机械手设计全过程Word文档下载推荐.docx

机械手设计全过程Word文档下载推荐.docx

《机械手设计全过程Word文档下载推荐.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械手设计全过程Word文档下载推荐.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

能显著地提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。

关键词：

可编程控制器PLC;

机械手;

伺服马达

前言

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。

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。

用机械手可以代替人从事单调﹑重复或繁重的体力劳动﹐实现生產的机械化和自动化﹐代替人在有害环境下的手工操作﹐改善劳动条件﹐保证人身安全。

20世纪40年代后期﹐美国在原子能实验中﹐首先采用机械手搬运放射性材料﹐人在安全室操纵机械手进行各种操作和实验。

50年代以后﹐机械手逐步推广到工业生產部门﹐用于在高温﹑污染严重的地方取放工件和装卸材料﹐也作为机床的辅助装置在自动机床﹑自动生产线和加工中心中应用﹐完成上下料或从刀库中取放刀具并按固定程序更换刀具等操作。

机械手主要由手部机构和运动机构组成。

手部机构随使用场合和操作对象而不同﹐常见的有夹持﹑托持和吸附等类型。

运动机构一般由液压﹑气动﹑电气装置驱动。

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保护人身安全，因而广泛应用机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。

1.系统流程图

机械手整个搬运过程要求都能自动控制。

下图是机械手控制系统的逻辑流程图。

系统启动之前，机械手处于原始位置，条件是机械手在高位﹑左位。

整个系统流程可用下图1-1来说明

图2-2系统流程图

1-1

2.1功能按钮概述

系统输入信号有3个启动按钮，4个限位开关，5个手动输入信号，1个有工件检测信号，共计14个数字量输入信号；

输出信号有机械手上升/下降驱动信号﹑左移/右移驱动信号和机械手夹紧驱动信号，共有5个数字量输出信号。

2.2机械手传送系统输入和输出点分配表

机械手传送系统输入和输出点分配表如下表2-1所示。

表2-1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

X000

夹紧

SB5

X010

电磁阀下降

YV1

Y000

下限行程

SQ1

X001

放松

SB6

X011

电磁阀夹紧

YV2

Y001

上限行程

SQ2

X002

单步上升

SB7

X012

电磁阀上升

YV3

Y002

右限行程

SQ3

X003

单步下降

SB8

X013

电磁阀右行

YV4

Y003

左限行程

SQ4

X004

单步左移

SB9

X014

电磁阀左行

YV5

Y004

2.3输入和输出点分配表

输入和输出点分配表如表2-2所示。

表2-2输入和输出点分配表

表1停止

SB2

X005

单步右移

SB10

X015

原点指示

EL

Y005

00手动操作

SB3

X006

回原点

SB11

X016

连续操作

SB4

X007

工件检测

SQ5

X017

2.4输入和输出点原理接线图

输入和输出点原理接线图如图2－1所示。

2-1

3.1机械手操作系统程序图及原理

操作程序图

（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。

其操作系统程序如图3-1所示。

3-1

3.2操作系统原理

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。

3.3原位程序

回原位程序如图3-2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MR8043置1。

3.4程序的模拟调试

将设计好的程序写入PLC后，首先逐条仔细检查，并改正写入时出现的错误。

用户程序一般先在实验室模拟调试，实际的输入信号可以用钮子开关和按钮来模拟，各输出量的通／断状态用PLC上有关的指示灯来显示，一般不用接PLC实际的负载（如接触器、电磁阀等）。

可以根据功能表图，在适当的时候用开关或按钮来模拟实际的反馈信号，如限位开关触点的接通和断开。

对于顺序控制程序，调试程序的主要任务是检查程序的运行是否符合功能表图的规定，即在某一转换条件实现时，是否发生步的活动状态的正确变化，即该转换所有的前级步是否变为不活动步，所有的后续步是否变为活动步，以及各步被驱动的负载是否发生相应的变化。

在调试时应充分考虑各种可能的情况，对系统各种不同的工作方式、有选择序列的功能表图中的每一条支路、各种可能的进展路线，都应逐一检查，不能遗漏。

发现问题后应及时修改梯形图和PLC中的程序，直到在各种可能的情况下输入量与输出量之间的关系完全符合要求。

如果程序中某些定时器或计数器的设定值过大，为了缩短调试时间，可以在调试时将它们减小，模拟调试结束后再写入它们的实际设定值。

在设计和模拟调试程序的同时，可以设计、制作控制台或控制柜，PLC之外的其他硬件的安装、接线工作也可以同时进行。

第四章总结与展望

4.1系统总结

可编程控制器PLC以其丰富的I／O接口模块、高可靠性，在机械手控制系统的设计中起到了十分重要的作用，但在PLC控制的过程中，还有许多问题需要解决，本文就机械手自动控制系统的过程中的硬件的选择与设计以及软件的编程中的几项关键问题提出了自己的一些看法，经实践证明，可以有效地提高系统的抗干扰能力，对PLC读、写，事件响应等通信时问可进行精确控制，取得了良好的效果。

在系统设计设计过程中，我遇到了很多设计方面的问题。

为了弄懂相关的知识，掌握相关技术，我翻阅了大量的书籍和资料，并积极利用互联网丰富的资源找取答案，从中的收获是非常丰富的。

从这次设计中我有了很深的体会，任何事情都不是一蹴而就的，都需要付出很艰辛的努力。

4.2展望

机械手作业的准确

性和各种环境中完成作业的。

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。

参考文献

[1]赵金荣,叶真编.可编程序控制器原理及应用,上海应用技术学院,2003

[2]董儒胥主编.电工电子选训教程，上海交通大学出版社，2006

[3]王兆义主编.可编程序控制器教程，机械工业出版社，2003

[4]钟肇新，彭侃编.华南理工大学出版社，2001

[5]王永华主编.现代电气及可编程技术，北京航空航天大学出版社

[6]汤以范主编.电气与可编程序控制器技术，机械工业出版社，2004

[7]苗常初编.PLC编程及应用，机械工业出版社，2003

[8]廖常初.PLC编程及应用机械工业出版社，1999

[9]郁汉琪主编.机床电气及可编程序控制器实验、课程设计指导书，

高等教育出版社，2001

[10]易传禄主编.可编程序控制器应用指南，电子工业出版社，2005