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毕业论文设计正文——基于plc的柔性制造系统的搬运机构的控制系统设计.doc
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三 江 学 院
本科生毕业设计(论文)
题 目 基于 PLC 的柔性制造系统的搬运机构的
控制系统设计
高 职 院 (系) 机械设计制造及其自动化 专业
摘 要
在基于 PLC 的柔性制造系统为核心的基础上,重点进行了搬运机构的控制设
计,详细叙述了该搬运单元由步进电机进行综合控制的软、硬件的实现方法。该
设计利用步进电机单位脉冲所具有的步进距离不变的特点,对其采用开环点位控
制。因此可将整个运动视为拆线运动,每一个动作可视为运动程序相同、特征参
数各异的点位相对运动。其以起点作为参考点,通过脉冲得到目的点的位置,手
动点击按钮,实现机械手从参考点运动到目的点。
关键词:柔性制造系统;PLC;机械手
ABSTRACT
In the basis of PLC as the core, with the focus on the control of the FMS
handling unit design, this paper describes the handling unit consists of stepping motor
comprehensive control the hardware and the software realization method. This design
using the stepping motor unit pulse with the characteristics of step distance unchanged,
the position control by the open loop. So the entire movement as take out stitches
movement, every movement can be regarded as exercise program is same,
characteristic parameters of the relative motion dealership network. His with starting
point as a reference point, through the pulse count is purpose o 'clock position,
manual click button, realize manipulator to destination reference point movement
from the point. So as to realize the "Fang Hang" technical FMS movements.
Key words:Flexible Manufacturing System;Programmable
Controller;Manipulator
目 录
第一章 绪论 ..............................................1
1.1 基于 PLC 的柔性制造系统搬运机构的概述 ..........................1
1.2 机械手控制系统的背景和意义 ....................................2
1.2.1 可编程序控制器背景.........................................2
1.2.2 可编程序控制器的应用意义...................................2
1.2.3 可编程序控制器的特点.......................................3
1.3 本课题研究的内容 ..............................................3
第二章 硬件设计 ..........................................5
2.1 机械手的机械结构设计 ..........................................5
2.2 传动系统的设计 ................................................7
2.3 其他辅助系统的设计 ...........................................10
第三章 软件设计 ..........................................12
3.1 总体流程图的设计 .............................................12
3.2 三菱 PLC 的选择 ...............................................12
3.2.1 三菱 PLC 控制系统设计的基本原则............................12
3.2.2 三菱 PLC 控制系统设计步骤..................................12
3.2.3 三菱 PLC 品牌选择..........................................13
3.2.4 三菱 PLC 系列选择..........................................14
3.2.5 三菱输出方式选择..........................................16
3.3 三菱 PLC 的 I/O 口分配 .........................................17
3.3.1I/O 点数...................................................17
3.3.2I/O 口分配原则.............................................17
3.3.3I/O 口分配论证.............................................18
3.4 三菱 PLC 程序的设计 ...........................................19
结束语 ...................................................31
致 谢 ...................................................32
参考文献 .................................................33
三江高等职业技术学院 2013 届本科生毕业设计(论文)
1
第一章 绪论
1.1 基于 PLC 的柔性制造系统搬运机构的概述
PLC 柔性制造系统是一组数控机床和其他自动化的工艺设备,由计算机
信息控制系统和物料自动储运系统有机结合的整体。柔性制造系统由加工、
物流、信息流三个子系统组成。
机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。在柔性制造系统
中起到了物流的作用,是其中一个重要的环节。
机械手的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼
有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。其作业的准确性和各种
环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓工件
(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,通用性越广,其结构也越复杂。一般专
用机械手有 2~3 个自由度。
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办法,
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
化的重要办法。
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。
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,降低生产成本,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、避免人身事故在高温、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
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