【正文】 轉(zhuǎn)，右轉(zhuǎn)到右轉(zhuǎn)限位處，機械手下降，下降到下限位處，機械手松開工件，同時等待20秒，然后機械手上升，上升到上限位處，機械手左轉(zhuǎn)，左轉(zhuǎn)到左轉(zhuǎn)限位處，機械手縮回，縮回到左限位處，此時回到原點，開始下一個循環(huán)。所有負載全部采用交流220V驅(qū)動。 輔助電路設(shè)計根據(jù)電路要求，電機必須有各自的工作指示燈，但為了盡可能不占或減少占用PLC點數(shù)，可將指示燈由其接觸器的輔助觸頭控制。啟動時，形成自鎖，啟動泵。在網(wǎng)絡(luò)3和網(wǎng)絡(luò)4中，由于機械手夾緊和放松不能同時進行。選擇開關(guān)打到單周期或者連續(xù)工作位置，JMP1LBL1之間的手動工作梯形圖被跳過。，機械手下降，下降到下限位。，機械手下降，下降到下限位。，機械手縮回，縮回到左限位開關(guān)處，如果光電開關(guān)檢測到物塊，抓取下一個物塊。執(zhí)行JMP3LBL3之間的回原位梯形圖。隨后對搬運機械手控制系統(tǒng)的輸入、輸出進行了 I/O配置，并設(shè)計了 PLC電氣接線圖、控制面板，設(shè)計調(diào)試了控制程序。最后，根據(jù)機械手的控制要求和液壓系統(tǒng)選擇PLC的型號，并設(shè)計PLC接線電路、操作面板和控制程序。3. 在比較PLC不同型號特點的基礎(chǔ)上，根據(jù)搬運用機械手控制要求選擇了德國西門子公司生產(chǎn)的S7200系列CPU226型可編程控制器。在課題的準備、研究和完成的各個階段，無不凝聚著老師辛勤的汗水和心血。 感謝所有關(guān)心、支持、幫助過我的老師、同學和朋友。在將近半年的研究生生活中，老師師不僅在學習上給予方向性的指導，在生活和思想等方面給予我極大的關(guān)心和幫助，我將銘記在心，在此向溫老師致以深深的敬意。參考文獻[1] 康立興，[J].工程技術(shù)：218[2] [D].：110[3] [J].科技天地：166[4] 王積偉，章宏甲，[M].:180210[5] [J].液壓與氣壓2001年第3期：12[6] [J].2004年第5期：5456[7] [J].液壓與氣壓2001年第4期：13[8] 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泵的電機M1由接觸器KM控制，由熱繼電器FR1實現(xiàn)過載保護，由斷路器QF1實現(xiàn)電機的短路保護、電源開關(guān)控制，用一個電壓表V監(jiān)測電網(wǎng)供電電壓，用一個電流表A來監(jiān)測系統(tǒng)的電流。本機械手用于生產(chǎn)線上小型工件的自動搬運。除此之外，其功能齊備的編程和控制組態(tài)軟件使該系列的可編程控制器能夠更加簡單快捷的完成系統(tǒng)的設(shè)計，并且通信能力強，基本上可以完成所有的控制任務(wù)。 一部分可編程控制器還具有存儲器、寫入器等外部的設(shè)備。 通過接口模塊可以把可編程控制器的基本元件與其功能模塊連接起來，以實現(xiàn)對不同系統(tǒng)的控制，從而使可編程控制器配置更加靈活。前者主要用于處理數(shù)字量、模擬量等輸入信號，并對其進行轉(zhuǎn)換、隔離、濾波等處理，并將其平穩(wěn)地傳輸至可編程控制器內(nèi)部。 系統(tǒng)存儲器主要由系統(tǒng)管理程序、用戶指令解釋程序、標準程序與系統(tǒng)調(diào)用組成。 PLC結(jié)構(gòu)圖 PLC外觀圖 可編程控制器的各個組成部分如下所示： （CPU） 中央處理單元（CPU）由集成在同一個芯片內(nèi)的運算器、控制器及寄存器組成，并通過地址總線、數(shù)據(jù)總線與控制總線實現(xiàn)與輸入/輸出接口及存儲器的連接。4. 體積小，重量輕，能耗低　　以超小型PLC為例，新近出產(chǎn)的品種底部尺寸小于100mm，重量小于150g，功耗僅數(shù)瓦。近年來PLC的功能單元大量涌現(xiàn)，使PLC滲透到了位置控制、溫度控制、CNC等各種工業(yè)控制中。PLC由于采用現(xiàn)代大規(guī)模集成電路技術(shù)，采用嚴格的生產(chǎn)工藝制造，內(nèi)部電路采取了先進的抗干擾技術(shù)，具有很高的可靠性。對計算結(jié)果進行了分析，選擇液壓系統(tǒng)所需的液壓元件型號，并驗算了液壓系統(tǒng)的性能。 ,由公式 （） 求油箱各邊之和： m，h為1m，求得油箱的散熱面積為： 則油箱的散熱功率為： ()式中K1——油箱的散熱系數(shù)，查《機械設(shè)計手冊4》，取 Kl=17W/(m2.℃)； ——油溫與環(huán)境溫度之差， 根據(jù)《機械設(shè)計手冊4》，取= 25℃。代人上式()得： 求系統(tǒng)的輸出有效功率： （）式中n、m——分別為液壓缸、液壓馬達的數(shù)量； ——液壓缸外載荷及驅(qū)動此載荷的行程(N、m)； ——液壓馬達的外載轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)速、工作時間(、rad/s、s)。 液壓系統(tǒng)的功率損失全部轉(zhuǎn)化為熱量。 閥類元件的局部壓力損失： 參看液壓系統(tǒng)圖，從泵出口到伸縮缸進油口，要經(jīng)過單向閥7，電磁換向閥18，節(jié)流閥19。 參看液壓系統(tǒng)圖，從泵出口到伸縮缸進油口，要經(jīng)過單向閥7，電磁換向閥8，單向節(jié)流閥10，單向順序閥11。壓力損失包括沿程壓力損失，管路的局部壓力損失和閥類元件的局部壓力損失。 取電動機的額定轉(zhuǎn)速n=1430r/min，則泵的實際流量為： 取泵的總效率=，則電動機的功率： 根據(jù)此數(shù)值查電動機產(chǎn)品樣本，選取Y90S4電動機，額定功率P=，額定轉(zhuǎn)速n=1400r/min。 （2）液壓泵流量的確定： （）式中 K是系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取K=； 是同時動作的執(zhí)行元件的最大總流量。 執(zhí)行元件名稱工況運動速度結(jié)構(gòu)參數(shù)流量（ml/s）大臂升降缸上升A1=下降A(chǔ)2=小臂伸縮缸伸出A1=252縮回A2=夾緊缸夾緊A=擺動缸擺動q= ()式中F——液壓缸的實際工作載荷(KN)；P2——回路背壓力(MPa)；（1）升降液壓缸的實際工作壓力。其理論排量200mL/r，額定壓力14MPa。 結(jié)論：活塞桿的強度足夠。 將有關(guān)數(shù)據(jù)代入公式(): 根據(jù)《機械設(shè)計手冊4》，選取液內(nèi)徑為:D=40mm活塞桿直徑d=40=20mm。 升降缸 將數(shù)據(jù)代入公式()有： 根據(jù)《機械設(shè)計手冊4》，選取液壓缸內(nèi)徑為：D=32 mm。 馬達載荷轉(zhuǎn)矩： ()取 （4）外載荷受力分析 啟動加速時： 穩(wěn)態(tài)運動時： 減速制動時： 機械手的液壓系統(tǒng)屬于低壓系統(tǒng)，且本機械手設(shè)計為單步工作，載荷最大時為機械手夾取工件后大臂伸縮缸上升的工況。m2)；——角速度變化量(rad／s)；——起動或制動時間(s)； (）式中P——手臂回轉(zhuǎn)零件的重心與回轉(zhuǎn)軸的距離(P=)；J0——回轉(zhuǎn)部件的重心的轉(zhuǎn)動慣量。計算： 假設(shè)a=2b，；，求夾緊力FN和驅(qū)動力F。對于圓形導軌： u——摩擦系數(shù)，參考機械設(shè)計手冊起動時：u=；低速時：u=；高速時：u=；導向桿的材料選擇鋼，導向支撐選擇鑄鐵u==，G總=27=，L=200mm=，將以上數(shù)據(jù)代人公式()得： （2）慣性載荷Fa 本設(shè)計要求手臂平動是V≤200mm/s，在計算慣性力的時候，起動或制動的時間差△t=，啟動速度△V=V=，將數(shù)據(jù)帶入公式()有： （3）液壓缸密封處的摩擦阻力，由Fm于各種缸的密封材質(zhì)和密封形成不同， 密封阻力難以精確計算，一般估算為：式中——液壓缸的機械效率，取=（） （4）工況分析 起動加速時： 穩(wěn)態(tài)時： 減速制動時：手指加在工件上的夾緊力，需要克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運動狀態(tài)變化的慣性力產(chǎn)生的載荷，以便工件保持可靠的夾緊狀態(tài)。 上升時： 起動加速時： 穩(wěn)態(tài)時： 減速制動時： 伸縮缸伸出未夾工件時，受力相比夾取工件時較小，故不予討論，只計算伸縮缸夾取工件后的工況。這些力的方向如與活塞運動方向相同為負,相反為正。根據(jù)工作要求，對搬運用液壓機械手進行自由度和運動學研究，確定3個自由度的搬運用液壓機械手為本文研究對象。液壓機械手一般采用單泵或雙泵供油，手臂伸縮、手臂升降和手臂旋轉(zhuǎn)等機構(gòu)采用并聯(lián)供油，這樣可有效降低系統(tǒng)的供油壓力，此時為了保證多缸運動的系統(tǒng)互不干擾，實現(xiàn)同步或非同步運動，換向閥需釆用中位“O”型換向閥。為防止手指夾緊缸在夾緊工件的情況下意外斷電，應加鎖緊保壓回路。 平衡回路 減速緩沖回路 伸縮缸的行程為400mm，因此在伸縮回路中需要有緩沖。因此綜上所述。所以，液壓缸因節(jié)流閥的調(diào)節(jié)作用而平穩(wěn)的運動，保證了液壓系統(tǒng)的平穩(wěn)性和可靠性。調(diào)速回路按其調(diào)速方式不同，有節(jié)流調(diào)速回路、容積調(diào)速回路、容積節(jié)流調(diào)速回路三類。的回轉(zhuǎn)運動；2位沿立柱作300mm的上下移動；3為沿水平方向作400mm的伸縮運動；4為手指的夾緊、放松運動。另外，該系統(tǒng)可分別實現(xiàn)自動控制與手動控制，自動控制即上述動作的循環(huán)