1.搬运机械手毕业设计
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原发布者:叽哩嘎啦
本科毕业设计(论文)说明书搬运机械手设计学院机电工程学院专业班级机械工程及自动化五班学生姓名XXXX学生学号XXXXXXXXXX指导教师XXXX提交日期2013年5月日毕业设计(论文)任务书兹发给09级机械(5)班学生xxxx毕业设计(论文)任务书,内容如下:1.毕业设计(论文)题目:圆柱坐标型电、液驱动型搬运机械手设计2.应完成的项目:(1)调研、搜集整理课题的相关资料,完成外文资料的翻译,确定搬运机械手的传动方案;(2)完成传动机构设计及相关参数的选择;(3)完成机械装置相关零件的设计及选型;(4)完成机械装置的3D装配图设计。3.参考资料以及说明:
2.搬运机械手及控制设计 的毕业设计
第一章 绪 论 1
1.1 前 言 1
1.2 搬运机械手在生产中的应用 1
1.2.1 建造旋转零件(转轴、盘类、环类)自动线 2
1.2.2 在实现单机自动化方面 2
1.3 搬运机械手的结构 2
第二章 搬运机械手的总体设计方案 4
2.1 设计方案的拟定 4
2.1.1 熟悉该产品的加工工艺 4
2.1.2 收集资料 5
2.2 基本参数的确定 5
2.2.1 抓取重量 5
2.2.2 工作时间的确定 5
2.2.3 根据工艺要求确定参数 6
2.2.4 确定最大活动范围与速度 6
2.2.5 确定定位精度 7
2.3 机构形式的选择 7
2.4 驱动源的选择 8
2.5 控制系统的选择 8
2.6 搬运机械手的自由度与坐标形式选择 9
2.7 本次设计的方案确定 12
2.7.1 确定机械手的规格、坐标形式及自由度 12
2.7.2 规格参数 12
2.7.3 总体布置 13
第三章 搬运机械手的手部设计 14
3.1 手部设计基本要求 14
3.2 手部结构 14
3.3 选择手爪的类型及夹紧装置 15
3.4 手指回转型手部及其受力分析 15
3.5 夹紧力及驱动力的计算 17
3.6 弹簧的设计计算 17
第四章 腕部的设计计算 21
4.1 腕部设计的基本要求 21
4.2 腕部的结构以及选择 21
4.2.1 典型的腕部结构 21
4.2.2 腕部结构和驱动机构的选择 21
4.3 腕部的设计计算 21
4.3.1 腕部设计考虑的参数 21
4.3.2 腕部的驱动力矩计算 21
4.3.3 腕部驱动力的计算 21
4.3.4 液压缸盖螺钉的计算 21
4.3.5 动片和输出轴间的连接螺钉 24
第五章 臂部的设计及有关计算 25
5.1 臂部的设计要求 25
5.2 手臂的典型机构以及结构的选择 26
5.2.1 手臂的典型运动机构 26
5.2.2 手臂运动机构的选择 26
5.3 手臂直线运动的驱动力计算 26
5.3.1 手臂摩擦力的分析与计算 27
5.3.2 手臂惯性力的计算 28
5.3.3 密封装置的摩擦阻力 28
5.4 液压缸工作压力和结构的确定 28
第六章 机身的设计计算 30
6.1 机身的整体设计 30
6.2 机身回转机构的设计计算 30
6.3 机身升降机构的计算 33
6.3.1 手臂偏重力矩的计算 33
6.3.2 手臂做升降运动的液压缸驱动力的计算 34
6.4 轴承的选择分析 35
第七章 液压系统设计 37
第八章 支撑角铁的加工工艺 39
总结 40
参考文献 41
致谢 42
3.谁有关于《5ROF物料搬运机器人设计及动力学分析》的论文或材料啊
水泥、化肥、粮食、面粉、饲料、农副产品和矿产品等粉粒状物料大都是采用
袋包装运输的,并且这些物料产量巨大,目前我国袋装物料的仓库搬运和装卸运输
方式主要是靠肩扛和小车拉,不仅装卸工人的劳动强度大、工作效率低,而且是在
粉尘的环境下工作,危害装卸工人的身心健康。由机器人代替人工搬运袋装物料就
成为一种合理的选择,“袋装物料装卸汽车机器人的研究"(山东省教育厅科技计划
项目,项目批准号:J05802)就是在这样的背景下提出来的,本文以省教育厅科技
计划项目为依托,完成了上述目标的基础性部分,即对课题组研究的一台5自由度
袋装物料搬运机器人进行了运动学和动力学计算的研究,并做了相应的仿真分析。
所完成的主要工作包括,建立了该机器人的串联5杆运动坐标系,及其等效简
化结构的多刚体动力学模型,对上述模型进行了运动学和动力学分析,计算出了该
机器人系统的运动学方程及雅可比矩阵,并推导出其简化结构多刚体系统的第二类
拉格朗日动力学方程组。并且基于Matlab对袋装物料搬运机器人动力学微分方程编程求解,开发出一个形象实用的用户系统,便于求解复杂的动力学微分方程的解。
在此基础上,还运用ADAMS虚拟样机技术对该机器人系统作了考虑重力影响
的动力学仿真:即先借助Solidworks的参数化建模功能建立了该5自由度袋装物料
搬运机器人的虚拟三维实体模型,并通过ADAMS可以识别的Parasolid格式将该虚
拟机器人导入ADAMS平台,再参照机器人实际的几何参数、物理特性以及约束条
件,建立了该虚拟5自由度机器人的动力学仿真模型,并在有重力作用下,进行空
间轨迹跟踪的仿真,获取了一系列的重要结果,为优化机器人结构和提升控制品质
的后续研究工作提供有价值的数据信息。
V
4.机械手毕业设计
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,对实验室现有的TVT—99D机械手模型进行开发。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、汽缸、气控机械抓手等;电气方面由步进电机、驱动模块、传感器、开关电源、电磁阀、旋转码盘、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。本课题是有我和徐立同同学合作共同完成,在整个设计过程中徐立同同学主要负责硬件方面如接线、画各个电气设备的电路接线图等;而我则是主要负责软件部分,在实际的设计调试过程中我主要负责PLC的接线编程、调试等工作。
当然了硬件和软件是不分家的,谁也离不开谁,因此,在整个设计过程中各种方案的敲定与实施均是由我们俩个在指导老师的帮助下共同研究、推敲、讨论试验调试中确定的。为了能够实现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。
再加上本课题开发的机械手采用的日本三菱公司的FX2N系列PLC控制,是一种按预先设定的程序进行工件的搬运的自动化装置,可部分代替人工在高温和危险的作业区进行单调持久的作业,并要实现根据工件的简单的变化要求随时更改相关控制参数。为达到这些要求,我们设计的控制方案尽量在我们力所能及的范围内选择最佳的方案。
如在本设计中遇到的对直流电机的控制问题中,在控制直流电机正反转的问题上通过老师的指导我们想到了两种控制方案:一种是在原设备的基础上加上四个继电器实现其控制功能;另一种则是根据三菱公司的FX2N系列PLC的输出端的内部电路的特点,可以在不增加其他设备的情况下实现控制要求。我在最大限度的满足工艺流程和控制要求的同时,还要考虑要有很高的性价比,因此我们选择了后一种方案。
也许后一种方案有其弊端,但目前还没有发现。望大家多多指教。
当然了,由于我们水平的限制和时间的仓促,在很多地方的控制方案还不是很理想,同时还遗留有很多的问题,需要进一步的研究中才能解决,望各位老师和广大同学批评和指教。 机械手的毕业设计说明书一.前言1.1设计的意义与作用机械手是在机械化,自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
在现代生产过程中,机械手被广泛的运用于自动生产线中,机械人的研制和生产已成为高技术邻域内,迅速发殿起来的一门新兴的技术,它更加促进了机械手的发展,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力大的特点,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。
在工业生产过程中,尤其在自动流水线上,零件的加工和搬运都可能用到机械手。本课题就为解决海门恒豪制针有限公司在缝纫机针的生产过程中,抛光这一工艺工作。
缝纫机针且夹紧不方便,要使用一个专用夹具用于抛光工作,为了解决以上传统的缺点,设计了该液压式摆动机械手。1.2机械手的工作原理 该机械手采用了液压驱动方式来实现其工作的要求,工作要求就是机械手臂的上下能够摆动,手臂的回转运动,手腕的回转运动及手部的夹持运动,本次设计的机械手主要用于缝纫机针的抛光工作,可用几台液压摆动机械手与抛光机相配合,进行协调实现抛光工作的自动化生产线,机械手的手指夹持缝纫机针,在即旋转又往复移动的抛光机上进行上下摆动,根据抛光工艺过程,自动线上有4台机械手,各机械手间互传递着缝纫机针,调换缝纫机针的大小头,并进行粗精抛光操作。
1.3抛光自动生产线的组成及工作原理抛光自动生产线的平面布置图如下:1.4.自动生产线的工作方式及组成: 全线由震动式顺针机,上料工作台,4台机械手,4台抛光机和装针斗组成。4只抛光轮分别由电动机带动旋转,由另外的电动机经传动装置(如曲柄滑块机构)带动4只抛光轮一同作左右往复运动,每台机械手分别由自身的电子程序控制器控制,根据抛光工艺要求所编制的程序,依次进行程序转换,控制机械手液压系统的电磁换向阀,从而使机械手按程序进行各种动作。
4台机械手动作相同,全自动线动作过程如下:机械手1在上料。
5.机械手毕业设计
最低0.27元开通文库会员,查看完整内容> 原发布者:baby王雷雷 摘要在当今大规模的制造业中,企业为提高生产效率,保障产品质量,普遍重视生产过程的自动化程度,工业机械手作为自动化生产线上的重要成员,逐渐被企业认同并采用。
工业机械手的技术水平和应用程度在一定程度上反映了一个国家的工业自动化水平。目前,工业机器人主要承担着焊接、喷涂、搬运以及堆垛等重要性并且劳动强度极大的工作,工作方式一般采取试教在线的方式。
本文将设计一台四自由度的工业机械手,用于给冲压设配运送物料。首先,本文将设计工业机器人的底座、手、手腕、臂部等结构。
然后选择合适的传动方式,驱动方式,搭建工业机器人的结构平台。在此基础上,本文将设计该机械手的控制系统,包括数据采集卡和伺服放大器的选择,反馈方式和反馈元件的选择,端子板电路的设计以及控制软件的设计,重点加强控制软件的可靠性和机械手运行的安全性。
最终实现目标包括:关节的伺服控制和制动问题实时的检测机械手的各关节的运动情况,机械手的示教编程和在线修改程序,设置参考点和回参考点。关键词:机械手;示教编程;伺服;制动ABSTRACTIntoday'slarge-scalemanufacturing,,,,.。
6.一般以“机械手”为毕业论文题目是什么
西门子PLC在机械手控制中的应用 论文编号:ZD296 论文字数:11309,页数:23 内容摘要 可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用了可编程序的存储器,用来在其内部存储执行逻辑运算,顺序控制,定时,计数和算术操作等面向用户的指令,并通过数字式或模拟式的输入/输出,控制各种类型的机械或生产过程。使用PLC控制比使用接触器继电器控制更加简单、稳定、易维修,并可保证系统运行的经济性和智能化。
本课题以西门子PLC为核心,针对洗涤房2台机械手工程,设计了机械手自动控制系统。首先根据系统要求,对PLC进行了选型,确定了PLC系统的输入输出,画出了输入输出接线方式,同时对系统的软件进行了设计。
本系统为机械手设计提供了一个切实可行的方案,该方案具有性能可靠、生产效率高的特点。系统的构建思想和方法对于其它自动化系统也有一定的借鉴意义。
关键词:机械手;可编程控制器PLC;顺序控制 目录 内容摘要 I 1 引 言 1 1.1 机械手原理 1 1.2 工业机械手各部分功能 2 1.3 机械手在国内外发展状况 4 1.4 本文研究的主要内容 5 2 系统硬件控制电路设计 6 2.1 搬运机械手控制及要求 6 2.2 可编程控制器的选型 7 2.3 控制系统I/O端口分配 11 2.4 电动机电气线路 13 3 系统软件设计 15 3.1 软件方案 15 3.2 系统主程序设计 16 4 结论 20 参考文献 21 以上回答来自: /41-6/6545.htm记得采纳啊。
7.急求机械手搬运系统论文一份
双柔性机械手搬运刚性物体的协调控制研究摘要 采用负载分配方法,将双柔性机械手协调搬运物体的控制分解为两个等效柔性机械手的运动与力混合控制的问题,同时表明当负载分配系数为常数时等效柔性机械手具有柔性机械手相同的动力学特性。
然后通过等效刚性机械手的逆运动学求解出两等效柔性机械手的期望运动轨迹,并且采用输出重定义设计出两等效机械手的运动近似跟踪控制和力控制算法;最后,通过双柔性平面机械手协调搬运物体的仿真实例,说明了所提出的控制方案在柔性机械手协调控制中的有效性。主题词 柔性机械手 控制 运动学 动力学1 引言多机械手的协作操作具有提高工作能力(如复杂的装配任务)、提高负载操作能力(如搬运更重更大的物体)和提高灵活性等优点[1]。
由于柔性机械手具有质量轻、灵活性等特点,特别适合太空任务,因此,柔性机械手的协调研究成为了一个前沿课题,当前有少量的文献对多柔性机械手协调操作系统的动力学和控制方法进行了研究[2~4]。对于多柔性机械手的协调控制,由于柔性机械手的逆运动学不唯一确定,甚至不存在,因此很难象刚性机械手协调控制一样直接控制被操纵物体的运动轨迹。
现有文献研究往往结合其他控制方法将被操作物体的轨迹控制问题转化为机械手的各个关节角位置的控制问题[3, 4],采用独立关节的控制一般很难得到整个系统的良好动态特性。本文针对双柔性机械手协调操作物体的系统,采用负载分配方法[5]将整个系统分解为两个等效柔性机械手末端轨迹的运动跟踪和力控制的问题,并表明了当负载分配系数为常数时,等效柔性机械手具有柔性机械手相同的动力学特性;对于等效柔性机械手末端轨迹跟踪控制中的非最小相位问题,采用输出重定义方法实现末端轨迹的近似跟踪,同时结合力控制实现系统内力控制。
2 双柔性机械手系统的运动学与动力学考虑两个基座固定的平面柔性机械手抓住一个共同的刚性物体沿着给定轨迹运动的情况,且满足以下假设条件:1)每个机械手非冗余,且刚性自由度Nr与任务空间坐标维数相同(本文中Nr=3);2)每个机械手抓牢物体,即机械手末端与被搬运物体之间没有相对滑动;3)柔性机械手的变形为小变形,且不考虑变形剪切力的影响; 踪出现了约0·008rad的偏差,这是由于手爪关节在补偿中只是近似补偿的结果。由仿真结果可见,该控制方法具有较强的鲁棒性。
6 结束语本文研究了柔性机械手的协调操作控制的问题。采用负载分配方法将整个系统分解为两个等效柔性机械手末端轨迹的运动跟踪和力控制的问题。
对于柔性机械手末端轨迹跟踪控制中的非最小相位问题,采用输出重定义方法实现末端轨迹的近似跟踪。该控制策略结合了柔性机械手的动力学特性,因此在协调控制中具有较好的动态性能。
仿真结果表明该控制策略具有较好的鲁棒性,但整个系统的稳定性和鲁棒性有待在理论上作进一步的研究。参 考 文 献1 KoivoA ,j BekeyG A. Report ofworkshop on coordinatedmultiple robotmanipulators: Planning, Contro,l and Applica-tion. IEEE Journal ofRobotics and Automation, 1988, 4 (1): 91~932 KrishmamurthyK, YangL. Dynamicmodeling and simulation of two cooperating structurally-flexible roboticmanipulators.Robotica, 1995, 13: 375~3843 YamamoM, Kim J S, UchiyamaM. Hybrid position/force control of two cooperative in 3Dspace. Proceedings of IEEE on Robotics and Automaton, 1998: 1110~11154 Matsuno F, HatayamaM. RobustCooperative Control ofTwoTwo-Link Fink FlexibleManipulators on the Basis ofQuasi-Static Equations. International Journal ofRoboticsResearch, 1999, 18 (4): 414~4285 Liu Y H, Arimoto S. Decentralized Adaptive and Nonadaptive Position/Force Controllers inCooperations. International Journal ofRoboticsResearch, 1998, 17 (3): 232~2476 Moallem M, PatelR V, KhorasaniK. NonlinearTip--LinkManipulator: Theory andExperiments. Automatica, 2001, 37: 1825~18347 Siciliano B, VillaniL. RobotForce Contro.l KluwerAcademic Publishers, 1999.。
8.机器人论文
机器人 实用上,机器人(Robot)是自动执行工作的机器装置。
机器人可接受人类指挥,也可以执行预先编排的程序,也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。机器人执行的是取代或是协助人类工作的工作,例如制造业、建筑业,或是危险的工作。
机器人可以是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学甚至军事等领域中均有重要用途。
欧美国家认为:机器人应该是由计算机控制的通过编排程序具有可以变更的多功能的自动机械,但是日本不同意这种说法。日本人认为“机器人就是任何高级的自动机械”,这就把那种尚需一个人操纵的机械手包括进去了。
因此,很多日本人概念中的机器人,并不是欧美人所定义的。 现在,国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。
一般说来,人们都可以接受这种说法,即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义:“一种可编程和多功能的,用来搬运材料、零件、工具的操作机;或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”
机器人能力的评价标准包括:智能,指感觉和感知,包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等;机能,指变通性、通用性或空间占有性等;物理能,指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此,可以说机器人是具有生物功能的空间三维坐标机器。
机器人发展简史(引自《环球科学》2007年第二期)1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中,根据Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),创造出“机器人”这个词。1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。
它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造,但后来成为学术界默认的研发原则。
1948年 诺伯特·维纳出版《控制论》,阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律,率先提出以计算机为核心的自动化工厂。1954年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,并注册了专利。
这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。1956年 在达特茅斯会议上,马文·明斯基提出了他对智能机器的看法:智能机器“能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法”。
这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。
随后,成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为“工业机器人之父”。
1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人,并出口到世界各国,掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。
人们试着在机器人上安装各种各样的传感器,包括1961年恩斯特采用的触觉传感器,托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器,而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统,并在1965年,帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器,能识别并定位积木的机器人系统。1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。
Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置,根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。
美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人,并向人工智能进发。1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。
它带有视觉传感器,能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕。
1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人,被誉为“仿人机器人之父”。
日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长,后来更进一步,催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。1973年 世界上第一次机器人和小型计算机携手合作,就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。
1978年 美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
1984年 英格伯格再推机器人Helpmate,这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年,他还预言:“我要让机器人擦地板,做饭,出去帮我洗车,检查安全”。
1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件,让机器人制造变得跟搭积木一样,相。
9.搬运机器人由哪些结构组成
搬运机器人涉及到了力学,机械学,电器液压气压技术,自动控制技术,传感器技术,单片机技术和计算机技术等学科领域,已成为现代机械制造生产体系中的一项重要组成部分。
它的优点是可以通过编程完成各种预期的任务,在自身结构和性能上有了人和机器的各自优势,尤其体现出了人工智能和适应性。
扩展资料:
搬运机器人由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。
手部既直接与工件接触的部分,一般是回转型或平动型(多为回转型,因其结构简单)。手部多为两指(也有多指),根据需要分为外抓式和内抓式两种。
也可以用负压式或真空式的空气吸盘(主要用于可吸附的,光滑表面的零件或薄板零件)和电磁吸盘。
参考资料 百度百科-搬运机器人
10.机电一体化求高手帮忙做个设计(论文)机械手搬运系统设计
在机械手搬运控制系统中的应用摘要:机械手是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。
它可在空间抓、放、搬运物体等,动作灵活多样,广泛应用在工业生产和其他领域内。应用PLC控制机械手能实现各种规定的工序动作,不仅可以提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。
本文以日本三菱FX2N-48MR型的PLC为基础,介绍PLC在机械手搬运控制中的应用,并给出了详细的PLC程序设计过程。该程序已在工业机械手中获得了广泛应用,具有稳定、可靠的性能。
关键词:PLC·机械手,控制。应用1机械结构和控制要求如图1所示是一个将工件由A处传送到B处的机械手示意图,机械手的上升,下降和左移,右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。
其中上升与下降对应电磁阀的线圈分别为YVl与w2,左行、右行对应电磁阀的线圈分别为YV3与YV4。当某个电磁阀线圈通电,就一直保持现有的机械动作,直到相对的另一线圈通电为止。
气动机械手的夹紧,松开的动作由只有一个线圈的两位电磁阀驱动的气缸完成,线圈(YVS)断电夹住工件,线圈(YV5)通电,松开工件,以防止停电时的工件跌落。机械手的工作臂都设有上、下限位和左、右限位的位置开关SQl、SQ2和sQ3、SQ4,夹持装置不带限位开关,它是通过一定的延时来表示其夹持动作的完成。
机械手在最上面、最左边且除松开的电磁线圈(YV5)通电外其它线圈全部断电的状态为机械手的原位。 机械手的操作面板分布情况如图2所示,机械手具有手动、单步,单周期、连续和回原位五种工作方式,用开关SA进行选择。
手动工作方式时,用各操作按钮(SB5、SB6,SB7、SB8、SB9、SBIO、SBll)来点动执行相应的各动作l单步工作方式时,每按一次起动按钮(SB3),向前执行一步动作,单周期工作方式时,机械手在原位,按下起动按钮SB3,自动地执行一个工作周期的动作,最后返回原位(如果在动作过程中按下停止按钮SB4,机械手停在该工序上,再按下起动按钮SB3,则又从该工序继续工作,最后停在原位)j连续工作方式时,机械手在原位,按下起动按钮(SB3),机械手就连续重复进行工作(如果按下停止按钮SB4,机械手运行到原位后停止);返回原位工作方式时,按下。回原位”按钮SBll,机械手自动回到原位状态。
2 LC的I/o分配如图3所示为PLC的I/O接线图,选用FX2N·48MR的PLC,系统共有18个输入设备和5个输出设备分别占用PLC的18个输入点和5个输出点。为了保证在紧急情况下(包括PLC发生故障时),能可靠地切断PLC的负载电源,设置了交流接触器KM。
在PLC开始运行时按下“电源”按钮SBl,使KM线圈得电并自锁,KM的主触点接通,给输出设备提供电源;出现紧急情况时,按下“急停”按钮SB2,KM触点断开电源。 PLC程序设计3.1程序的总体结构如图4所示为机械手系统的PLC梯形图程序的总体结构,将程序分为公用程序、自动程序、手动程序和回原位程序四个部分,其中自动程序包括单步、单周期和连续工作的程序,这是因为它们的工作都是按照同样的顺序进行,所以将它们合在一起编程更加简单。
梯形图中使用跳转指令使得自动程序、手动程序和回原位程序不会同时执行。假设选择。
手动”方式,则X0为ON、X1为OFF,此时PLC执行完公用程序后,将跳过动程序到P0处,由于X0常闭触点为断开,故执行“手动程序”,执行到P1处,由于X1常闭触点为闭合,所以又跳过回原位程序到P2处l假设选择分“回原位”方式,则X0为OFF、X1为ON,跳过自动程序和手动程序执行回原位程序,假设选择“单步”或“单周期”或“连续”方式,则X0、X1均为OFF,此时执行完自动程序后,跳过手动程序和回原位程序。3.2各部分程序的设计(1)公用程序公用程序如图5所示,左限位开关X12、上限位开关X10的常开触点和表示机械手松开的Y4的常开触点的串联电路接通时,辅助继电器M0变为ON,表示机械手在原位。
公用程序用于自动程序和手动程序相互切换的处理,当系统处于手动工作方式时,必须将除初始步以外的各步对应的辅助继电器(M1I-M18)复位,同时将表示连续工作状态的M1复位,否则当系统从自动工作方式切换到手动工作方式,然后又返回自动工作方式时,可能会出现同时有两个活动步的异常情况,引起错误的动作。当机械手处于原点状态(M0为ON),在开始执行用户程序(M8002为ON)、系统处于手动状态或回原点状态(X0或X1为ON)时,初始步对应的M10将被置位,为进入单步、单同期和连续工作方式作好准备。
如果此时M0为OFF状态,M10将被复位,初始步为不活动步,系统不能在单步、单周期和连续工作方式下工作。 2)手动程序手动程序如图6N示,手动工作时用X14-X21对应的6个按钮控制机械手的上升、下降、左行,右行、松开和夹紧。
为了保证系统的安全运行,在手动程序中设置了一些必要的联锁,例如上升与下降之间,左行与右行之间的互锁;上升、下降、左行,右行的限位;上限位开关X10。
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