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基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf
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基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf基于plc机械手控制系统设计 (4).pdf
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前 言
随着我国工业生产的飞跃开展,自动化程度的迅速提高,实现工件的装卸、
转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进展加工、装配等作业的自动化,
已愈来愈引起人们的重视。
机械手是在机械化、自动化生产过程中开展起来的一种新型装置。近
年来,随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用,机器人的研制和生产已成
为高技术领域迅速开展起来的一门新兴技术,它更加促进了机械手的开展,使
得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。
机械手是模仿着人手的局部动作,按给定程序、轨迹和要现自动抓取、
搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械
手〞。机械手虽然目前还不如人手那样灵活,但它具有能不断重复工作和劳动、
不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点,因此,机械手已受到
许多部门的重视,并越来越广泛地得到了应用,生产中应用机械手可以提高生
产的自动化水平和劳动生产率;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现平安
生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶
劣的环境中,它代替人进展正常的工作,意义更为重大。
本文将通过西门子 PLC 控制机械手,PLC 是可编程控制器〔Programmable
Logic Controller〕的简称,是在继电顺序控制根底上开展起来的以微处理器为核
心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛开展,PLC
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的功能也越来越强大,更多地具有计算机的功能。目前 PLC 已经在智能化、网
络化方面取得了很好的开展。该系统利用西门子 PLC,在步进电机驱动下,完
成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左
旋等全过程自动化控制,并对非正常情况实行自动报警和自动保护,实现企业
的机电一体化,提高企业的生产效率。
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1 机械手概述
1.1 机械手简介
机械手是模仿着人手的局部动作,按给定程序、轨迹和要现自动抓取、搬
运或操作的自动机械装置。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。机械手是工厂企业高度自动化的标志,它能完成
许多高技术难度和繁重的体力劳动,尤其对于高温、高压、高湿度、污染等不
适宜人工工作的环境中,机械手起到了不可取代的作用。
1.2 机械手组成
机械手主要由手部、驱动系统、控制系统组成。构造如图 1-1 所示:
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图 1-1 机械手构造图
Fig. 1-1 Manipulator structure
〔1〕手部
即与物件接触的部件。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构造形式,
如夹持型、托持型和吸附型等。
〔2〕驱动系统
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。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式,称为
机械手的自由度 。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
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越广,其构造也越复杂。一般专用机械手有 2~3 个自由度。
1.3 机械手的应用
随着科学技术的开展,机械手也越来越多地被应用。在机械工业中,铸、
锻、焊、铆、冲压、热处理、机械加工、装配、检验、喷漆、电镀等工种都有
应用的实例。其它部门,如轻工业、建筑业、国防工业等工作中也均有所应用。
机械工业中,应用机械手的主要目的是:
一、可以提高生产过程的自动化程度
应用机械手,有利于实现材料的传送、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和降低生产本钱。
二、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,用人手直接操作时有危险或根本不可
能。而应用机械手即可局部或全部代替人平安的完成作业,使劳动条件得以改
善。 在一些简单、重复,特别是较笨重的操作中,以机械手代替人手进展工作,
可以防止由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。
三、可以减少人力,并便于有节奏地生产
应用机械手代替人手进展工作,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线上,目前几乎都设机械手,以减少人力和更准确地控
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