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(完整word版)机械手的PLC控制...doc
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(完整 word 版)机械手的 PLC 控制..
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毕 业 设 计 说 明 书 ( 论 文 ) 中 文 摘 要
摘 要
机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构,是机器人的关键部件
之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成;电气方面
有交流电机、变频器、传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制
技术,位置控制技术、检测技术等,是电气自动化的典型代表仪器之一。本文
介绍的机械手是由 PLC 输出三路脉冲,分别驱动横轴、竖轴变频器,控制机
械手横轴和竖轴的精确定位,微动开关将位置信号传给 PLC 主机;位置信号
由接近开关反馈给 PLC 主机,通过交流电机的正反转来控制机械手手爪的张
合,从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在
空间抓放物体,动作灵活多样,可代替人工在高温和危险的作业区进行作业,
并可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。
关键词:PLC 机械手 可编程控制器 材料
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目 录
1、引 言….。……………………………………………………………………1
2、第一章 机械手简介……………………………………………………………………2
2。1 第一节 概述……………………………………………………………………… 3
2。2 第二节 机械手的组成。……………………………………………………………4
2.3 第三节 机械手的分类….…………………………………………………………5
2。4 第四节 机械手的应用….…………………………………………………………5
3、第二章 机械手的控制方案与选择.……………………………………………………6
3。1 第一节 控制要求…….……………………………………………………………7
3.2 第二节 机械手的控制系统设计方案的比较…。…………………………………8
4、第三章 PLC 的简
介……。。…………………………………。...。。.。。。.。....。。。。。.......。。.
。...。...。。。..9
4.1 第一节 PLC 的产生……….………………………………………………………9
4。2 第二节 PLC 定义与特点….………………………………………………………9
4。3 可编程控制器的主要性能指标……………………………………………………10
4.4 可编程控制器的分类。……………………………………………………………11
4.5 PLC 系统的组成….………………………………………………………………12
4.6 PLC 的硬件结构…。………………………………………………………………13
4。7 PLC 的软件……….………………………………………………………………13
4。8 可编程控制器的工.作方式…………………………………………………………14
4.9 第七节 PLC 的编程语
言………………………………………………。。..。。..。.。.。...。14
5.0 第八节 PLC 的应用领域…………………………………………………………15
5、第四章 PLC 对机械手的控
制…………………………………。..。。..。。.。。。.。。。。。..。。.。.......。.。..
。.15
5.1 第一节 PLC 的选型………。..……………………………………………………16
5。2 第二节 机械手的工艺控制过程…。。。……………………………………………16
5.3 第三节 PLC 的接线布置图 ………。……………………………………………17
5.4 第四节 PLC 控制机械手的操作程序 .…………………………………………18
5。5 第五节 相关电气设备选择和校验…。…………………………………………。。19
5。6 第六节 材料清
单………。……………………………………。。。。.。..。.。..........。。.。。。。。.
19
5.7 第七节 不足和改
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3
进….………………………………………..。.。.。.。.。。。.。。.。..。。。。.。...。21
结论…………………………………………………………………………………………..22
致谢词……………。..…………………………………………………………………………23
参考文献………...……………………………………………………………………………24
引 言
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。随着工业现代化的进一步
发展,自动化已经成为现代企业中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等,已经随处可见。
同时,现代生产中,存在着各种各样的生产环境,如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合
以及水下作业等,这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。
工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术,是现代控制理论与工业生产自动
化实践相结合的产物,并以成为现代机械制造生产系统中的一个重要组成部分。工业机械手是
提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、
高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合,应用得更为广泛。在我国,近几年来也有较
快的发展,并取得一定的效果,受到机械工业和铁路工业部门的重视。
本课题拟开发物料搬运机械手,采用日本三菱公司的 FX2N 系列 PLC,对机械手的上下、左右
以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等;电气方面由交流电
机、变频器、操作台等部件组成。我们利用可编程技术,结合相应的硬件装置,控制机械手完成
各种动作。
由于时间仓促和个人水平限制,我的设计存在着许多还没来得及解决的问题,希望广大老
师、同学能够给予批评指正并予以解决。
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第一章 机械手简介
第一节 概述
机械手首先是由美国开始研制的。1958 年美国联合控制公司研制出了第一台机械手。机械
手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安全,
因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。
第二节 机械手的组成
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。
第三节 机械手的分类
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。
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第四节 机械手的应用
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机械手。另外,机械手在
锻造工业中的应用不仅能进一步发展锻造设备的生产能力,而且还能改善热、累等劳动条
件。
第二章 机械手的控制方案与选择
第一节 控制要求
如下图所示为某生产车间中自动化搬运机械手,用于将左工作台上的工件搬运到右工作台
上。机械手的全部动作由液压驱动。液压泵由电磁阀控制,其上升/下降、左移/右移运动由双
线圈两位电磁阀控制,即上升电磁阀得电时机械手上升,下降电磁阀得电时机械手下降。夹紧/
放松运动由单线圈两位电磁阀控制,线圈得电时机械手夹紧,断电时机械手放松。
图 2.1 机械手的动作示意图
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