机械手自动上下料的plc控制设计和实现 机械制造专业.doc

题 目： 机械手上下料的PLC 控制设计 中文摘要 机械手能够模仿人手和臂的一些功能动作，可以用来抓取搬运物件，或操作工具的自动操作系统装置。本文中描述的机械手是PLC的三路脉冲输出。分别驱动水平和垂直轴逆变器，可以控制两个垂直轴和水平轴的精度，微型开关将位置信号引导到主PLC单元，位置信号通过趋同开关传输到主PLC单元。 以实现机械手的精确运动。在这个项目中开发的机械手可以吸收和释放太空中的物体。灵活多样，可替代高温和危险工作区域的手动工作。根据工件的变化和运动过程的要求，可以随时改变相关参数。 本文基于近年来机械手的发展， 机械手技术的系统分析与机械手的设计相结合。这个项目是基于PLC的。考虑到柔软和硬度，采取全面的方法,额外的特性和细节的优化。分析发展了运营商的总体结构、执行结构、管理系统和管理系统。PLC控制模块从控制系统中选择来完成系统功能的初始化。最后，运营商的移动、警告等等，管理策略简单、容易实现、理论上清晰。 通过以上工作，我们提出了经济和务实的方法。高可靠性管理系统的设计是为了为PLC开发的其他经济控制系统提供参考。 关键词：机械手，交流电机,可编程控制器，自动化控制 目 录 第一章 绪论 1 1.1 研究的目的及意义 1 1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 1 1.3 主要研究的内容 2 1.4 解决的关键问题 3 第二章 可编程控制PLC 4 2.1 PLC 简介 4 2.2 PLC的基本组成及各部分作用 5 2.2.1中央处理单元(CPU) 5 2.2.2存储器 6 2.2.3 I/0单元 6 2.2.4电源部分 6 2.2.5扩展接口 6 2.2.6通信接口 6 2.2.7编程器 7 2.3 PLC的应用领域 7 2.4 PLC 的工作原理 8 2.5 PLC 机型的选择方法 9 2.5.1PLC 的类型 9 2.5.2输入输出模块的选择 9 2.5.3电源的选择 10 2.5.4存储器的选择 10 2.5.5冗余功能的选择 10 2.5.6经济性的考虑 10 2.6 机械手 PLC选择及参数 10 2.6.1主要技术数据 11 2.6.2 PLC主机的组成 11 第三章 驱动系统的分析与选择 13 3.1 驱动系统的分析与选择 13 3.2 机械手驱动系统的控制设计 14 3.3 元件选取及工作原理 15 3.3.1 气源装置 15 3.3.2 执行元件 16 3.3.3 控制元件 17 3.3.4 辅助元件 18 3.3.5 真空发生器 18 3.3.6 吸盘 19 3.4 回路的工作原理 19 第四章 PLC控制系统的分析设计 23 4.1 控制系统的组成结构 23 4.2 控制系统的性能要求 23 4.3 传感器的选择 24 4.3.1位置检测装置 24 4.3.2 吸盘传感器 24 4.4 控制系统PLC的选型及控制原理 25 4.4.1 PLC控制系统设计的基本原则 25 4.4.2 PLC种类及型号选择 25 4.4.3 I/O点数分配 25 4.4.4 PLC外部接线图 27 4.4.5 机械手控制原理 28 4.5 PLC程序设计 31 总结与展望 34 参考文献 34 致 谢 35 附录 梯形图 36 通过以上工作，我们提出了一种经济实用的方法。高可靠性机械手的设计方案对其他经济型PLC控制系统的设计具有一定的参考价值。 关键词：机械手，交流电机,可编程控制器，自动化控制 38 第一章 绪论 1.1 研究的目的及意义 当设备升级时，需要升级为先进产品运营商。在很大程度上可以取代单调或精细的工作轮换，在先进制造业中起着非常重要的作用，可以运输货物，分类货物，而不是繁重的工作。它可以在高温、腐蚀和有毒气体等条件下保护人身安全。生产机械化和自动化广泛应用于冶金、电子、轻工业和核能。 工业机械手是自动控制领域的新现代技术。这是现代管理理论与工业生产自动化实践的结合。成为现代机器系统的重要组成部分。工业机械手是自动化生产过程、改善工作条件、质量和效率的有效工具之一。它特别适用于与热、高压、灰尘、噪音、放射性和污染有关的情况。中国近年来增长迅速。一些成果引起了机械工业和铁路部门的注意。 本主题的目的是开发PLC控制设备和必要的精密传感器，可以根据计划的程序对不同材料的颜色进行分类。灵活和多样化的名称，适用于自动生产小口径和中小批量自动化生产,它广泛用于灵活的生产线。 使用PLC控制，它是预编程程序的自动化设备。部分取代高温和危险工作区域的手动和长效工作。当产品发生变化或暂时需要对机械手执行新的分配任务时，允许轻松修改或重新设计新零件，当位置发生变化时，安装和转换的费用将会减少，条件是工作将会重组并很快开始运作。这主要与开发执行、操作和控制系统有关。 该设计主要完成机械手的硬件和软件设计。 1.2 机械手在国内外现状和发展趋势 1）国内研究现状：通常用于焊接、油漆、加工和运输。 机械手扩展和扩展了人类的手，脚和大脑的功能。它可以替代危险环境中的人，例如，危险的，有害的，有毒的，低温的和热的;更换重复工作的人;提高生产力产品质量保证。该机械手最初用于汽车行业。常用于焊接，涂装，装卸。它目前主要用于制造业，包括电工、汽车、塑料、普通和金属制造业。工业机械手和CNC加工中心、自动化手推车和自动化控制系统创造了灵活的生产系统(FMS)和集成的计算机生产系统。生产自动化。 国产机械手的发展趋势：目前在一些型号中，如弧焊机械手，搬运机械，装配机械手，焊接机械手，喷雾器机械手和特殊机械手主要拥有设计和制造气溶胶的技术。讨论了管理和管理系统的设计和配置、软件设计和生产以及电弧焊接自动化、气溶胶染料生产及其周边设备的全套自动化管理方法。主要部件的异端邪说也在手焊接电源、调谐减速器和焊接跟踪器方面取得了进展。 2）国外研究现状：外国机械手在机械制造业中的应用更多。发展也很快。目前主要用于机床，卧式锻压机，除了焊接，涂漆等，它还可以根据预先规定的操作程序执行指定的操作。 国外机械手的发展趋势：大力发展具有一定智慧的机械手。使其具有一定的感知能力，可以反馈外部条件的变化，进行适当的更改。如果位置略有偏差，它可以根据视觉和触觉功能进行调整和测试。已经取得了一些成果。视觉功能是将TV摄像机和光学测距仪以及微型计算机安装在机械手上。工作是将对象图像转换为视频信号的电视摄像机。然后将其发送到计算机以分析对象的类型，尺寸，颜色和位置，并发出控制机械手工作的说明.触摸函数包括在接触控制器和反馈中安装一个装置。在操作过程中，操纵者首先伸出手指去找工作，通过压力敏感元素的手指，触觉效应。躺下，继续工作。钢笔是由手指中的一种敏感元素控制的。自动改变重力大小。最后，随着捕获技术的发展，机械手建立和更重要的是，结合机械手、灵活的生产系统和灵活的生产模块的能力将会提高。这从根本上改变了目前手工操作的机械系统的状况。 随着科学和技术的发展，机械手的工作范围扩大了。如今，操纵者不仅仅用于传统制造业，比如采矿业。在核能、航空、太空、医学、生物化学和家庭净化以及医疗康复等领域，冶金、石油化学、造船等领域也开始发展。 1.3 主要研究的内容 随着机械手技术的快速发展和操作人员应用范围的深化，需要的不仅仅是高可靠性的高灵活性和操作灵活性。还要其成本低、可开发经济性强。本论文主要研究机械手以下几个方面的内容： 夹紧装置固定在数控工作台上，夹紧装置是由橡胶软盘制成的模型。下图是倒置U型夹上松下松散球形椭球。 加工完成后，CNC工作台退回到固定位置A，非接触式开关操作，夹紧装置向上释放。在按下开关后，气动吸盘操纵器从A延伸到镜子顶部。再次掉落，然后拿镜头;然后去B成品的B，掉落以释放镜头;然后上升然后缩短到空白C，拔出刷毛，抬起D，然后伸到夹具A上。跌落后松开，然后升回D，最后夹紧装置夹住空白镜片。 需要独立完成工业机械手PLC控制系统的设计。 连续动作:当按钮开始从原来的位置开始压缩时，控制装置在下一个平面周期连续工作。 一个周期的工作过程如下： D伸长到 A工位处， 下降—吸取成品上升- 转动到成品B工位， 下降放松上升， 缩短到原料C工位， 下降吸取原料上升， 转到D工位 D伸展到A，下降然后返回放松并上升到D位置。再重复此循环。 该位置可以是非接触式或接触式行程开关，并且操纵器和夹具都使用气缸来传递力。可选择燃气阀来停止位置，虽然价格较贵，但PLC选用三菱。）更换旋转滚筒后，只有一个角度@ A,B处装有挡板使定位精确。 该位置可以是非接触式或接触式行程开关，并且操纵器和夹具都使用气缸来传递力。可选择燃气阀来停止位置，虽然价格较贵，但PLC选用三菱。）更换旋转滚筒后，只有一个角度@ A,B处装有挡板使定位精确。 任务要求： PLC外部连接图和其他相关设备的电子图;PLC可编程组件列表应包括计时器和计数器等组件的调整值。 完整的程序信息应包括PLC过程图，梯形图和注释。 1.4 解决的关键问题 1）节省人工：机械手取出产品并将其放在传送带或接收平台上。只需一个人观看， 或者一个人可以同时看到两个或两个以上的注塑机，通过自动安装生产线，可以节省员工和车间的费用。让工厂的规划变得更小、更紧凑、更敏感。 2）周期稳定，好处更高：人们会撒谎甚至假装，机器不会。利用人来生产皮卡，日产量高低，与此同时，人们会在20秒内找到理由来解释他们的机械生产周期。它永远不会改变，管理生产很容易，从长远来看，使用一个机械手、一个工厂和一个设备符合业主的利益。 在相同条件下，由于生产周期的稳定性，输出无形地增加。而提高的这部分产量就是净利润。 3) )安全性高：保证工作人员的安全，工作场所不疏忽或疲劳不会导致生产事故。允许一个人进入模具可能会造成伤害，特别是如果注射装置失灵或按钮关闭，三组中的两组会造成伤害。夜晚对疲劳和安全来说更容易，管理工具的使用提供了安全的生产，尤其是在大型注射机中。 执行速度:每个工厂的生产时间可以确定。同时增殖、喷射、绝缘、冷却切换模式时间，易使产品良率。 5）节省原材料和降低成本：人员外出的时间不确定。会导致产品收缩和变形（如果管子过热，原材料在加工过程中被使用。机械操作是暂时的，所以质量是稳定的。 6）提高产品质量：新成型的产品尚未完全冷却。存在残余温度，并且人手的移除可能导致手痕并且手动移除不均匀的力可能导致产品的变化。如果模具自动释放，产品会掉落并造成瘀伤。危险品是由油渍引起的。机械手使用具有均匀力和固定夹紧时间的无纺布抽吸装置。正常的模具温度可以降低产品缺陷率，大大提高产品质量。 7）防止霉菌损坏：如果工人未能成功移除产品，如果机械手不能得到产品，标签可能会对产品造成损害，自动停止提醒。 8）提高竞争力：使用机械手来提升车间形象。质量得到保证，产量可以准确计算，以提高企业的竞争力。客户还希望选择具有机械手的模塑制造商进行合作。机械手的使用在很大程度上克服了劳动的惯性。可以准确计算每日输出和交货日期。使用机械手可以提高公司的竞争力。更是未来大的趋势。 第二章 可编程控制PLC 2.1 PLC 简介 PLC是一个可编程逻辑控制器。它使用可编程的存储器来内置程序，执行逻辑操作、顺序控制、用户指令，如时间、计数和算术操作，以及管理各种机制或生产过程。数字或模拟结论。 1969年，数字设备公司(DEC)成为世界上第一家被PLC认可的公司。对机器的限制和目前信息技术的发展水平. 早期的PLC主要由分立元件和中小型集成电路组成，执行简单逻辑控制和计时功能 。微处理器出现在20世纪70年代早期。人们很快将它介绍给可编程控制器。 PLC增加了计算、传输和数据处理等功能。成为具有真实电脑特征的