機電傳動與控制課程綜合訓練項目報告-基于plc控制機床搬運機械手的設計(編輯修改稿)
2025-02-14 22:05 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 業(yè)實際應用出發(fā)，應著重開發(fā)各種專用的、高效率的機械手 手爪， 加之以快速更換裝置，以實現(xiàn)機械手的多種作業(yè)功能，而不主張用一個萬能的手 爪去完成多種作業(yè)，以考慮設計的經(jīng)濟效益。（3）機械手手爪的通用性。通用性是指有限的手爪，可適用于不同的機械手，這 就要求末端執(zhí)行器要有標準的機械接口（如法蘭），使末端執(zhí)行器實現(xiàn)標準化。 （4） 機械手手爪要便于安裝和維修，易于實現(xiàn)計算機控制。6. 機床搬運機械手電氣控制設計機床搬運機械手控制電路主要是基于PLC控制的，由繼電器控制電路參與控制，這里只說明繼電器電路控制。該電路包含主電路和控制電路，主電路由兩臺電動機，慢速電動機M1和快速電動機M2，分別拖動小車慢速和快速行走。其控制過程為：慢速電動機M1由接觸器KM1和KM2控制其正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)，快速電動機M2由KM3和KM4控制正轉(zhuǎn)和反轉(zhuǎn)。機械手的夾緊和放松是由兩位四通電磁閥控制的液壓缸來完成。當工件從傳送帶傳送到機械手下方時，工件碰壓行程開關(guān)SQ1，B缸活塞缸伸出帶動機械手下降，下降到終點時碰壓行程開關(guān)SQ3，與機械手相連的A缸活塞桿收進，機械手將工件夾緊。當工件加緊到位后行程開關(guān)SQ5工作，B缸活塞桿收進，機械手帶動工件上升，當工件上升到最高位置時，碰到行程開關(guān)SQ4，啟動小車慢速右行。當小車碰到行程開關(guān)SQ7時，快速移動。接近終點時，碰到行程開關(guān)SQ8，小車慢速 行走。行至右邊碰到行程開關(guān)SQ9，小車停止行走。小車停止后五秒后，B缸活塞桿再次外伸機械手下降至終點，A缸活塞桿外伸帶動機械手放下工件，然后機械手上升，小車以慢快慢形式慢慢返回，最終回到原點位置。參看下圖：圖中九個行程開關(guān)SQ1SQ9主要檢測小車，工件以及機械手的位置和機械手的夾緊放松狀態(tài)。 SQ1和SQ2檢測工件 SQ3和SQ4檢測小車位置 SQ5和SQ6檢測機械手夾緊放松 SQ7和SQ8轉(zhuǎn)換小車速度 ?。樱眩篂樾≤囃Ｖ归_關(guān)７．機床搬運機械手液壓回路的設計 機械手動作順序: 從原位開始—右轉(zhuǎn)—升降臂下降—伸縮臂伸出—夾持器夾緊—升降臂上升—左轉(zhuǎn)—升降臂下降—夾持器松開—伸縮臂縮回—升降臂上升，到原位。若為單循環(huán)模式下運行，則原位等待，若為連續(xù)循環(huán)模式，則進入下一個周期。上述動作均由行程開關(guān)或壓力繼電器發(fā)訊號控制相應的電磁換向閥，按程序依次順序動作而實現(xiàn)。 機械手的動作周期 ８．機床搬運機械手控制方案設計本設計主要是對機械手進行有序的控制，提高搬運工作的準確性、安全性。 主要由PLC 來進行控制，通過步進電機，直流減速電機，電磁閥來控制搬運機 械手的運動。 由于PLC的抗干擾能力強，所以能在惡劣的工作環(huán)境中，可靠地完成控制任務， 為了使設備便于安裝、調(diào)試，以及從經(jīng)濟角度考慮，設計出如下圖所示的機械手控 制系統(tǒng)的功能框圖。 機械手完成以上工藝主要是通過機械控制來實現(xiàn)的，即利用PLC控制電動機的轉(zhuǎn) 動、步進電機的運行和電磁閥的通斷，電動機的轉(zhuǎn)動來驅(qū)動機械手臂和夾手的旋轉(zhuǎn)和 回轉(zhuǎn)，步進電機控制機械手的上升、下降、伸出和回縮，電磁閥驅(qū)機械手爪的夾緊和放松。 機械手控制系統(tǒng)的功能框圖９．機床搬運機械手選型 電動機選型步進電機最大特點是它接受數(shù)字控制信號(電脈沖信號)，并轉(zhuǎn)換成與之相對應的 角位移或直線位移。它本身就是一個完成數(shù)字/模擬轉(zhuǎn)換的執(zhí)行組件。而且它可開環(huán) 位置控制，輸入一個脈沖信號就得到一個規(guī)定的位置增量，這樣的所謂增量位置控制 系統(tǒng)與傳統(tǒng)的直流伺服系統(tǒng)相比，其成本明顯降低，幾乎不必進行系統(tǒng)調(diào)整。步進電 機在精密小型電動機中是一種應用最為廣泛的機種。本次用到的步進電機為 2S42Q02940?！ 。?）慢速電動機M1的運動要求：電動機能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)運動。（2）快速電動機Ｍ２運動要求：能實現(xiàn)正反轉(zhuǎn)。（3）液壓泵電動機Ｍ３運動要求：主要配合液壓系統(tǒng)來完成搖臂的夾緊與放松。對電動機的效率要求高（功率因數(shù)大）對電機的使用壽命也有較高的要求。９．２繼電器選型 繼電器是一種控制元件，它主要用來反映各種控制信號，其觸點通常接在控制電 路中。本課題選用JZ11型繼電器，具體技術(shù)參數(shù)參見下表： 型號吸引線圈額定電壓吸引線圈消耗功率觸電額定電流觸電數(shù)量ＪＺ－１１直流１２，２４，４８，１１０，２２０直流７．５
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