基于plc控制的氣動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)-資料下載頁(yè)
2025-10-29 21:47本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】關(guān)機(jī)械手的理論研究也趨于成熟。工業(yè)機(jī)械手的普遍特點(diǎn)是能夠按照事先編制的作業(yè)。準(zhǔn)確地做出相應(yīng)變更。國(guó)內(nèi)工業(yè)機(jī)械手的發(fā)展，在最近幾年也已經(jīng)取得了巨大進(jìn)步，在工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，但相比較于國(guó)外，國(guó)內(nèi)的機(jī)械手發(fā)展水平差距依然明顯，相關(guān)。成果，這樣雖然能夠暫時(shí)保證生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化，但長(zhǎng)期忽略相關(guān)課題的自主研究，過(guò)程中，對(duì)體積不大但數(shù)量龐大的鑄鍛件的搬運(yùn)工作。為了能夠提高工作效率，減輕。運(yùn)用，使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展，并使理論知識(shí)和生產(chǎn)密切的結(jié)合起來(lái)。有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，培養(yǎng)在機(jī)械整體設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能。系統(tǒng)設(shè)計(jì)和PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。擬定整體方案，特別是傳感、控制方式與機(jī)械本體的有機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)給定的自由度和技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)或選擇合適的手部、臂部和機(jī)身的結(jié)構(gòu)，使機(jī)械手能夠完成升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)和抓放工件的動(dòng)作。對(duì)機(jī)械手各個(gè)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，確定基本數(shù)據(jù)。設(shè)計(jì)，編制梯形圖，繪制控制電路。
【正文】 處，將該初始位置時(shí)的狀態(tài)作為初始步。 工作階段可以分為： 上升 → 伸長(zhǎng) → 抓緊 → 縮回 → 正 轉(zhuǎn)九十度 → 下降 → 伸出 → 放松→ 縮回 → 反轉(zhuǎn)九十度，一共十個(gè)工作步。 所以機(jī)械手的順序控制過(guò)程一共 有 1個(gè)初始步、 10 個(gè)工作步。 （ 2） 確定轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移條件 由機(jī)械手的工作過(guò)程可知，控制過(guò)程進(jìn)行的順序如圖 71所示： 圖 71 機(jī)械手的工作過(guò)程 （ 3） 確定負(fù)載 機(jī)械手各工作階段的負(fù)載如表 71 所示： 表 71 機(jī)械手的工作階段及負(fù)載 序號(hào) 順序工作階段 選定的狀態(tài)繼電器 負(fù)載 1 初始位置，系統(tǒng)靜止 S0 無(wú)負(fù)載 2 手臂上升 S10 YA3 3 手臂伸出 S11 YA5 4 抓緊工件 S12 YA7 5 手臂縮回 S13 YA6 6 順時(shí)針旋轉(zhuǎn) S14 YA1 7 手臂下降 S15 YA4 8 手臂伸出 S16 YA5 9 松開工件 S17 YA8 10 手臂縮回 S18 YA6 11 逆時(shí)針旋轉(zhuǎn) S19 YA2 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 （ 4） 根據(jù)步、轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)移條件和負(fù)載可確定該機(jī)械手的功能流程圖，如圖 72 所示： 圖 72 功能流程圖 將功能流程圖轉(zhuǎn)換成狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 （ 1） 選擇可編程控制器 設(shè)置一個(gè)啟動(dòng)按鈕 SB3，一個(gè)停機(jī)按鈕 SB4，一個(gè)復(fù)位按鈕 SB5 和一個(gè)手動(dòng)放松按鈕 SB6，另外還有行程開關(guān) SQ1SQ6 共六個(gè)，一個(gè)光點(diǎn)檢測(cè)開關(guān) TD，所以一共需要11個(gè)輸入點(diǎn)。 氣泵電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)沒(méi)有特殊要求，可以不 由可編程控制器控制，利用啟動(dòng)按鈕 SB停止按鈕 SB1和接觸器 KM0單獨(dú)控制即可，可以不占用 PLC的輸出點(diǎn)。 PLC 要控制 8個(gè)電磁鐵（ YA1YA8)，故需要八個(gè)輸出點(diǎn)。 綜合以上，可以選用日本三菱公司的 MRFX N 322 ? ULES/? 型可編程控制器。 （ 2） 分配 I/O 端子 PLC 的端子分配見表 72： 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 24 表 72 I/O 端子分配 輸入信號(hào) 輸入端子 控制對(duì)象 輸出端 子 SB3 X0 YA1 Y0 SB4 X1 YA2 Y1 SB5 X2 YA3 Y2 SB6 X3 YA4 Y3 SQ1 X4 YA5 Y4 SQ2 X5 YA6 Y5 SQ3 X6 YA7 Y6 SQ4 X7 YA8 Y7 SQ5 X10 SQ6 X11 TD X12 (3)畫狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 初始化狀態(tài)繼電器選用 S0，工作步狀態(tài)繼電器選用 S10S19，它們所代表的工作步如表 71所示，定時(shí)器選用 T0 和 T1?？紤]到復(fù)位和啟動(dòng)操作，步中直接驅(qū)動(dòng)輔助繼電器，由輔助繼電器驅(qū) 動(dòng)輸出繼電器，狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖如圖 73所示。 圖 73 狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 （ 4） 畫步進(jìn)梯形圖 根據(jù)圖 73，并考慮啟動(dòng)、停機(jī)、復(fù)位等操作，畫出步進(jìn)梯形圖，如圖 74所示。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 圖 74 步進(jìn)梯形圖 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 8 結(jié) 論 經(jīng)過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，一方面使我完成了課題所要求的設(shè)計(jì)內(nèi)容，雖然設(shè)計(jì)方法和設(shè)計(jì)結(jié)果都有很多的不足；另外一方面，設(shè)計(jì)過(guò)程中使用到了很多專業(yè)知識(shí)，對(duì)自己的專業(yè)知識(shí)的掌握起到了很大幫助。 基于 PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手系統(tǒng)設(shè)計(jì)的三部分內(nèi)容：機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)和 PLC 控制設(shè)計(jì)。其中， 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)部分，應(yīng)該首先明確機(jī)械手的應(yīng)用范圍，包括夾持工件重量大小、工件尺寸大小等，由此確定機(jī)械部分的尺寸和氣缸形式等；其次，在完成氣缸的選擇以后，依據(jù)氣缸的結(jié)構(gòu)形式，確定氣缸的安裝形式，并相對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)輔助，如支撐類零件等。 氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)部分，機(jī)械手為了能實(shí)現(xiàn)所要求的動(dòng)作一共需要四個(gè)驅(qū)動(dòng)氣缸，每一個(gè)氣缸都要實(shí)現(xiàn)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，所以至少需要四個(gè)與之對(duì)應(yīng)的方向控制閥。為了實(shí)現(xiàn)電氣控制，方向閥均采用電磁閥的形式。 PLC 控制設(shè)計(jì)部分：設(shè)計(jì)功能流程圖，其中包括劃分工作階段、確定轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)移條件、確定負(fù)載等；根據(jù)功能流程圖 確定狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖，包括 PLC 的選型、分配 I/O端子、繪制梯形圖等。 通過(guò)這次畢業(yè)設(shè)計(jì)，使我受益良多。其中很重要的一點(diǎn)是教會(huì)我如何充分利用現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)也教會(huì)我如何去主動(dòng)尋找學(xué)習(xí)資源。設(shè)計(jì)過(guò)程中不乏各種困惑，和老師同學(xué)的交流為我解決這些問(wèn)題提供了巨大幫助。 雖然我的設(shè)計(jì)結(jié)果中存在很多不足的地方，但在這一個(gè)學(xué)期的時(shí)間里，我學(xué)到了很多有用的知識(shí)，也積累了一定的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，這些對(duì)于我即將要走向社會(huì)工作崗位，將起到很重要的作用。 濟(jì)南大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 參 考 文 獻(xiàn) [1]李允文 . 工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,:954 [2]吳宗澤 , 羅圣國(guó) . 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)手冊(cè) [M]. 北京 : 高等教育出版社 ,:4482 [3]機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì) . 氣壓傳動(dòng)與控制 [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,:4251 [4]王庭有 , 可編程控制器原理及應(yīng)用 [M]. 北京 : 國(guó)防工業(yè)出版社 ,:8494 [5]張海英 , 劉勝明 . 基于 PLC 的氣動(dòng)吸盤式工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì) [J]. 機(jī)械工程師 , 2020(1):2526 [6]王建軍 . 氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手的設(shè)計(jì)與研究 [J]. 機(jī)械管理開發(fā) , 2020(5):1516 [7]劉延俊 . 液壓與氣壓傳動(dòng) [M]. 北京 : 機(jī)械工業(yè)出版社 ,:3036 [8]鄧星鐘 . 機(jī)電傳動(dòng) 控制 [M]. 武漢 : 華中科技大學(xué)出版社 ,:172195 [9]張玉芝 . PLC在機(jī)械手控制系統(tǒng)中的應(yīng)用 [J]. 山東紡織經(jīng)濟(jì) ,2020(2):3939 [10]汪志鋒 . 可編程控制器原理與應(yīng)用 [M]. 西安 : 西安電子科技大學(xué)出版社 ,2020.:2642 [11]范金玲 . 基于 PLC的氣動(dòng)機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) [J]. 液壓與氣動(dòng) , 2020(7):3535 [12]吳秋華 , 江楠 , 朱君君 . 氣動(dòng)伺服機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) [J]. 液壓與氣動(dòng) ,2020(5):2627 [13]楊后川 , 楊萍 , 陳勇 , 張學(xué)明 . 基于 FX_(2N) PLC 控制的實(shí)驗(yàn)用氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì) [J]. 液壓與氣動(dòng) , 2020(12):2728 [14] E. Ravina*. A pneumotronic unit for automatic manipulation of book material[J]. IFToMM World Congress, Besan231。on (France), 2020(6):1627 [15] Tell P. Benefits of pointofuse vacuum[J]. Manufacturing Engineer, 2020(12):4848
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