氣壓傳動技術的研究與應用畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-25 15:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 應用PLC作為電氣控制，可以簡化控制線路，降低故障率，實現(xiàn)機械手多種動作線路。一般機械手有手動和自動控制之分，手動控制主要用來硬件調(diào)試。自動控制中也分單步、單周期、周期循環(huán)等工作狀態(tài)。其控制要求為：按下啟動按鈕，檢測氣動機械手是否處于原位，如果不是，按下復位按鈕回到原位，如果是，則檢測氣動機械手處于何種工作狀態(tài)下，單步意味著每按下一次啟動按鈕，機械手執(zhí)行一步動作；單周期指執(zhí)行一次動作循環(huán)，最后回到初始位置；周期循環(huán)是機械手重復不斷的執(zhí)行動作，直到按下復位或停止按鈕為止。根據(jù)機械手的硬件結(jié)構(gòu)，PLC輸入信號有：工作狀態(tài)選擇開關輸入、啟動停止按鈕輸入、磁性接近開關信號輸入、手動開關輸入及程序選擇開關輸入共22個輸入點；機械手的輸出信號有：驅(qū)動4個氣缸的電磁閥線圈4個，控制真空吸盤的電磁閥線圈2個，原點指示燈1個，共七個輸出點。選擇輸入點大于22點，輸出大于7點的PLC。機械手的定位系統(tǒng)采取定位塊定位，在設定位置裝置定位塊。并為了達到緩沖的目的，在滿足工作要求的前提下，設計盡量輕的零部件。比如將某些鑄鋼件改用鋁合金制造，或者將一些實心的零件做成空心的，以此來減輕總質(zhì)量。采取PLC程序控制，控制系統(tǒng)選擇三菱公司的FX1S系列的PLC控制器。另外機械手還可進行回零等，其有手動控制方式和全自動控制。自動生產(chǎn)線機械手的主要參數(shù):吸持力2kg；自由度數(shù)為3；運動形式為圓柱坐標；手臂伸縮最大行程300mm；手臂升降最大行程為200mm；手臂回轉(zhuǎn)最大行程180度，手臂升降速度為150mm/s；大臂回轉(zhuǎn)角度范圍090176。，大臂回轉(zhuǎn)速度為135176。/s；定位方式為定位塊；定位精度為；控制方式為點位式、PLC控制；驅(qū)動方式為氣壓系統(tǒng)。（二）機械手電氣控制程序步序號指令數(shù)據(jù)步序號指令數(shù)據(jù)步序號指令數(shù)據(jù)1LDX40017ANDT4532ANIX40118ANIT45431OUTY4393ANIT45019OUTY43532OUTT5504OUTY43020OUTT454K25OUTT45033ANDT550K221ANDT45434ANIT5516ANDT45022ANIT45535OUTY5307ANIT45123OUTY43636OUTT5518OUTY43224OUTT4559OUTT451K237ANDX50025ANDT45538ANIT55210ANDT45126ANIT45639OUTY53111ANIT45227OUTY43740OUTY53213OUTY43328OUTT45641OUTT55214OUTT452K327ANDT45615OUTY43428ANIT45716OUTT45329OUTY438K230OUTT457 （三）機械手電氣控制系統(tǒng)圖1自動控制系統(tǒng)圖 機械手自動控制系統(tǒng)圖 上圖為機械手自控控制系統(tǒng)圖，他的指令采用FX1S的專用PLC控制器控制，他的工作順序是按照上圖中大臂下降開始直至最后一次大臂回轉(zhuǎn)為完成一個完整的工作周期，每個工作段所用的時間在上圖均已標明，從系統(tǒng)啟動到結(jié)束程序，除非系統(tǒng)受到X500停車指令，否則系統(tǒng)均通過各個時間控制器來完成精確的控制。2 手動控制系統(tǒng)圖 機械手手動控制系統(tǒng)圖 上圖為本機械手在進行試運行和系統(tǒng)檢查以及手動控制完成所需動作而設計的手動控制系統(tǒng)，工作流程在上圖已經(jīng)清晰標明。3 機械手自動方式狀態(tài)圖 ，其中S2是自動方式的初始狀態(tài)。狀態(tài)轉(zhuǎn)移開始輔助繼電器M8041，原點位置條件輔助繼電器M8044的狀態(tài)都是在初始化程序中設定的，在自動系統(tǒng)程序運行中不再改變。 機械手自動方式狀態(tài)圖4 機械手獨立控制面板設計圖 機械手控制面板 面板中的啟動和急停按鈕與PLC的運行程序無關，這兩個按鈕是用來接通或斷開PLC外部負載的電源。本機械手由手動和自動兩種運行狀態(tài)的控制系統(tǒng)，所以應能根據(jù)所設置的運行方式自動進入，這就要求系統(tǒng)應能自動設定與各個運行方式相應的初始狀態(tài)。五 機械手氣壓傳動系統(tǒng)設計 （一）機械手的工作原理分析真空吸盤式氣動機械手是自動化流水生產(chǎn)線中廣泛應用的工件搬運機械設備，它是流水線作業(yè)中不可或缺的運輸單元。氣動機械手要求氣壓系統(tǒng)完成的主要動作是（工件平放）：吸持工件大臂上升200mm大臂回轉(zhuǎn)180176。手臂延伸300mm放下工件手臂收縮300mm大臂反轉(zhuǎn)180176。大臂下降200mm。整個周期要完成所有動作必須由3個氣壓缸協(xié)調(diào)動作才能做到 （二）氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖 機械手的氣壓傳動系統(tǒng)工作原理圖1氣源 2空氣過濾器 5單向閥 9兩位二通閥 7先導型閥 8三位四通電磁閥 10節(jié)流閥 11調(diào)速閥其余元件已在上圖說明。 （三）各缸運動過程分析吸持工件 在整機啟動的情況下，氣體流經(jīng)單向閥，然后PLC控制程序指令控制電磁鐵3DT通電吸合，此時此二位四通電磁閥處于右位，氣體直接流進右腔，從而拉動滑槽杠桿式結(jié)構(gòu)吸持工件。大臂上升 PLC指令控制電磁鐵4DT通電吸合。氣體經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，接著流向減壓閥和單向閥構(gòu)成的復合閥，然后直接流向大臂升降氣壓缸的下腔，從而推動機械手做上升運動。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵6DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)氣壓缸，從而推動機械手大臂做左右擺動運動。手臂延伸 PLC指令控制電磁鐵1DT通電吸合。泵3供油經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向手臂伸縮氣壓缸，從而推動機械手手臂做伸縮運動。放松工件 氣體流經(jīng)單向閥，然后PLC控制程序指令控制電磁鐵3DT斷電跳開，此時此二位四通電磁閥處于左位，氣體直接流左腔，從而放松工件。手臂收縮 PLC指令控制電磁鐵2DT通電吸合氣體經(jīng)單向閥5，然后直接流向手臂伸縮氣壓缸，從而推動機械手手臂做收縮運動。大臂回轉(zhuǎn) PLC指令控制電磁鐵7DT通電吸合。氣體經(jīng)單向閥5，接著氣體流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂回轉(zhuǎn)氣壓缸，從而推動機械手大臂做左右擺動運動。大臂下降 PLC指令控制電磁鐵5DT通電吸合。氣體經(jīng)單向閥5，然后流經(jīng)節(jié)流閥和單向閥構(gòu)成的調(diào)速閥，然后直接流向大臂升降氣壓缸的上腔，從而推動機械手做下降運動。至此就完成整個機械手的循環(huán)運動，如果此
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