工業(yè)機(jī)械手結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 3)、培養(yǎng)學(xué)生樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想和使用技術(shù)資料、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)等手冊(cè)、圖冊(cè)工具書(shū)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，數(shù)據(jù)處理，編寫(xiě)技術(shù)文件等方面的工作能力。在工業(yè)生產(chǎn)和其它應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫，腐蝕，有毒氣體以及人的有限體能等種種劣勢(shì)的限制，工作效率很低。1．設(shè)計(jì)項(xiàng)目發(fā)展情況 我國(guó)機(jī)械手的研究和應(yīng)用起步較晚，但是隨著國(guó)內(nèi)外機(jī)械手的快速發(fā)展、社會(huì)需求的增大和技術(shù)的進(jìn)步，裝配機(jī)械手得到了迅速的發(fā)展，多品種、少批量生產(chǎn)方式和為提高產(chǎn)品質(zhì)量及生產(chǎn)效率的生產(chǎn)工藝需求，是推動(dòng)裝配機(jī)械手發(fā)展的直接動(dòng)力?？鏸’具有通用性強(qiáng)，使用方便，適應(yīng)面廣，可靠性高，抗干擾能力強(qiáng)，編程簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，弛t：在工業(yè)自動(dòng)化控制特別是順序控制中的地位。手部安裝在最前端，任務(wù)是來(lái)準(zhǔn)確的抓取工件，當(dāng)然一說(shuō)到手一定是與人的相似，所以必須具備手指，而且應(yīng)具有與人手相似的動(dòng)作或能代替人完成一系列的動(dòng)作，以此來(lái)達(dá)到目的。其主要以電氣和氣壓驅(qū)動(dòng)為主，只有少量的運(yùn)用液壓和機(jī)械驅(qū)動(dòng)。氣壓驅(qū)動(dòng)的元件是氣壓缸、氣壓馬達(dá)等。我們通用的機(jī)械手則考慮到用步進(jìn)電動(dòng)機(jī)、直或交流司服電機(jī)、和變速箱等電氣驅(qū)動(dòng)有動(dòng)力源簡(jiǎn)單、維護(hù)和使用比較方便。機(jī)械手的控制要素主要包括工作的順序、能提起多大的重量、運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、到達(dá)的位置等。為了使其程序簡(jiǎn)單、修改容易等優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用PLC控制系統(tǒng)來(lái)完成操作。此外，智能化機(jī)械手還有許多類似人類的“生物傳感器”，如接觸傳感器、力傳感器、負(fù)載傳感器等．傳感器提高了機(jī)器手對(duì)周圍環(huán)境的白適應(yīng)能力。因此，機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展必將帶動(dòng)其它技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械手技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用水平也可以從一個(gè)方面驗(yàn)證一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)和工業(yè)技術(shù)的發(fā)展和水平。 氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。氣壓傳動(dòng)工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器：介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問(wèn)題． (2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過(guò)程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的干分之一)，空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng) 輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會(huì)因溫度變化影響傳動(dòng)及控制性能。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。 (3)軍事用途機(jī)械手 (4)服務(wù)機(jī)械手如醫(yī)療機(jī)械手，家用機(jī)器人(機(jī)械手)等。弧焊、噴漆和檢測(cè)機(jī)械手等均屬連續(xù)軌跡控制方式根據(jù)力學(xué)的觀點(diǎn)，自由度指的是力學(xué)系統(tǒng)的獨(dú)立坐標(biāo)的個(gè)數(shù)。本設(shè)計(jì)的機(jī)械手共有三個(gè)自由度，即：手臂的伸縮、手臂的上下擺動(dòng)、手指的抓握。當(dāng)我們?cè)O(shè)計(jì)手爪時(shí)，首先要知道機(jī)械手的坐標(biāo)形式、運(yùn)動(dòng)的速度和加速度的具體要求，還要考慮被夾緊的物體的重量、大小和慣性來(lái)計(jì)算。所以我們應(yīng)該對(duì)其工件加以保護(hù)。(2)軀干 軀干是由底盤(pán)和手臂兩大部分組成的。2．5電磁式繼電器電磁式繼電器廣泛用于電力拖動(dòng)控制系統(tǒng)中，其結(jié)構(gòu)及工作原理與接觸器類似，也是由電磁機(jī)構(gòu)和觸點(diǎn)系統(tǒng)組成。 第三章控制流程3．1控制流程：機(jī)械手通常處于原位，圖中sQl為下限位開(kāi)關(guān)，SQ2為上限位開(kāi)關(guān)，SQ3$~SQ4分別為右、左限位開(kāi)關(guān)，機(jī)械手的上下左右移動(dòng)以及工件的夾持與松開(kāi)均由電磁閥驅(qū)動(dòng)氣缸來(lái)實(shí)現(xiàn)的，由電磁閥YVl控制機(jī)械手下降，YV2負(fù)責(zé)夾持及松開(kāi)工件，YV3使機(jī)械手上升，YV4控制機(jī)械手右移，YV5控制機(jī)械手左移。 YV5 Y435左移電磁閥 SB2 X406 復(fù)位按鈕 HL Y430原位指示燈第4章 PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4．1 PLC機(jī)型的選擇 PLc機(jī)型選擇的基本原則是，在功能滿足要求的前提下，選擇最可靠、維護(hù)使用最方便以及性能價(jià)格比的最優(yōu)化機(jī)型。這個(gè)系統(tǒng)可能是單個(gè)機(jī)器，機(jī)群或一個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。根據(jù)I／0點(diǎn)數(shù)等因素確定本設(shè)計(jì)的PLC型號(hào)為：．F1___一40MR三菱系列小型PLc具有性價(jià)比高、功能完善、指令豐富等優(yōu)點(diǎn)能夠滿足控制的各種要求，因此我們采用此系列的PLc來(lái)控制這個(gè)開(kāi)關(guān)量系統(tǒng)。硬件設(shè)計(jì)更是PLc控制系統(tǒng)的至關(guān)重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，這關(guān)系著PLC控制系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、安全性、穩(wěn)定性。 如果PLc輸出帶電磁線圈等感性負(fù)載，負(fù)載斷電時(shí)會(huì)對(duì)PLc的輸出造成浪電流的沖擊，為此，對(duì)直流感性負(fù)載應(yīng)在其旁邊并接續(xù)流二極管，對(duì)交流感性負(fù)載應(yīng)并接浪涌吸收電路，可有效保護(hù)PLc。在實(shí)際生產(chǎn)中，將行程開(kāi)關(guān)安裝在預(yù)先安排的位置，當(dāng)裝于生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件上的模塊撞擊行程開(kāi)關(guān)時(shí)，行程開(kāi)關(guān)的觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的切換。軟件設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是根據(jù)控制要求將工藝流程圖轉(zhuǎn)換為梯形圖，這是PLC應(yīng)用的最關(guān)鍵的問(wèn)題，程序的編寫(xiě)是軟件設(shè)計(jì)的具體表現(xiàn)。 模塊化程序：把一個(gè)總的控制目標(biāo)程序分成多個(gè)具有明確子任務(wù)的程序模塊，分別編寫(xiě)和調(diào)試，最后組合成一個(gè)完成總?cè)蝿?wù)的完整程序。2 PLC控制系統(tǒng)的程序設(shè)計(jì)要點(diǎn) PLc控制系統(tǒng)I／O分配，依據(jù)生產(chǎn)流水線從前至后，I／0點(diǎn)數(shù)由小到大：盡可能把一個(gè)系統(tǒng)、設(shè)備或部件的I／0信號(hào)集中編址，以利于維護(hù)。彼此有關(guān)的輸出器件，如電機(jī)的正／反轉(zhuǎn)等，其輸出地址應(yīng)連續(xù)安排，如Q2．0／Q2．1等。同時(shí)，因機(jī)械手在原位，上限位開(kāi)關(guān)SQ2，左限位開(kāi)關(guān)sQ4均處于壓合狀態(tài)，相對(duì)應(yīng)的輸入點(diǎn)x40x404均閉合，使移位寄存器首位M100置“n輸出繼電器Y430得電，原位指示燈HL亮。 (4)第一次上升(第三步)T450延時(shí)3s后，其常開(kāi)觸點(diǎn)接通，產(chǎn)生移位信號(hào)，使M103為“1”，M102為“0”于是Y433得電，驅(qū)動(dòng)電磁閥YV3執(zhí)行上升動(dòng)作。 (6)第二次下降(第五步)右移到右限位開(kāi)關(guān)S03動(dòng)作時(shí)，接通X403，又產(chǎn)生移位信號(hào)，使M105為“l(fā)”，M104為“O”。 (8)第二次上升(第七步)T45l延時(shí)2s后，其觸點(diǎn)接通，產(chǎn)生移位信號(hào)，使M107為“l(fā)”，M106為“O”。Y435失電，機(jī)械手停在原點(diǎn)位置。達(dá)到所需要求，并能夠成功的將工件轉(zhuǎn)移和搬運(yùn)，本系統(tǒng)穩(wěn)定性好，而且可靠性良好。它不但是我們?nèi)甏髮W(xué)學(xué)習(xí)中所學(xué)知識(shí)的一次綜合復(fù)習(xí)與考查，同時(shí)也是理論聯(lián)系實(shí)際的一個(gè)過(guò)程，為以后從事專業(yè)技術(shù)工作的一次準(zhǔn)備。 在畢業(yè)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，雖然本人在指導(dǎo)老師的幫助下對(duì)所設(shè)計(jì)的問(wèn)題有初步的實(shí)習(xí)調(diào)研。 在這里，向在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中給予過(guò)幫助我的老師表示衷心的謝意.第六章 參考文獻(xiàn)機(jī)械設(shè)備控制基礎(chǔ)王本軼(主編)北京機(jī)械工業(yè)出版社 2005可編程控制器及應(yīng)用萬(wàn)太福唐賢永(主編)重慶大學(xué)出版社 1992電器與PLC控制技術(shù)張萬(wàn)忠劉明芹(主編)北京化學(xué)工業(yè)出版社 2003工廠電氣控制設(shè)備許廖(主編)北京機(jī)械工業(yè)出版社 1999液壓與氣動(dòng)技術(shù)許菁劉振興(主編)北京機(jī)械工業(yè)出版社
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