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基于plc控制的气动机械手设计.doc
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基于plc控制的气动机械手设计.doc
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I
目 录
摘 要...........................................................................................................................IV
第一章 绪论 ...................................................................................................................1
1.1 气动机械手的应用领域........................................................................................1
1.2 机械手的发展状态及前景方向............................................................................1
1.3 本课题的研究目的与意义....................................................................................1
第二章 气压传动的工作原理 .......................................................................................3
2.1 气压传动概述........................................................................................................3
2.1.1 气压传动组成及工作原理 .............................................................................3
2.1.2 气压传动系统的组成 .....................................................................................3
2.1.3 气压传动的优点 .............................................................................................3
2.1.4 气压传动的缺点 .............................................................................................3
2.2PLC 与气压控制 ....................................................................................................4
2.2.1 基础气压 .........................................................................................................4
2.2.2PLC 与气压过程控制 ......................................................................................6
2.3 电磁阀应用技术..................................................................................................13
2.3.1 概述 ...............................................................................................................13
2.3.2 电磁阀的应用领域 .......................................................................................14
2.3.3 电磁阀的种类及工作原理 ...........................................................................15
2.3.4 电磁阀的特点................................................................................................15
2.3.5 电磁阀的应用 ...............................................................................................16
第三章 FX 系列可编程控制器.................................................................................20
3.1 PLC 概述..............................................................................................................20
3.1.1 PLC 的历史及发展.......................................................................................20
3.1.2 PLC 的应用领域...........................................................................................21
3.1.3 PLC 的特点...................................................................................................22
3.2 FX 系列 PLC........................................................................................................23
3.2.1 FX2N 结构特点及硬件配置 ........................................................................23
3.2.2 可编程控制器的软元件的作用和功能 .......................................................25
第四章 机械手 PLC 控制系统总体设计方案概述 .................................................27
4.1 机械手 PLC 控制系统总体设计 ........................................................................27
4.2 机械手传送工件系统示意图..............................................................................27
4.3 机械手输送系统 I/O 接口分配表 ......................................................................28
4.4 机械手控制系统的工作原理和运行模式..........................................................30
4.5 机械手 PLC 控制程序设计 ................................................................................31
4.6 各运行模式下程序设计......................................................................................32
4.6.1 初始化程序 ...................................................................................................32
4.6.2 手动运行程序设计 .......................................................................................32
4.6.3 回原点运行程序设计 ...................................................................................32
4.6.4 自动运行程序设计 .......................................................................................33
摘 要
II
第五章 总结与展望 ...................................................................................................36
5.1 设计总结..............................................................................................................36
5.2 前景展望..............................................................................................................36
致 谢 ...........................................................................................................................37
参考文献 .......................................................................................................................38
目 录
III
摘 要
在生产中广泛存在着很多不能直接由人手完成的工作,尤其是搬运笨重
物体或在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气和放射性等恶劣的
环境下工作。人工在这样环境下生产,不仅效率低,生产成本高,企业的竞
争能力差,而且还会危及人的生命安全。针对上述问题,本课题利用 PLC 技
术,结合气动技术、位置控制技术设计了一种安全高效的气动机械手控制系
统,来代替人进行正常工作,大大提高生产的机械化水平和劳动生产率,保
证产品质量、实现安全生产。
本系统利用各种检测装置进行位置检测,再通过 PLC 做出相应的控制,
来模拟人手的部分动作,按给定的顺序、轨迹和要求实现自动搬运、抓举等
操作。可以广泛应用于汽车、交通、运输等各行各业。本系统由于采用的是 PLC
作为主控制器,比起其他控制器更易实现机电一体化,也更适合在工业等恶
劣环境下工作。
本系统具有很强的实用性和广泛的应用范围。它操作简单,具有良好的
扩展性和可靠性。PLC 软件编程简单,易于修改,只要通过修改相应软件程
序,就实现更多更强的功能。因此在生产实际中具有很高的实际应用价值。
关键词:机械手 PLC 电磁阀
绪论
1
第一章 绪论
1.1 气动机械手的应用领域
由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘
埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结
构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调
速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。所以,气动机械手被广泛应用
于汽车制造业、半导体及家电行业、冶金、电子、轻工、化肥和化工,食品和药
品的包装、精密仪器和军事工业等。
1.2 机械手的发展状态及前景方向
机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。专用机械手:它作为整机的附
属部分,动作简单,工作对象单一,具有固定(有时可调)程序,使用大批量的自
动生产。如自动生产线上的上料机械手,自动换刀机械手,装配焊接机械手等装
置。通用机械手:它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械
手。它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产,它的工作范围大,定位精
度高,通用性强,广泛应用于柔性自动线。
在 21 世纪可编程控制器会有更大的发展。从技术上看,计算机技术的新成
果会更多地应用于可编程控制器的设计及制造上,会有运算速度更快、存储容量
更大、组网能力更强的品种出现。从产品规模上看,会进一步向超小型及超大型
方向发展。从产品的配套性上看,产品的品种会更丰富,规模更齐备。完美的人
机界面、完备的通讯设备会更好地适应各种工业控制场合的需求。从市场上看,
各国各自生产多品种产品的情况会随着国际竞争的加剧而打破,会出现少数几个
品牌垄断国际市场的局面,会出现国际通用的编程语言。这是有利于可编程技术
的发展及可编程产品的普及的。从网络的发展情况来看,可编程控制器和其他工
业控制计算机组网,构成大型的控制系统是可编程控制器技术的发展方向,目前
的计算机集散控制系统(Distributed Control System)及现场总线控制系统中已有
大量的可编程控制器应用,伴随着总线技术及计算机网络的进一步发展,可编程
控制器作为自动化控制网络或国际通用网络的重要的组成部分,将在工业及工业
以外的众多领域发挥越来越大的作用。
机械手的发展前景方向:
(1)重复高精度
(2)模块化
(3)无给油化
(4)机电一体化
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