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气动机械手的PLC控制系统的设计.docx
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XXXX
江苏信息职业技术学院毕业设计报告
目录
摘要 ...............................................................................................................3
第一章 机械手的简介.................................................................................4
1.1 概述.............................................................................................4
1.2 机械手的组成.............................................................................4
1.3 机械手的应用.............................................................................4
1.4 机械手应用.................................................................................4
第二章 机械手机械设计...........................................................................5
2.1 机械手总体结构设计.................................................................5
2.2 机械手的工作原理.....................................................................6
2.3 机构模块化设计.........................................................................7
2.4 手部结构设计.............................................................................8
第三章 机械手机械控制设计.................................................................10
3.1 工作过程与控制要求...............................................................10
3.2 气动驱动设计的简述............................................................... 11
3.3 PLC 控制系统设计..................................................................12
结束语.........................................................................................................20
谢辞 .............................................................................................................21
参考文献.....................................................................................................22
2
气动机械手PLC 控制系统的设计
气动机械手 PLC 控制系统的设计
摘要:
气动技术具有一系列显著优点,在工业生产中得到越来越广泛的应用,己成
为自动化不可缺少的重要手段。进入 90 年代后,气动技术更突破传统死区,经历着飞
跃性进展。再者,冲压自动化是解决冲压生产成本及安全问题、提高冲压生产企业效益
的必然选择,而冲压机械手是冲压自动化的重要组成部分。但是,目前冲压机械手高昂
的价格却使国内众多的中小冲压企业望而却步。
PLC 是以现代微处理器技术为核心的控制器,作为一种通用的工业控制器,其可靠
性高、抗干扰能力强;PLC 由于采用现代大规模集成电路技术,采用严格的生产工艺制
造,内部电路采取了先进的抗干扰技术,具有很高的可靠性,此外,PLC 带有硬件故障
自我检测功能,出现故障时可及时发出警报信息;PLC 采用光电隔离和滤波技术技术有
效抑制外部干扰源对 PLC 的影响,此外 PLC 还可在强、通用性好;开发周期短,功耗小。
本课题对现代工业的的发展具有很重要的意义。
关键词:
意义,应用,原理,plc,机械手,气动控制技术
3
江苏信息职业技术学院毕业设计报告
第一章 机械手的简介
1.1 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,并用以按固定程序抓取、搬运。
它可替代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。
1.2 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,成为机械手的自由度。为了抓取
空间中任意位置和方位的物体,需要 8 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。一般机
械手有 2 到 3 个自由度。
1.3 机械手的应用
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。
1.4 机械手应用
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,而且能改善热、累等劳动条件。
4
第二章 机械手机械设计
图 2-1-1 机械手气动系统图
机械手的机械系统由执行机构和驱动系统组成。本设计项目中机械手的操作
对象为小型工件,所需要的驱动力较小,同时冲压模具可以实现工件的自对正,
为简化结构和降低成本,机械手各自由度均采用气动驱动。驱动部分有回转气缸、
升降气缸和开合气缸。
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