基于PLC的机械手系统设计Word下载.docx
《基于PLC的机械手系统设计Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于PLC的机械手系统设计Word下载.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
PLC。
Abstract:
Thepaperelucidatesmainrobotinmechanizationandautomationprocessofanewdevice.inrecentyears,withspecialelectronictechnologyiscomputerwidelyused,robotdevelopmentandproductionhasbecomeahightechnologyfieldquicklydevelopanewtechnology,whichevenpromotedthedevelopmentofrobot,robotcanbetterimplementationofautomationandmechanizationandtheorganiccombination.Maderobotcanbetterimplementationofautomationandmechanizationandtheorganiccombination.
robotalthoughtheremightaswellasflexiblehands,butithastoconsrobottantlyrepeatedworkandlabor,nofatigue,unafraidofrisks,thesnatchheavyweightsthantheotherhand,therefore,robotbeenmanydepartment,andmorewidelybeenused,forexample.
（1）machiningoftheloadingandunloading,especiallyinautomationlatheandmachinetoolsweuseacombinationofthegeneralassembly.
（2）workwidelyusedintheelectronicsindustrytotheassemblyofprintedcircuitboardinmachineryindustry,itcanbeusedtoassembletheprovidedpartsandcomponents.
（3）inworkingconditions,itsrepetitivetasksouttotheworkingconditionsofworkinplaceoflabour.
（4）indangeroussituations,suchastheloadingandunloading,andwarindustrydangerouscargoandinjuranthandlingetc.
（5）theuniverseandmarinedevelopment.
（6）militaryconstructionandbiomedicalresearchandtesting.
Keywords:
robot；
stepintoanelectricmotordrive；
step；
pneumaticcontrolmechanism；
plc.
绪论
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。
本设计所用机械部件有滚珠丝杠、滑轨、气控机械抓手等。
电气方面有可编程控制器（PLC）、步进电机、步进电机驱动器、直流电机、开关电源、电磁阀、操作台等部件。
可编程控制器发出两路脉冲到步进电机驱动器，分别驱动横轴、竖轴的步进电机运转；
直流电机拖动底座和手腕的旋转；
行程开关、微动开关、将位置信号反馈给主机，由主机发出指令来实现对手臂的伸缩、上下、转动位置的控制；
主机发信号到气动电磁阀，以控制手爪的张合来抓放物体。
本设计可根据工件的变化及运动流的要求随时更改相关参数，具有很大的灵活性和可操作性。
1基于PLC的机械手的设计
1.1设计目的
（1）.进一步加深对所学基础理论、基本技能和专业知识的掌握，使之系统化、综合化。
（2）.系统开发PLC的综合训练，掌握PLC应用系统设计的一般方法和实施。
获得从事科研工作的初步训练，培养独立工作、独立思考和综合运用已学知识解决实际问题的能力，尤其注重充分利用网络等途径获取新知识的能力。
（3）.培养设计计算、工程绘图、实验方法、数据处理、文件编辑、文字表达、文献查阅、计算机应用等基本工作实践能力以及外文资料翻译与使用能力。
（4）.树立严谨、负责、实事求是、刻苦钻研、勇于探索、善于合作等作风，培养创新意识。
1.2设计内容
PLC的选型及电动机的选择，编制机械手PLC控制程序，设计机械手模型的电气线路原理图，绘制设计图样，撰写毕业设计说明书。
1.3设计依据与可行性
参照已学课程：
电工与电子技术、机电传动与控制及可编程控制器应用技术原理与应用等相关知识，综合相关实训课程完成设计内容，机电实训室提供的PLC实训场地和气动生产线及机电一体化组合试验实训平台能够用于毕业设计程序的调试。
1.4设计步骤
（1）.根据设计要求深入了解系统的基本组成、主要运动形式及工作流程。
（2）.进行电动机的种类及驱动方式的选择。
（3）.确定输入/输出设备和PLC型号，编制现场设备与PLC输入/输出对照表、所需的PLC机内编程软元件及I/O接线图。
（4）.完成PLC控制程序的编制。
（5）.设计系统电气线路。
（6）.综合调试
（7）.撰写毕业设计说明书，列出详细的材料清单
2机械手的概述与设计原理
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。
2.1机械手的工作方式
机械手电气控制系统，除了有多工步特点之外，还要求有连续控制和手动控制等操作方式。
工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。
当旋钮打向回原点时，系统自动地回到左上角位置待命。
当旋钮打向自动时，系统自动完成各工步操作，且循环动作。
当旋钮打向手动时，每一工步都要按下该工步按钮才能实现。
以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。
2.1.1机械手传送工件系统示意图
如图2-1所示。
图2-1机械手传送示意及操作面板图
2.1.2机械手动作分解图
如图2-2所示
图2-2
2.2机械手输入和输出点分配表及原理接线图
表1机械手传送系统输入和输出点分配表
名称
代号
输入
输出
启动
SB1
X0
夹紧
SB5
X10
电磁阀下降
YV1
Y0
下限行程
SQ1
X1
放松
SB6
X11
电磁阀夹紧
YV2
Y1
上限行程
SQ2
X2
单步上升
SB7
X12
电磁阀上升
YV3
Y2
右限行程
SQ3
X3
单步下降
SB8
X13
电磁阀右行
YV4
Y3
左限行程
SQ4
X4
单步左移
SB9
X14
电磁阀左行
YV5
Y4
停止
SB2
X5
单步右移
SB10
X15
原点指示
EL
Y5
手动操作
SB3
X6
回原点
SB11
X16
连续操作
SB4
X7
工件检测
SQ5
X17
图2-3PLC接线原理图
2.3PLC控制程序及控制图
操作系统
操作系统包括回原点程序，手动单步操作程序和自动连续操作程序，如图2-4所示。
图2-4
其原理是：
把旋钮置于回原点，X16接通，系统自动回原点，Y5驱动指示灯亮。
再把旋钮置于手动，则X6接通，其常闭触头打开，程序不跳转（CJ为一跳转指令，如果CJ驱动，则跳到指针P所指P0处），执行手动程序。
之后，由于X7常闭触点，当执行CJ指令时，跳转到P1所指的结束位置。
如果旋钮置于自动位置，（既X6常闭闭合、X7常闭打开）则程序执行时跳过手动程序，直接执行自动程序。
回原位程序
回原位程序如图2-5所示。
用S10~S12作回零操作元件。
应注意，当用S10~S19作回零操作时，在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器M8043置1。
图2-5
2.3.1机械手手动单步操作程序：
如图2-6所示。
图中上升/下降，左移/右移都有联锁和限位保护。
图2-6
2.3.2机械手自动操作程序：
自动操作状态转移见图2-7所示。
当机械手处于原位时，按启动X0接通，状态转移到S20，驱动下降Y0，当到达下限位使行程开关X1接通，状态转
升级会员 