【機械手】-機械手的PLC控制

---宋停云與您共享------宋停云與您共享---江蘇信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計報告畢業(yè)設(shè)計報告PLC把握系部：機電系專業(yè)：電氣自動化班級：電氣1332姓名：王琪學(xué)號：2013321026指導(dǎo)老師：賈君賢2016-6---宋停云與您共享------宋停云與您共享---摘 要機械手是工業(yè)自動化系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。機械手的機械結(jié)構(gòu)接受滾珠絲桿、滑桿、等機械器件組成；電氣方面有溝通電機傳感器等電子器件組成該裝置涵蓋了可編程把握技術(shù)位置把握技術(shù)、檢測技術(shù)等，是機電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由 PLC輸出三路脈沖，把握機械手橫軸和豎軸的精確定位，微動開關(guān)將位置信號傳給PLCPLC機械手PLC溝通電機---宋停云與您共享------宋停云與您共享---目 錄摘 要 1引 言 3第一章 機械手機械結(jié)構(gòu) 41．1 傳動機構(gòu) 41．2機械手夾持器和機座的結(jié)構(gòu) 6其次章機械手PLC及電機的應(yīng)用 82．1PLC簡介 82．2 PLC內(nèi)部原理 102．3 機械手PLC選擇及參數(shù) 122．4 機械手電機的選用 13第三章機械手PLC把握系統(tǒng)設(shè)計 143．1機械手的工藝過程 143．2 PLC把握系統(tǒng) 16致答謝詞 21 21---宋停云與您共享------宋停云與您共享---引 言工業(yè)機械手是近代自動把握領(lǐng)域中毀滅的一項新的技術(shù)，是現(xiàn)代把握理論與工業(yè)生產(chǎn)自動化實踐相結(jié)合的產(chǎn)物，并以成為現(xiàn)代機械制造生產(chǎn)系統(tǒng)中的一個重要組成部分。工業(yè)機械手是提高生產(chǎn)過程自動化、改善勞動條件、提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的有效手段之一。尤其在高溫、高壓、粉塵、噪聲以及帶有放射性和污染的場合，應(yīng)用得更為廣泛。在我國，近幾年來也有較快的進(jìn)展，并取得確定的效果，受到機械工業(yè)和鐵路工業(yè)部門的重視。FX2NPLC，對機械手的上下、左右以及抓取運動進(jìn)行把握。該裝置機械部分有滾珠絲杠、滑軌、機械抓手等；電氣方面由溝通電機、操作臺等部件組成。我們利用可編程技術(shù)，結(jié)合相應(yīng)的硬件裝置，把握機械手完成各種動作。由于時間倉促和個人水平限制，我的設(shè)計存在著很多還沒來得及解決的問題，期望寬敞老師、同學(xué)能夠賜予批判指正并予以解決。---宋停云與您共享------宋停云與您共享---第一章 機械手機械結(jié)構(gòu)1．1 傳動機構(gòu)螺旋機構(gòu)螺旋機構(gòu)具有結(jié)構(gòu)簡潔，制造便利，傳動平穩(wěn)，無噪聲易于自鎖等優(yōu)點?；瑒勇菪龣C構(gòu)螺旋副內(nèi)為滑動摩擦的的螺旋機構(gòu)，稱為滑動螺旋機構(gòu)?；瑒勇菪龣C構(gòu)所用的螺紋為傳動性能好，效率高的矩形、梯形和鋸齒形螺紋?；瑒勇菪龣C構(gòu)由螺母和螺桿組成。依據(jù)機構(gòu)的組成及運動方式，滑動螺旋機構(gòu)又分為以下兩種。1（如1-1b21-1a---宋停云與您共享------宋停云與您共享---（a）螺桿轉(zhuǎn)動，螺母移動 (b)螺母固定，螺桿轉(zhuǎn)動并移動---宋停云與您共享------宋停云與您共享---滾動螺旋機構(gòu)

圖1-1---宋停云與您共享------宋停云與您共享---螺旋副內(nèi)為滾動摩擦的螺旋機構(gòu)，稱為滾動螺旋機構(gòu)或滾珠絲杠。其機構(gòu)滾珠始終在循環(huán)過程中始終與螺桿保持接觸的1-2。外循環(huán)螺母只90%以上。用調(diào)整的方法可消退間隙，傳動精度高。圖1-2---宋停云與您共享------宋停云與您共享---1．2機械手夾持器和機座的結(jié)構(gòu)機械手夾持器機械手的機械夾持器多為雙指手抓式，按其手抓的運動方式可分為平移型本文設(shè)計的機械手接受的是楔槽杠桿式回3和楔塊之間為滾動接觸。當(dāng)電機帶動連桿前進(jìn)41，使兩個手抓產(chǎn)生加緊動作和加緊力。當(dāng)楔塊后移時，靠彈簧的拉力使手指松開。這種末端執(zhí)行器由于楔塊和滾子之間為滾動接觸，摩擦力小，活動機敏，且機構(gòu)簡潔。機座機座是機械手的支撐部件，機座承受機械手的全部重量和工作載荷，所以機座應(yīng)有足夠的強度、剛度和承載力氣。另外機座還要求有足夠大的安裝基面，以保證機械手工作時的穩(wěn)定行。---宋停云與您共享------宋停云與您共享---1-334、主56728---宋停云與您共享------宋停云與您共享---其次章機械手PLC及電機的應(yīng)用2．1PLC簡介自二十世紀(jì)六十年月推出可編程規(guī)律把握器（ ProgrammableLogicController，PLC）取代傳統(tǒng)繼電器把握裝置以來，PLC得到了快速進(jìn)展，在世PLCPLC20%～30%。隨著工廠自動化程度的PLCPLCPLC年全球PLC100PLCPLCPLCPLCCPU1，程序從起始步（步序號為零）起依次執(zhí)行到最終步（END，然后再返回起始步循環(huán)運算。PLCPLC，1PLC1K1（32）PLCCPUPLCI/OPLC（40%左右。PLC沒有專用操作站，它用的軟件和硬件都是通用的，所以維護成本比---宋停云與您共享------宋停云與您共享---DCSPLCI/O（8000I/O。假如被控對象主要是設(shè)備連鎖、回路很少，接受PLC較為合適。PLC由于接受通用監(jiān)控軟件，在設(shè)計企業(yè)的管理信息系統(tǒng)方面，要簡潔一些。10PLCPLCPLCPLCPLCPLCPLC---宋停云與您共享------宋停云與您共享---編編程器輸輸入中央處理單元出電（CPU）電路路電源2．2 PLC內(nèi)部原理PLC2.1PLC圖2-1PLC硬件的基本結(jié)構(gòu)圖（1）處理單元（CPU）處理單元（CPU）PLCPLCI/OPLCI/OI/O映象區(qū)或數(shù)據(jù)寄存器I/O---宋停云與您共享------宋停云與您共享---（2）存儲器與微型計算機一樣，除了硬件以外，還必需有軟件。才能構(gòu)成一臺完整的PLC。PLC的軟件分為兩部分:系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。存放系統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。PLCPLCCPUPLCRAM（I/O和用戶程序存儲區(qū)。（3）PLC電源PLCPLC，還是中、PLC，其電源的性能都是一樣的，均能對PLC10%（15%）之間，因此可以直接PLC220V（如接近開關(guān)24V---宋停云與您共享------宋停云與您共享---2．3 PLC選擇及參數(shù)綜合上述原則機械手把握系統(tǒng)主機為西門子的S7-224XP。2.3.1.主要技術(shù)數(shù)據(jù)如下：工作電源：24VDC輸入點數(shù)：24輸出點數(shù)：24輸入信號類型：直流或開關(guān)量輸入電流：24VDC 5mA模擬輸入：-10V～10V（-20mA～+20mA）0.3A/點（1.2A/COM）輸出電壓規(guī)格：30VDC最大負(fù)載：9W2.3.2.PLC主機的組成（1、輸入單元8816PLC16（2、輸出單元2424PLC244C43V（3、電源單元PLC220V/AVPLC3VPLC24VDC24GND---宋停云與您共享------宋停云與您共享---2．4 機械手電機的選用Y2YIP54，它具有良好的起動性能和運行性能，結(jié)構(gòu)簡潔，工作牢靠，EBIP44，冷卻方式ICO14150Hz380V。豎軸驅(qū)動電機承載整個機械手的全部負(fù)載，需要功率較大，而機械手主要用于生產(chǎn)線夾持較輕松物體，綜合考慮，豎軸選用Y2-63M2-2，功率250W，可滿足生產(chǎn)需要。2W，即可滿足生產(chǎn)需要。電動機3主要用來把握機械手抓的加緊和放松，所承載負(fù)載最小，因此可選用Y2-63M1-4，功率120W。---宋停云與您共享------宋停云與您共享---第三章機械手PLC把握系統(tǒng)設(shè)計3．1 機械手的工藝過程了解設(shè)備概況3-1為了確保平安，機械手右移到位后，必需在右工作臺上無工件時才能下降，若上次搬到右工作臺上的工件尚未移走，機械手應(yīng)自動暫停，等待。為此設(shè)置了一個光電開關(guān)，以檢測“無工件”信號。把握方面的要求：---宋停云與您共享------宋停云與您共享---圖3-1機械手結(jié)構(gòu)圖單周期工作方式：按下啟動按鈕，機械手按工序自動自動完成一個周期的動作，返回原點后停止。連續(xù)工作方式：按下按鈕，機械手從原點，按步序自動反復(fù)連續(xù)工作，在連續(xù)工作方式下設(shè)置兩種停車狀態(tài)：---宋停云與您共享------宋停云與您共享---3．2 PLC把握系統(tǒng)/PLC1）輸入信號44“無工件檢測”信號：用光電開關(guān)作檢測元件，需要1個端子。“工作方式”選擇開關(guān)：有手動、單周期和連續(xù)3種工作方式，需要3個輸入端子。手動操作：需要有下降、上升、右移、左移、加緊、放松6個按鈕，也需要6個輸入端子。33182）輸出信號PLC616由于機械手的把握屬于開關(guān)量把握，在功能上未提出特殊要求。因此任何型PLCI/O24S7-224XPPLC/輸出端子PLC的輸入輸出端子支配接線圖，如圖3-2所示。PLC（1）手動程序 手動操作不需要按工序挨次進(jìn)行動作，所以可按一般繼電器程序來設(shè)計手動操作的梯形圖如圖3-3所示手動按鈕I1.3-I2.0分別把握下降、上升、右移、左移、加緊和放松各個動作。為了保證系統(tǒng)的的平安與進(jìn)行，設(shè)置了一些必要的連鎖。其中在左、右移動的電路中加入I0.7作上限連鎖，這---宋停云與您共享------宋停云與您共享---是由于機械手只有處于上限位置時，才允許左、右移動。圖3-2輸入/輸出支配接線圖---宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享---圖3-3手動程序自動程序 自動程序如圖3-4所示。---宋停云與您共享------宋停云與您共享---圖3-4自動程序3-33-2---宋停云與您共享------宋停云與您共享---致答謝詞設(shè)計及論文是在我的指導(dǎo)老師賈君賢以及各位電氣自動化專業(yè)的老師共同指導(dǎo)下完成的，我很感謝他們不計辛苦的指導(dǎo)我，同時也要感謝掛念我的同學(xué)，1．胡曉明主編電氣把握及PLC機械工業(yè)出版社2006---宋停云與您共享------宋停云與您共享---2．程周主編PLC技術(shù)與應(yīng)用福建科學(xué)技術(shù)出版社20043．李中年主編把握電氣及應(yīng)用清華高校出版社20064．馮辛安主編機械制造裝備設(shè)計機械工業(yè)出版社20055．廖常初主編可編程序把握器應(yīng)用技術(shù)重慶高校出版社20026．張繼和 張潤敏 梁海峰主編 電機把握與供電基礎(chǔ) 西南交通高校出版社20007．田鳴主編機械技術(shù)基礎(chǔ)機械工業(yè)出版社2005---宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享------宋停云與您共享---PLC把握摘要：氣動機械手廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，可以工作在高溫，高壓，粉塵以及帶有放射性和污染性的場合，可以完成一些簡潔的任務(wù)。文章論述了氣動機械的結(jié)構(gòu)功能，設(shè)計了基于西門子PLC把握氣動機械手的工作程序。氣動機械手；可編程把握器；把握系統(tǒng)引言在現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)過程中，氣動機械手由于有氣源使用便利，沒有環(huán)境污染，工作平安可靠，易于修理，廣泛應(yīng)用于流水線生產(chǎn)，機械加工，注塑，儀表等工業(yè)中，提高生產(chǎn)效率。本文以三自由度機械手為爭辯對象，設(shè)計了基于PLC的機械手把握系統(tǒng)，并在西門子S7-200的PLC上得到實現(xiàn)。1系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能介紹氣動機械手的結(jié)構(gòu)如圖1所示。機械手氣動把握回路原理見圖2，主要由升降氣缸、導(dǎo)桿氣缸和旋轉(zhuǎn)氣缸組成。其中升降氣缸、導(dǎo)桿氣缸、旋轉(zhuǎn)氣缸使用單電控?fù)Q向閥，通電時氣缸伸出，斷電后氣缸自動縮回。手指夾緊氣缸使用雙電控?fù)Q向閥。由于雙電控?fù)Q向閥具有記憶作用，假如在氣缸伸