機(jī)電傳動(dòng)課程設(shè)計(jì)(周毅).doc

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1、機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2016-1-13目錄1.機(jī)械手與PLC介紹11.1機(jī)械手的介紹11.2PLC的介紹21.3機(jī)械手設(shè)計(jì)任務(wù)書22.電器控制部分設(shè)計(jì)42.1系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)分析42.2主電路設(shè)計(jì)42.3操作面板設(shè)計(jì)52.4PLC選型62.5I/O地址分配82.6電器原件93.機(jī)械手程序設(shè)計(jì)113.1機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)流程圖113.2梯形圖程序設(shè)計(jì)114.設(shè)計(jì)小結(jié)20【參考文獻(xiàn)】21機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2016-1-13機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)班級(jí)：20121057班學(xué)號(hào)：2012129232姓名：周毅指導(dǎo)老師：鐘先友【摘要】機(jī)械手是工業(yè)

2、控制和加工中經(jīng)常用到的執(zhí)行部件，具有能適應(yīng)惡劣工作環(huán)境、效率高、安全穩(wěn)定和可進(jìn)行高強(qiáng)度工作的優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)化生產(chǎn)線上有廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。PLC設(shè)計(jì)的機(jī)械手采用電氣可編程控制技術(shù)與液壓技術(shù)相結(jié)合，使整個(gè)系統(tǒng)自動(dòng)化程度更高，控制方式更靈活，性能更加可靠；電氣方面有交流電機(jī)、熱繼電器、變壓器、熔斷器等器件組成。機(jī)械手的程序設(shè)計(jì)分為用戶程序、調(diào)試程序、自動(dòng)運(yùn)行程序。用戶程序主要實(shí)現(xiàn)對(duì)電機(jī)的啟動(dòng)以及調(diào)用子程序，調(diào)試程序可以實(shí)現(xiàn)單步執(zhí)行動(dòng)作

3、，通過按鈕可以調(diào)節(jié)機(jī)械手的每一個(gè)動(dòng)作，自動(dòng)運(yùn)行程序，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的自動(dòng)運(yùn)行?！娟P(guān)鍵詞】：機(jī)械手PLC電氣控制1.機(jī)械手與PLC介紹1.1機(jī)械手的介紹工業(yè)機(jī)械手的種類很多，關(guān)于分類的問題，目前在國(guó)內(nèi)尚無統(tǒng)一的分類標(biāo)準(zhǔn)，在此暫按使用范圍、驅(qū)動(dòng)方式和控制系統(tǒng)等進(jìn)行分類。按用途分：機(jī)械手可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種:專用機(jī)械手，它是附屬于主機(jī)的、具有固定程序而無獨(dú)立控制系統(tǒng)的機(jī)械裝置。專用機(jī)械手具有動(dòng)作少、工作對(duì)象單一、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用可靠和造價(jià)低等特點(diǎn)，適用于大附屬，如自動(dòng)機(jī)床、自動(dòng)線的上、下料機(jī)械手和加工中心批量的自動(dòng)化生產(chǎn)的自動(dòng)換刀機(jī)械

4、手。通用機(jī)械手，它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動(dòng)作靈活多樣的機(jī)械手。通過調(diào)整可在不同場(chǎng)合使用，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和性能范圍內(nèi)，其動(dòng)作程序是可變的，控制系統(tǒng)是獨(dú)立的。通用機(jī)械手的工作范圍大、定位精度高、通用性強(qiáng)，適用于不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量自動(dòng)化的生產(chǎn)。21機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2016-1-13按控制方式分點(diǎn)位控制，它的運(yùn)動(dòng)為空間點(diǎn)到點(diǎn)之間的移動(dòng)，只能控制運(yùn)動(dòng)過程中幾個(gè)點(diǎn)的位置，不能控制其運(yùn)動(dòng)軌跡。若欲控制的點(diǎn)數(shù)多，則必然增加電氣控制系統(tǒng)的復(fù)雜性。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。連續(xù)軌跡控制，它的運(yùn)動(dòng)軌跡為空間的任意連續(xù)曲線

5、，其特點(diǎn)是設(shè)定點(diǎn)為無限的，整個(gè)移動(dòng)過程處于控制之下，可以實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)和準(zhǔn)確的運(yùn)動(dòng)，并且使用范圍廣，但電氣控制系統(tǒng)復(fù)雜。這類工業(yè)機(jī)械手一般采用小型計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制[4]。本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手采用關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)，并用電磁閥控制。動(dòng)作順序及各動(dòng)作時(shí)間的間隔采用按時(shí)間原則控制的電氣控制系統(tǒng)。1.2PLC的介紹概念：可編程序控制器，英文稱ProgrammableController，簡(jiǎn)稱PC。但由于PC容易和個(gè)人計(jì)算機(jī)（PersonalComputer）混淆，故人們?nèi)粤?xí)慣地用PLC作為可編程控制器的縮寫。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為

6、在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)/計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。工作原理：PLC是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。即在PLC運(yùn)行時(shí)，CPU根據(jù)用戶按控制要求編制好并存于用戶存儲(chǔ)器中的程序，按指令步序號(hào)（或地址號(hào)）作周期性循環(huán)掃描，如無跳轉(zhuǎn)指令，則從第一條指令開始逐條順序執(zhí)行用戶程序，直至程序結(jié)束。然后重新返回第一條指令，開始下一輪新的掃描。在每次掃描過程中，還要完成對(duì)輸入信號(hào)的采樣和對(duì)輸出狀態(tài)的刷新等工作。

7、PLC的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。特點(diǎn)：1.抗干擾能力強(qiáng)、可靠性高。2.控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，通用性強(qiáng)。3.編程方便，易于使用。4.功能強(qiáng)大，成本低。5.設(shè)計(jì)、施工、調(diào)試的周期短。6.維護(hù)方便。1.3機(jī)械手設(shè)計(jì)任務(wù)書21機(jī)械手電氣控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)2016-1-13機(jī)械手結(jié)構(gòu)、動(dòng)作與控制要求機(jī)械手在專用機(jī)床及自動(dòng)生產(chǎn)線上應(yīng)用十分廣泛，主要用于搬動(dòng)或裝卸零件的重復(fù)動(dòng)作，以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。本設(shè)計(jì)中的機(jī)械手采用關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。各動(dòng)作由液壓驅(qū)動(dòng)，并由電磁閥控制。動(dòng)作順序及各動(dòng)作時(shí)間的間隔采用按時(shí)間原則制的電氣控制系統(tǒng)。機(jī)械手的結(jié)構(gòu)如圖

8、1-1所示，主要由手指1、手腕2、小臂3和大臂5等幾部分組成。料架6為旋轉(zhuǎn)式，由料盤和棘輪機(jī)構(gòu)組成。每次轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度(由工件數(shù)決定)以保證待工零件4對(duì)準(zhǔn)機(jī)械手。圖1-1機(jī)械手外形及其與料架的配