搬運機械手及其控制系統(tǒng)-資料下載頁
2025-07-07 14:02本頁面
【正文】 輕載，高溫、低溫和粉塵大的惡劣環(huán)境中進行工作。除以上氣壓傳動還有許多其他的優(yōu)點 。例如1 氣壓缸的動作速度的范圍可達50~500mm/s，高速可達3m/s，最高速幾乎可達20m/s 左右。氣壓傳動比液壓傳動和電氣傳動速度快的多，通過氣壓傳動原件可實現(xiàn)無極調速，且可以隨意控制工作位置。2 氣壓的可靠性較高，實用的壽命相對也較長3利用空氣的可壓縮性和取之不盡用之不竭的特點，可儲存能量集中供氣對工件進行操作搬運等。4氣壓傳動系統(tǒng)維護簡單經濟，可以實現(xiàn)遠程操作，有一定的安裝的自由度。綜上一系列的優(yōu)缺點，本畢業(yè)設計將采用氣壓傳動的方案。動作要求四個氣壓缸完成氣壓控制系統(tǒng)，一個擺動氣缸實現(xiàn)搬運機械手的旋轉運動，一個水平的伸縮缸實現(xiàn)機械手的工進與收縮，一個豎直氣缸實現(xiàn)機械手的上下運動，還有一個夾緊缸用于夾緊工件。啟動原理圖圖如下圖。 氣動原理圖 第七章 ＰＬＣ的控制系統(tǒng)方案的確定 PLC可編程控制器的概述 由于任何機構的控制系統(tǒng)是其本身的重要的組成部分。在其某種意義上講，控制系統(tǒng)起著控制指導作用與人腦有相似的作用。搬運機械手的手部、臂部等的動作以及相關機械部分的的協(xié)調動作都是通過控制系統(tǒng)來實現(xiàn)完成的。主要控制內容有動作的順序控制，動作的位置控制與路徑、動作的時間控制?，F(xiàn)代一些現(xiàn)代化的機械手已經代替人完成某些特定的操作。當今各種控制的方式有多種多樣。搬運機械手的程序控制方式可分為兩大類，包括固定程序的控制方式和可變程序控制的方式。該課題所用的是固定程序控制類別的機械式控制系統(tǒng)。本課題的氣動控制系統(tǒng)為直接執(zhí)行機構，機械手要實現(xiàn)自動化里不開控制系統(tǒng)，本課題采用PLC實現(xiàn)對氣壓系統(tǒng)的控制，電磁閥實現(xiàn)控制要求的輸出?？刂葡到y(tǒng)詳見控制系統(tǒng)的詳細論述。 PLC的構成及工作原理可編程邏輯控制器它是當今在工業(yè)環(huán)境中應用最為廣泛最為主要的數(shù)字操作的電子系統(tǒng)。它使用可編程存儲器存用戶設計編制的程序指令，這些編輯的程序用來實現(xiàn)邏輯運算、順序操作、定時、計數(shù)及算術運算和通過數(shù)模轉換來控制各種各樣的機電一體化產品，編輯的程序可變、具有抗干擾能力強、工作可靠性高、性能強大、體積不大、相對耗電低，特別易于購買、價格便宜等等優(yōu)良的特點，具有廣泛的發(fā)展應用前景。以上種種PLC的這些特點，遠遠可以滿足當今工業(yè)搬運機械機械手的要求。本次畢業(yè)設計工業(yè)搬運機械手流程圖如下圖所示。 PLC控制機械手的流程步驟如圖手臂原點氣爪夾緊下降手臂上升手臂左旋手臂停止手臂右旋手臂上升氣爪松開下降低位手臂延時高位低位 PLC的構成及工作原理延時高位左位左位啟動 機械手的運動路線 PLC可編程控制器的選擇 PLC的選擇要按以下方式進行選擇：（1）首先要對 I/O點數(shù)的估算根據(jù)以上機械手分析的結果，進行統(tǒng)計估算可知，選擇FX2N系列48點的PLC編程控制器。（2）容量計算可編程控制器內存容量指的是用戶程序的容量。一般小型的最大I/O點數(shù)為120，一般可編程控制器的指令的條數(shù)為I/O點數(shù)的1012倍左右，PLC的容量盡量不得小于此要求。所以根據(jù)所選的PLC FX2N系列的內部元件及輸入輸出的相關元件、設備，編制出I/O分配圖的物理地址分布圖如下圖。 PLC可編程控制器的分配表可編程控制器的分配表可以幫助用戶更好的去了解產品的性能與操作方法。該課題的搬運機械手物理分配表如下圖。 PLC可編程控制器的程序設計 PLC的程序設計根據(jù)任務書和以上PLC的流程圖的要求，本畢業(yè)設計可以采用移位寄存指令或跳轉指令進行系統(tǒng)軟件的設計，整個的可編程控制器控制系統(tǒng)的設計應采用模塊化設計。1） 模塊化設計共分一下模塊如下。模塊化程序在本畢業(yè)設計中分為公共程序模塊、手動程序模塊、自動程序模塊、回原點模塊。PLC可編程控制器公共程序模塊包括復位指令 置為指令。PLC可編程控制器手動程序采用手動控制方式，手動控制應能完成全部自動程序所完成的動作。PLC可編程控制器自動程序應包括連續(xù)過程、單周過程、單步運動并畫出狀態(tài)轉移圖2)PLC 的梯形圖如下圖 3）PLC的程序語句 結 論1 在本學期的畢業(yè)設計———搬運機械手與控制系統(tǒng)的設計中，讓我在本校的最后時間里通過設計搬運機械手與控制系統(tǒng)來綜合以前我學過的基礎和專業(yè)知識。本次的畢業(yè)設計再次給我提供了一次寶貴的學習機。2 本次畢業(yè)設計搬運機械手與控制系統(tǒng)采用了氣壓傳動的技術，因為氣壓傳動具有靈活快捷、氣源是無毒無污染的的空氣具有取之不盡用之不竭的特點。氣壓與液壓在經濟方面更經濟實惠。3 控制系統(tǒng)采用易購買易修理的可編程控制器，可編程控制器具有輸出輸入I/O點數(shù)多且容易擴展，并且可以隨時改變可編程控制器內部程序使機械手完成不同的動作。因此可編程控制器適宜做搬運機械手的控制部分。 參考文獻[1] ：機械工業(yè)出版社 1993[2] ：機械工業(yè)出版社，2005[3] 三菱公司編. [4] [5] ：北京理工大學出版社，1996[6] ：兵器工業(yè)出版社，1997[7] ，1995 [8] 胡弘，：國防工業(yè)出版社，1999致 謝在這一個馬上就要結束的畢業(yè)設計中，在這充滿了挑戰(zhàn)而又充實的畢業(yè)設計中指導老師給予了無數(shù)的幫助與鼓勵。在此衷心感謝導師董愛梅教授和一起工作學習的同學對我的精心指導和幫助。他們的言傳身教將使我終生受益。導師廣博的學識和嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度將使我受益終生，使我懂得了我校校訓 博學 篤善 知行 的深刻含義。感謝機械學院和機電學院的全體老師和同學多年來的關心和支持！感謝所有關心和幫助過我的人們！
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