機(jī)械手控制電路畢業(yè)設(shè)計(jì)---機(jī)械手控制電路設(shè)計(jì)-畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁
2025-01-19 06:11本頁面
【導(dǎo)讀】產(chǎn)成本，原有的生產(chǎn)裝料裝置遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足當(dāng)前高度自動(dòng)化的需要。質(zhì)量及經(jīng)濟(jì)效益是企業(yè)生產(chǎn)所必須面臨的重大的問題。本文在縱觀了近年來機(jī)械手發(fā)展?fàn)顩r的基礎(chǔ)上，結(jié)合機(jī)械手方面的設(shè)計(jì)，對(duì)機(jī)械手技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)的分析，提出了用電磁閥和PLC控制的設(shè)計(jì)方案。用整體化的設(shè)計(jì)思想，充分考慮了軟、硬件各自的特點(diǎn)并進(jìn)行互補(bǔ)優(yōu)化。分揀機(jī)械手的整體結(jié)構(gòu)、執(zhí)行結(jié)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)進(jìn)行了分析和設(shè)計(jì)。的初始化、機(jī)械手的移動(dòng)、故障報(bào)警等功能。最后提出了一種簡單、易于實(shí)現(xiàn)、在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化、自動(dòng)化已成為突出的主題。性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。但在機(jī)械工業(yè)中，加工、裝配等生產(chǎn)是不。中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法。機(jī)器手的出現(xiàn)并得到應(yīng)用，為這些作業(yè)的機(jī)械化奠定了良好的基礎(chǔ)。機(jī)械手首先是從美國開始研制的。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。
【正文】 多，型號(hào)各異，要選擇出合適本設(shè)計(jì)的 PLC產(chǎn)品就要通過對(duì)輸入和輸出點(diǎn)數(shù)的選擇、對(duì)存儲(chǔ)容量的選擇、對(duì)響應(yīng)時(shí)間的選擇以及負(fù)載情況等進(jìn)行分析。 傳感器的選擇 根據(jù)本課題的需要，當(dāng)有物料經(jīng)過傳送帶時(shí)要將這一信息反映給機(jī)械手，因此我選 用的傳感器是槽式光電開關(guān)如圖 31， 槽式光電開關(guān)通常是標(biāo)準(zhǔn)的凹字形結(jié)構(gòu)，其光電發(fā)射管和接收管分別位于凹形槽 德 兩邊，并形成一光軸。當(dāng)被檢測物體經(jīng)過凹形槽并阻斷光軸時(shí)，光電開關(guān)就產(chǎn)生了檢測到的開關(guān)信號(hào)。槽式光電開關(guān)安全可靠，適合檢測高速變化的生產(chǎn)監(jiān)測場所 ， 分辨透明與半透明物體。光電開關(guān)內(nèi)部結(jié)構(gòu)主要有 NPN 型和 PNP 型兩種。 17 一般光電開關(guān)的工作電流約 5～ 20n1A，工作電壓應(yīng)低于 30V，輸出驅(qū)動(dòng)電流則根據(jù)型號(hào)的不同而有很大的差別，大的幾百毫安，小的只有幾毫安。 圖 31 光電開關(guān) 電機(jī)的選擇 本設(shè)計(jì)所使用的伺服電機(jī)主要用于驅(qū)動(dòng)機(jī)械手基座轉(zhuǎn)盤的旋轉(zhuǎn)（可正反旋轉(zhuǎn)角度 180176。，在旋轉(zhuǎn)時(shí)用光電傳感器定位），有快有慢，有進(jìn)有退，還要具有高效率、噪聲低、振動(dòng)小、堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩高、運(yùn)行可靠等特點(diǎn)。所以選擇松下伺服電機(jī)A 系列小慣量 MSMA5AZAIG，其額定輸出 500W、 100/200V 共用，旋轉(zhuǎn)編碼器規(guī)格為增量式（脈 沖數(shù) 2500p/r、分辨率 10000/r、引 出線 11）；有油封，無制動(dòng)器，軸采用鍵槽連接。該電機(jī)才用松下公司獨(dú)特算法，使速度頻率響應(yīng)提高 2 倍，達(dá)到 500HZ；定位超調(diào)整時(shí)間縮短為以往松下伺服電機(jī)產(chǎn)品 V 系列的 1/4。具有共振抑制功能、 18 控制功能，可彌補(bǔ)機(jī)械的剛性不足，從而實(shí)現(xiàn)高速定位，也可以通過外接高精度的光柵尺，構(gòu)成全封閉控制，進(jìn)一步挺高系統(tǒng)精度。具有常規(guī)自動(dòng)增益調(diào)整和實(shí)時(shí)自動(dòng)增益調(diào)整兩種自動(dòng)增益調(diào)整方式，還配有 RS48 RS323C 通信口，使上位控制器可同時(shí)控制多達(dá) 16 個(gè)軸。伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器為 A 系列 MSDA5A3A1A，適用于小慣量電機(jī)。這種電機(jī) 可以滿足本設(shè)計(jì)要求。 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的選擇 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分，工業(yè)機(jī)械手的性能價(jià)格比在很大程度上取決于驅(qū)動(dòng)方案及其裝置。根據(jù)動(dòng)力源的不同，機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)方式共有三種 :氣動(dòng)方式，液壓方式，電驅(qū)動(dòng)方式。 根據(jù)設(shè)計(jì)內(nèi)容和需求精度確定圓柱坐標(biāo)型工業(yè)機(jī)器人，利用電驅(qū)動(dòng)和減速機(jī)傳動(dòng)來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；利用氣壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂上下運(yùn)動(dòng)：考慮到本設(shè)計(jì)中機(jī)器人工作范圍不大，故利用氣壓缸驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)手臂的伸縮運(yùn)動(dòng)；末端夾持器采用夾持式手部結(jié)構(gòu)，用電磁閥液壓驅(qū)動(dòng)方式夾緊。 PLC 控制 機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn) 從機(jī)械手的控制系統(tǒng)來看，有很多中控制系統(tǒng)，而某些控制系統(tǒng)存在著許多缺點(diǎn)，這不是自動(dòng)化生產(chǎn)所需要的。單論優(yōu)點(diǎn)，可能就是由可編程控制器作為控制系統(tǒng)的機(jī)械手最為突出，這里從以下幾個(gè)方面分析 PLC 控制機(jī)械手的優(yōu)點(diǎn)。 從控制方式上看，電氣控制屬于硬接線，邏輯一旦確定，要改變邏輯或增加功能就非常困難：兒 PLC 控制是軟接線，如需要改變邏輯或增加功能，只需要改變控制程序即可。 工作方式上看，電氣控制并行工作，而 PLC 串行工作，不受制約。 控制速度上看，電氣控制速度慢，觸點(diǎn)易抖動(dòng)：而 PLC 通過半導(dǎo)體來控制，速 度快，無觸點(diǎn)，無抖動(dòng)。 可靠性能上看，電氣控制觸點(diǎn)多，會(huì)產(chǎn)生機(jī)械磨損和電弧燒傷，接線也多，可靠性也差； PLC 無觸點(diǎn)，壽命長，還有自我診斷的功能，對(duì) 程序執(zhí)行監(jiān)控功能，現(xiàn)場調(diào)試和維護(hù)方便。 19 系統(tǒng)原理圖 PLC 控制機(jī)械手的系統(tǒng)原理圖 31 所示 圖 31 控制原理圖 20 控制系統(tǒng)軟件的設(shè)計(jì) I/O 分配表 如圖 32 所示 I/O 分配表 圖 32 I/O 分配表 21 PLC 梯形圖 PLC 梯形圖是使用得最多的圖形編程語言，被稱為 PLC 的第一 編程語言，梯形圖的最大優(yōu)點(diǎn)就是直觀易懂，很容易被電氣工人掌握，非常適合開關(guān)量邏輯控制。 PLC 梯形圖中的某些編程元件沿用了繼電器這一名稱，如輸入繼電器、輸出繼電器等，他們不是真實(shí)的物理繼電器，而是以寫存儲(chǔ)單元，每一次繼電器與PLC 存儲(chǔ)器中映像寄存器的一個(gè)存儲(chǔ)單元相對(duì)應(yīng)。 梯形圖兩則的垂直公共線成為母線，在分析梯形圖的邏輯關(guān)系時(shí)，為了借用繼電器電路圖的分析方法，可以想象左右兩側(cè)母線之間有個(gè)一個(gè)左正右負(fù)的直流電源電壓，母線之間有電流從左向右流動(dòng)，右母線可以不畫出來。根據(jù)梯形圖中各觸點(diǎn)的狀態(tài)和邏輯關(guān)系，求出與圖中各 線圈對(duì)應(yīng)的編程元件的狀態(tài)，稱為梯形圖的邏輯解算。梯形圖中的邏輯解算是按從左至右、從上到下的順序進(jìn)行。邏輯解算是根據(jù)輸入映像寄存器中的值，而不是根據(jù)解算瞬時(shí)外部輸入觸點(diǎn)的狀態(tài)來進(jìn)行的 22
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