機(jī)械手的控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)畢業(yè)論文-在線瀏覽
2024-10-31 12:12本頁面
【正文】 6 月 1 日 嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 摘 要 機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。通過編程來完成各種動(dòng)作，它的準(zhǔn)確性和多自由度，保證了機(jī)械手能在各種不同的環(huán)境中工作。機(jī)械手可以完成很多工作，它在自動(dòng)化車間中用來運(yùn)送物料，從事多種工藝操作。 機(jī)械手是在機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)中逐步發(fā)展出的一種新型裝置。機(jī)械手目前雖然不如人手的靈活多變，但它具有重復(fù)性，無疲勞，不懼危險(xiǎn)，有大的抓舉力量，因此越來越多的被廣泛運(yùn)用。 本課題在執(zhí)行機(jī)構(gòu)由電動(dòng)和液壓組成的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上將 PLC 應(yīng)用于其自動(dòng)控制系統(tǒng)，完成機(jī)械手系統(tǒng)的硬件及軟件設(shè)計(jì)。機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本，對(duì)國民經(jīng)濟(jì)各部門技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響，機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。 工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備，工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各 自的優(yōu)點(diǎn)，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性，機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。 機(jī)械手的發(fā)展 機(jī)械手一般為三類：一是不需要人工控制的通用型機(jī)械手?？梢愿鶕?jù)任務(wù)需要編制獨(dú)立程序完成各項(xiàng)規(guī)定操作。二是需要人工操作的，起源于原子，軍事工業(yè)。第三類是專用機(jī)械手，通常依附于自動(dòng)生產(chǎn)線上，用于機(jī)床的上下料和裝卸工件。它由主機(jī)驅(qū)動(dòng)嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 2 來服務(wù)，工作程序固 定，一半是專用的。第一臺(tái)機(jī)械手是在 1958 年美國聯(lián)合控制公司研究制作出來的。 日本在工業(yè)上應(yīng)用機(jī)械手最多，發(fā)展最快的國家，自 1969 年從美國引進(jìn)兩種機(jī)械手后開始大力研發(fā)機(jī)械手。 現(xiàn)代工業(yè)中，自動(dòng)化在生產(chǎn)過程中已日趨突出，機(jī)械手就是在機(jī)械工業(yè)中為實(shí)現(xiàn)加工、裝配、搬運(yùn)等工序的自動(dòng)化而產(chǎn)生的。采用機(jī)械手已為目前研究的熱重點(diǎn)。 機(jī)械手的組成 機(jī)械手的形式是多樣的，但是其基本的組成都是相似的。 嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 3 圖 11 機(jī)械手的組成及相互關(guān)系 （ 1）執(zhí)行機(jī)構(gòu) 執(zhí)行機(jī)構(gòu)由手、關(guān)節(jié)、手臂和支柱組成，與人體手臂相似。關(guān)節(jié)是連接手與手臂的關(guān)鍵性原件，具有多方位旋轉(zhuǎn)特性。 （ 2）傳動(dòng)機(jī)構(gòu) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)用于實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作。 控制系統(tǒng) 機(jī)械手按照制定的程序，步驟，參數(shù)進(jìn)行動(dòng)作完成該指定工作要依靠控制系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。 輔助裝置 輔助裝置主要是連接機(jī)械手各部分元件的裝置。 嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 4 按照傳動(dòng)方式分類為：液壓式機(jī)械手、氣動(dòng)式機(jī)械手、機(jī)械式機(jī)械手和電動(dòng)機(jī)械手。在機(jī)械工業(yè)中，機(jī)械手應(yīng)用的意 義概括如下： 提高生產(chǎn)過程自動(dòng)化程度，增強(qiáng)生產(chǎn)效率。 改善勞動(dòng)條件 在車間的勞動(dòng)環(huán)境下，高溫、高壓、噪音、灰塵等污染會(huì)嚴(yán)重影響人的身體健康，人在車間工作不可避免的會(huì)接觸到危險(xiǎn)，而應(yīng)用機(jī)械手可以替代人安全的完成作業(yè)，從而改善勞動(dòng)條件。 減少人力資源，便于節(jié)奏生產(chǎn)。機(jī)械手可以長時(shí)間重復(fù)性連續(xù)完成工作，這是人工無法實(shí)現(xiàn)并完成的。 綜上所述，機(jī)械手的合理利用是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)。為適應(yīng)生產(chǎn)工藝不斷更新的需要，美國通用汽車公司（ GM）對(duì)控制系 統(tǒng)提出要 求為：（ 1）能替代各種繼電器、定時(shí)器、接觸器及其主令電器等按一定的邏輯關(guān)系 用導(dǎo)線連接起來的控制系統(tǒng)，既傳統(tǒng)的繼電－接觸器控制，它簡單易懂，價(jià)格低廉， 能夠滿足生產(chǎn)工藝改動(dòng)頻繁的需要；（ 2）編程簡單；（ 3）模塊式結(jié)構(gòu)；輸入、輸出 電壓是交流 115V（美國標(biāo)準(zhǔn)），輸出能直接驅(qū)動(dòng)繼電器和電磁閥；（ 4）抗電磁干擾強(qiáng)；（ 5）具有數(shù)據(jù)通信功能。美國數(shù)字設(shè)備公 司（ DEC）在 1969 年根據(jù)上述 要求，研制出世界上首臺(tái)可編程控制器，并在美國通用汽車公司的汽車裝配線上應(yīng) 用成功，實(shí)現(xiàn)裝配線的自動(dòng)控制。 ② 各輸入端均采用 RC 濾波器，其濾波時(shí)間常數(shù)一般為 10～ 20ms。 ④ 采用性能優(yōu)良的開關(guān)電源。 ⑥ 良好的自診斷功能，一旦電源或其他軟，硬件發(fā)生異常情況， CPU 立即采用 有效措施，以防止故障擴(kuò)大。 （ 2） 豐富的 I/O 接口模塊 嘉興職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)） 6 PLC 針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)，如：交流或直流；開關(guān)量或模擬量；電壓或電流； 脈沖或電位； 強(qiáng)電或弱電等。 （ 3） 采用模塊化結(jié)構(gòu) 為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要，除了單元式的小型 PLC 以外，絕大 多數(shù) PLC 均采 用模塊化結(jié)構(gòu)。 （ 4） 編程簡單易學(xué) PLC 的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式，對(duì)使用者來說，不需 要具備計(jì)算機(jī)的專門知識(shí)，因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的 各種設(shè)備與 PLC 相應(yīng)的 I/O 端相連接，即可投入運(yùn)行。 PLC 的定義 PLC 問世以來，盡管時(shí)間不長，但發(fā)展迅速。用來執(zhí) 行諸如邏輯，順序，計(jì) 時(shí)，計(jì)數(shù)與演算等功能，并通過數(shù)字或類似的輸入 /輸出模塊， 以控制各種機(jī)械或工作程序。 ” 以后
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