型的PLC，都属于总线式开放型结构，其I/O能力可按用户需要进行扩展与组合。

CPU：

PLC中的CPU是PLC的核心，起神经中枢的作用，每台PLC至少有一个CPU。

与通用计算机一样，主要由运算器、控制器、存储器及实现它们之间联系的数据、控制及状态总线构成，还有外围芯片、总线接口及有关电路。

它确定了进行控制的规模、工作速度、内存容量等。

内存主要用于存储程序及数据，是PLC不可缺少的组成单元。

存储器：

可编程序控制器的存储器分为系统程序存储器和用户程序存储器。

I/O模块：

PLC的对外功能，主要是通过各种I/O接口模块与外界联系的。

电源模块：

有些PLC中的电源，是与CPU模块合二为一的，有些是分开的，其主要用途是为PLC各模块的集成电路提供工作电源。

同时，有的还为输入电路提供24V的工作电源。

电源以其输入类型有：

交流电源，加的为交流220VAC或110VAC，直流电源，加的为直流电压，常用的为24V。

PLC的外部设备：

外部设备是PLC系统不可分割的一部分，它有四大类

1.编程设备2.监控设备3.存储设备.4.输入输出设备.

3.2机械手

3.2.1机械手简介

mechanicalhand也被称为自动手，autohand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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

机械手简述:

机械手的形式是多种多样的，有的较为简单，有的较为复杂，但基本的组成形式是相同的，一般由执行机构、传动系统、控制系统和辅助装置组成。

1．执行机构

机械手的执行机构，由手、手腕、手臂、支柱组成。

手是抓取机构，用来夹紧和松开工件，与人的手指相仿，能完成人手的类似动作。

手腕是连接手指与手臂的元件，可以进行上下、左右和回转动作。

支柱用来支撑手臂，也可以根据需要做成移动。

2．传动系统

执行机构的动作要由传动系统来实现。

常用机械手传动系统分机械传动、液压传动、气压传动和电力传动等几种形式。

3.控制系统

机械手控制系统的主要作用是控制机械手按一定的程序、方向、位置、速度进行动作，简单的机械手一般不设置专用的控制系统，只采用行程开关、继电器、控制阀及电路便可实现动传动系统的控制，使执行机构按要求进行动作．动作复杂的机械手则要采用可编程控制器、微型计算机进行控制。

3.2.2应用机械手的意义

应用机械手的意义应用机械手的意义应用机械手的意义随着科技的发展，机械手应用的越来越多。

在机械工业中，机械手应用的意义概括如下：

·提高生产过程自动化程度，增强生产效率。

机械手方便与材料的传送、工件的装卸、刀具的更换等自动化过程，从而提高劳动生产率和降低劳动投入，从而降低生产成本。

·改善劳动条件在车间的劳动环境下，高温、高压、噪音、灰尘等污染会严重影响人的身体健康，人在车间工作不可避免的会接触到危险，而应用机械手可以替代人安全的完成作业，从而改善劳动条件。

在一些简单，重复的工作中以机械手代替人进行工作可以避免因疲劳和疏忽造成的事故。

·减少人力资源，便于节奏生产。

机械手的应用增强了自动化生产，会减少人力的使用。

机械手可以长时间重复性连续完成工作，这是人工无法实现并完成的。

生产线增加使用机械手以减少人力和精准的生产节拍，有利于节奏性的工作生产。

四硬件电路设计及描述

4.1输入和输出点分配表及I/O分配接线

表4-1机械臂传送系统输入和输出点分配表

IN

OUT

启动SB1

I0.0

原位HL

Q0.0

上升SQ2

I0.2

上升YV3

Q0.2

下降SQ1

I0.1

下降YV1

Q0.1

左移SQ4

I0.4

左移YV5

Q0.4

右移SQ3

I0.3

右移YV4

Q0.3

夹紧松开YV2

Q0.5

表4-1

4.2机械臂传送系统梯形图

图4-2机械臂传送系统梯形图

4.3指令语句

图4-3指令语句

六心得体会

随着科学的发展，生活越来越智能化，可编程控制器在我们的生活中越来越重要，可编程设计扮演着不可缺少的角色，是智能化生活不可缺少的环节。

这两周的课程设计使我对plc设计过程有进一步了解，对plc产品的有关的控制知识有了深刻的认识。

因为理论知识学的不牢固，在设计遇到了不少问题，通过理论与实际的结合，进一步提高观察、分析和解决问题的实际工作能力，以便培养成为能够主动适应社会主义现代化建设需要的高素质的复合型人才。

运用学习成果，把理论运用于实际，使理论得以提升，形成创新思想。

通过此次设计过程，巩固了专业基础知识，培养了我综合应用可编程控制器设计课程及其他课程的理论知识和应用生产实际知识解决工程实际问题的能力，在设计的过程中还培养出了我们的团队精神，为今后的学习和工作过程打下基础。

参考文献

《可编程控制器原理与应用》主编：

陈建明电子工业出版社北京，2009.12

《可编程控制器原理与应用》主编：

涂明武北京航空航天出版社北京，2008.8

《PLC操作实训（三菱）》主编：

孙德胜李伟机械工业出版社北京，2007.9