搬运机械手PLC控制系统设计毕业设计.docx

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1、搬运机械手PLC控制系统设计摘要随着工业自动化的普及和开展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及，主要在汽车，电子，机械加工、食品、医药等领域的生产流水线或货物装卸调运，可以更好地节约能源和提高运输设备或产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和缺乏，满足现代经济开展的要求。本机械手的机械结构主要包括由两个电磁阀控制的液压钢来实现机械手的上升下降运动及夹紧工件的动作，两个转速不同的电动机分别通过两线圈控制电动机的正反转，从而实现小车的快进、慢进、快退、慢退的运动运动；其动作转换靠设置在各个不同部位的行程开关(SQl-SQ9)产生的通断信号传输到PLC控制器，通过PLC内部程序输出不同

2、的信号，从而驱动外部线圈来控制电动机或电磁阀产生不同的动作，可实现机械手的精确定位；其动作过程包括：下降、夹紧、上升、慢进、快进、慢进、延时、下降、放松、上升、慢退、快退、慢退：其操作方式包括：回原位、手动、单步、单周期、连续；来满足生产中的各种操作要求。关键词：搬运机械手，可编程控制器(PLC),液压，电磁阀ABSTRACTWiththepopularityofindustrialautomationanddevelopment,thedemandforyear-on-yearincreaseofcontroller,handlingtheapplicationofrobotgraduall

3、ypopularity,mainlyintheautomotive,electronic,mechanicalprocessing,food,medicineandotherareasoftheproductionlineorcargotransport,wecanbemoregoodtosaveenergyandimprovethetransportefficiencyofequipmentorproducts,toreducerestrictionsonothermodesoftransportationandinadequatetomeettherequirementsofmoderne

4、conomicdevelopment.Themanipulatormechanicalstructureincludestwosolenoidvalvescontrolledbyhydraulicmanipulatorsteeltoachievetheincreaseddeclineinsportsandworkpiececlampingaction,thetwodifferentmotorspeedthroughthetwomotorcoilspositivecontrolinordertoachievecarofthefast-forward,slowforward,fastrewind,

5、slowmovementbackmovement;conversionbysettingitsactioninvariousdifferentpartsofthetripswitch(SQl-SQ9)generatedon-offsignaltransmissiontothePLCcontroller,throughthePLCinternaldifferentoutputsignal,whichdrivestheexternalcoiltocontrolthemotororsolenoidvalveshaveadifferentaction,therobotcanachieveprecise

6、positioning;theircourseofactioninclude:declineinclampingincreased,slowforward,fastforward,slowprogress,theextensionofzthedropin,relax,rise,slowback,rewind,slowback;itsoperation,including:Backinsitu,manual,single-step,singlecycle,continuous;tomeettheproductionrequirementsofthevariousoperationsandmain

7、tenance.Keywords:handlingmechanicalhands,ProgrammableLogicController(PLC)zhydraulic,solenoidvalve目录前言1第一章机械手的概况1.1 搬运机械手的应用简况21.2 机械手的应用意义31.3 机械手的开展概况3第三章搬运机械手PLC控制系统设计3.1搬运机械手结构及“title=下一页|其动作3.2搬运机械手系统硬件设计3.3搬运机械手控制程序设计1操作面板及动作说明2I/O分配3梯形图的设计1）梯形图的总体设计2）各局部梯形图的设计3）绘制搬运机械手PLC控制梯形图结论谢辞参考文献附：语句表梯形图I

8、/O接线图v-X刖三机械手：mechanicalhand,也被称为自动手，autohand能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身平安，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大局部组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升

9、降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度o为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有23个自由度。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为

10、机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步开展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。机械手首先是从美国开始研制的。1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手。第一章机械手概况1.1搬运机械手的应用简况在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效方法，程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效解决多品种小批量生产自动化的重要方法。但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有75%是小批量生产；金属加工生产批量中有四分之三在50件以

11、下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时间的5%。从这里可看出，装卸、搬运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为实现这些工序的自动化而产生的。机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面：1 .热加工方面的应用热加工是高温、危险的笨重体力v|劳动，很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身平安，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作。2 .冷加工方面的应用冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的

12、上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成局部。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。3 ,拆修装方面拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的开展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，己采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、去除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产

13、率的重要因素。4 .2机械手的应用意义在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下：1 .可以提高生产过程的自动化程度应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产本钱，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。2,可以改善劳动条件、防止人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可局部或全部代替人平安地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以防止由于操作

14、疲劳或疏忽而造成的人身事故。1.1 以减少人力，便于有节奏地生产应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。综上所述，有效地应用机械手是开展机械工业的必然趋势。1.3.3机械手的开展概况与开展趋势1.3 机械手的开展概况专用机械手经过几十年的开展，如今已进入以通用机械手为标志的时代。由于通用机械手的应用和开展，进而促进了智能机器人的研制。智能机器人涉及的知识内容，不仅包括一般的机械、液压、气动等根底知识

15、，而且还应用一些电子技术、电视技术、通讯技术、计算技术、无线电控制、仿生学和假肢工艺等，因此它是一项综合性较强的新技术。目前国内外对开展这一新技术都很重视，几十年来，这项技术的研究和开展一直比较活泼，设计在不断地修改，品种在不断地增加，应用领域也在不断地扩大。早在40年代，随着原子能工业的开展，已出现了模拟关节式的第一代机械手。50-60年代即制成了传送和装卸工件的通用机械手和数控示教再现型机械手。这种机械手也称第二代机械手.如尤尼曼特(Unimate)机械手即属于这种类型。6070年代，又相继把通用机械手用于汽车车身的点焊和冲压生产自动线上，亦即是第二代机械手这一新技术进入了应用阶段。80-90年代，装配机械手处于鼎盛时期，尤其是日本。90年代机械手在特殊用途上有较大的开展，除了在工业上广泛应用外，农、林、矿业、航天、海洋、文娱、体育、医疗、效劳业、军事领域上有较大的应用。90年代以后，随着计算机技术、微电子技术、网络技术等的快速开展，机械手技术也得到飞速的多元化开展。总之，目前机械手的主要经历分为三代:第一代机械手主要是靠人工进行控制，控制方式为开环式，没有v识别能力；改良的方向主要是将低本钱和提高精度；第二代机械手设有电子计算机控制系统，具有视觉、触觉能力，甚至听、想的能力。研究安装各种传感器，把接收到的信息反应，使机械手具有感觉机能；第三代机械手能独立完成工作过程中的