C615車床上料機(jī)械手設(shè)計畢業(yè)設(shè)計論文

1機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和單調(diào)重復(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械2編寫上。在整體設(shè)計過程中按照“提出問題，分析問題，解決問題”productionequipmentrespectivemerit,especiallyhasmanifestedthehuman3manipulatordefinition:“haswiththepersonarmsimimonotonousredundantworkarduously,raiseselectricappliancemanufacture,automobilemanufacture,plasticprocessing,generalmachinemanufactureandmetalworking.Themanipulatorandthenumericalcontrolmachiningtheproductionautomation.Alongwiththeproductiondevelopment,thefunctionandtheperfimprovementandtheenhancement,manipulator'sapplication4high-qualitygoodsmanipulator,themanipulatorcompletes9elementaryactions.Themanipulatoramovement,realizesthemanipulatortorework..5摘要 1Abstract 2 5 8 8 9二、C615車床上料機(jī)械手的總體方案 11 11 11三、液壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計 14（一）液壓缸的設(shè)計 14 15 166 17 18 19 20 22 22 22 23 23 23 23 24 24 25 25 26 26 26 26 27 27 28 28 29五、可編程控制器硬件系統(tǒng)配置 30 307 30 32 32 33 33 34 38六、可編程控制器的工作原理 40 40 41 41 41七、PLC在工業(yè)機(jī)械手控制中的應(yīng)用 42 43 45 45 47 47 49結(jié)束語 50 8機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和單調(diào)重復(fù)勞動，提高勞動生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)，實現(xiàn)生產(chǎn)自動化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械作。機(jī)械手由液壓缸驅(qū)動，液壓缸受電磁閥控制。限位開關(guān)檢測機(jī)械可編程控制器(PLC)控制機(jī)械手的動作，實現(xiàn)機(jī)械手換料自動運9編寫上。在整體設(shè)計過程中按照“提出問題，分析問題，解決問題”合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時期，計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等應(yīng)用。國務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計機(jī)電一體化將向著智能化趨勢、模塊化趨勢、網(wǎng)絡(luò)化趨勢、微型綜上所述,機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然,與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢將越來越明顯,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也越機(jī)械手握取重量、定位、精度等參數(shù)都有密切關(guān)系，同時也直接影響若機(jī)構(gòu)的主動件數(shù)少于機(jī)構(gòu)自由度數(shù),如圖的平面鉸鏈五桿機(jī)構(gòu),只使機(jī)構(gòu)卡住不動，甚至遭到破壞。但是，對于平面鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)，再為算在內(nèi))，每個活動構(gòu)件有3個自由度，即圖中沿X、Y軸的獨立移制2個自由度,其中轉(zhuǎn)動副(如圖中A)限制x、y兩個移動，移動副限Ⅲ類運動副；轉(zhuǎn)動副有5個相對約束，即x、y、z、θ、θ,稱為要減少個。這樣，空間機(jī)構(gòu)自由度的計算公式為式中Pk為有k個約束的k級運動副數(shù)。對于公共約束數(shù)m＝0液壓缸是輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比的直液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運動的機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場合而定，其他裝置則必不可少。常用液壓缸的分類及圖形符號、典型液壓缸的結(jié)構(gòu)及其特點、活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸、伸縮式液壓缸、可旋轉(zhuǎn)式液壓缸、擺動式液壓缸、組合式液壓缸、電液步進(jìn)式液壓缸、液壓油、液壓缸用油的污染控制合成腔體的擴(kuò)大，必然使因傳壓損失而形成的合成棒外殼與芯部的壓力差加大，即壓力場的壓力梯度加大；同時，金剛石的生長過程也導(dǎo)致壓力場的變化：眾所周知，高溫高壓下以葉臘石為傳壓介質(zhì)的石墨轉(zhuǎn)化為金剛石過程中包含一系列的相變過程：葉臘石礦物相變產(chǎn)生藍(lán)晶石和柯石英、石墨相變產(chǎn)生金剛石，由于這些相變的產(chǎn)物比重大，產(chǎn)生相變前后的體積收縮，造成合成腔內(nèi)部壓力下降；而且，由于葉臘石在相變這些都造成腔體內(nèi)更大的壓力梯度，而優(yōu)質(zhì)金剛石單晶的生長需要相對穩(wěn)定的壓力條件，因此，如何更好的降低壓力梯度，是大1.升壓曲線可控，這樣可以配合加熱曲線有效控制壓力梯度2.保壓階段壓力曲線遞增，減小因合成相變造成的傳壓梯度增大理是通過按設(shè)定曲線控制電流或電壓，從而按比例連續(xù)的控制比在系統(tǒng)中采用比例壓力閥或比例泵，不僅能在保壓階段實現(xiàn)系統(tǒng)壓力連續(xù)遞增，并且也能實現(xiàn)在升壓階段的升壓速度連續(xù)可控，即封效果，傳統(tǒng)的設(shè)計存有諸多缺陷，不能滿足連續(xù)性生產(chǎn)的要求。為液壓缸在高速或重載的工況下，對缸頭缸尾產(chǎn)生較大的沖擊載內(nèi)裝的緩沖裝置的目的是將加速度的突然變化所造成的減速力和尖其特點是產(chǎn)生很高的壓力尖峰，然后隨著行程的繼續(xù)逐漸降低，值，造成機(jī)器振動、噪聲和磨損，緩沖效果差。其緩沖性能曲線見圖但往往壓力建立遲緩，造成緩沖不足。其性能曲線見圖4。而新型緩沖設(shè)計——階梯緩沖設(shè)計可針對具體的負(fù)載和速度條件的壓力而移出。而多重“V”型密封中，通過緊固密封蓋上的壓力便止定。密封件2實際上是一個刮圈，它去除粘附牢固的最后油層。該密時退讓，更能順應(yīng)活塞和缸體。該變形作用增加接觸面積，防止接觸上線運行至今，運行狀況良好。使用壽命與傳統(tǒng)設(shè)計相比，至少提高的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過了邏輯控制的范圍，因此，今接線及開關(guān)接點數(shù)已減少倒數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降常工作、鋰電池電壓是否過低、交流電源是否掉電、輸入電路電壓是PLC作為通用工業(yè)控制計算機(jī)，使面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它用戶不必自己設(shè)計和制作硬件，在硬件方面的設(shè)計工作只是確定PLCPLC是微機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器機(jī)型不同而不同，常用的由三類：通用微處理器(如Z80\8086\80286和數(shù)據(jù)2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和誤等3）通過輸入接口接收現(xiàn)場的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中4）從存儲器逐條讀取用戶程序，通過解釋后執(zhí)行5）根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志的狀態(tài)和輸出映像寄存器ROM、PROM或E-PROM中，用戶不能訪的控制要求而編制的應(yīng)用程序。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，使PLC工作狀況直觀，便于維護(hù)。要類型有：數(shù)字量（開關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開關(guān)量）輸出、模擬量流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時間長，動作頻率低，只能用于驅(qū)動直流負(fù)與計算機(jī)連接，可組成多級分布式控制系統(tǒng)，實現(xiàn)控制與管理相結(jié)編程裝置的作用是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)專用編程器只能對指定廠家的生命周期也十分有限。因此，現(xiàn)廠家提供的編程軟件和應(yīng)用的硬件接口裝置即可。這樣，用戶只用基于個人計算機(jī)的程序開發(fā)系統(tǒng)功能強(qiáng)大，既可以編制、修改寫入器、外存儲器、人一機(jī)接口裝置等。人一機(jī)接口裝置用來實現(xiàn)輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。系統(tǒng)程序PLC編程語言是多種多樣的，對于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的種類型；一是采用字符表達(dá)方式的編程語言，如語句表等；二是采梯形圖（Ladder）編程語言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)梯形圖的一個關(guān)鍵概念是“能流”（PowerFlow上的“能流”.在中，把左邊的母線假想為電源“火線”,而把右邊流。當(dāng)D\E\F觸點中任何一個接通，線圈Q就被激勵。要強(qiáng)調(diào)的是，為了對梯形圖有一個深入的認(rèn)識，其實“能流”在梯形圖中是不存代表邏輯“輸入”條件，如開關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等；線圈通常代語言。它將一個完整的控制過程分為若干階段，各階段具有不同的上一階段動作結(jié)束，下一階段動作開始。用功能表圖的方式來表達(dá)語言等進(jìn)行編程。采用高級語言后，用戶可以像使用普通微型計算便于擴(kuò)展、性價比高，可以近乎完美地滿足小規(guī)?？刂频囊?。本節(jié)多功能達(dá)到了大、中型PLC的水平，但價格卻和小型的PLC一樣，因結(jié)構(gòu)小巧、可靠性高、運行速度快，繼承和發(fā)揮了它在大、中型PLC功能包括串行\(zhòng)并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、通信格式的識別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e對話的通道，通過它PLC可以和編程器、顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備它的速度快，具有極強(qiáng)的通信能力。下面介紹5種不同相比，存儲容量擴(kuò)大了一倍，并且有7個擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時鐘，有相比，增加了通信口的數(shù)量、通信能力大大增強(qiáng)，因此，它可用于點可以擴(kuò)展特殊功能模塊。一般的特殊功能模塊有SM253位置控制?！狹icro\WIN32。該編程軟件可安裝在個人計算機(jī)上，提對數(shù)據(jù)存儲區(qū)進(jìn)行讀寫訪問的方式即為尋址方式。S7—200的尋格式：標(biāo)識符數(shù)據(jù)長度類型字輸出階段，將輸出映像寄存器的值送到輸出模塊，驅(qū)動外部負(fù)載（值寄存器區(qū)為16B，能存儲128點信息，尋址范圍Q0.0~Q15.7。輸出映同的數(shù)字?jǐn)U展模塊組層，則各模塊輸入\輸出點對應(yīng)的Q1.1系列標(biāo)志位存儲器區(qū)為32B，有256位，尋址范圍M0.0~M31.7。殊標(biāo)志位存儲器可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問。CPU22x系列特殊SM0.1該位在首次掃描時為1。用途之一是調(diào)用初始化子程序作錯誤存儲器位，或用來調(diào)用特殊啟動順序功能作在啟動操作之前給設(shè)備提供一個預(yù)熱時間SM0.7該位指示CPU工作方式開關(guān)的位置，0為TERM,1為RUNSMB1包含了各種潛在的錯誤提示，在執(zhí)行某些指令時這些位被置位SM1.1當(dāng)執(zhí)行了某些指令，其結(jié)果溢出，或查出非法數(shù)值時，將該SM1.2當(dāng)執(zhí)行數(shù)學(xué)運算，其結(jié)果為負(fù)數(shù)時，將該位置1SM1.5當(dāng)執(zhí)行LIFO或FIFO指令，試1SMSM1.6當(dāng)試圖把一個非BCD數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時，將該位置1SM1.7當(dāng)ASCII碼不能轉(zhuǎn)換為變量存儲器標(biāo)識符為V，其功能為存放各類數(shù)據(jù)。變量存儲器5KB。因此，通常變量存儲器用于存儲器用于存儲大量存儲一些中間狀態(tài)等位信息。變量存儲器可以按位、字節(jié)、字或雙字序控制標(biāo)志位的存儲區(qū)為32個字節(jié)，共256個點，尋址范圍M0.0定時器標(biāo)識符為T，其功能為定時控制。每個定時器各有一個計數(shù)器標(biāo)識符為C，其功能為累計輸入脈沖的個數(shù)。分為加計正數(shù)、1表示負(fù)數(shù)，其余各位為數(shù)值位。整數(shù)型常32位可以表示一個很大的數(shù)，也可以表示一個很小的數(shù)。實數(shù)型常要求的控制任務(wù)。每一個循環(huán)所經(jīng)歷的時間稱為一個掃描周期。在掃描周期主要由用戶程序執(zhí)行的時間決定。一般PLC的掃描周期在10ms~100ms之間，若超出該范圍，則可能是用戶程序出錯或進(jìn)入死CPU在執(zhí)行用戶程序時，使用的輸入值不是直接從實際輸入端得個暫存區(qū)，一個是輸入映像寄存器，一個是輸出映像寄存器。在讀取入端狀態(tài)的變化只能在下一個循環(huán)掃描周期的讀取輸入階段才被讀在執(zhí)行指令時，所需要的信號狀態(tài)或數(shù)據(jù)，從輸入\輸出映像寄劣工作環(huán)境、效率高、安全穩(wěn)定和可進(jìn)行高強(qiáng)度工作的優(yōu)點，在自動工業(yè)機(jī)械手的控制過程并不復(fù)雜，共有6個動作，分為3組，即機(jī)械手動作示意圖例如，當(dāng)下降電磁閥通電時，機(jī)械手下降，當(dāng)下降電磁閥斷電時，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時，機(jī)械手才上升，當(dāng)上升電磁閥斷電時，機(jī)械手停止上升。同樣，左移右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機(jī)械手的放松\夾緊動作由一個單線圈的兩位電磁閥控制。當(dāng)該線圈通電時，機(jī)械手夾緊；當(dāng)該線圈斷電時，機(jī)械手放從原點開始，按下啟動按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時接通夾緊電磁閥，機(jī)械手夾緊，夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升，上升到頂時，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。右移到位后，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時右工作臺上無工件，則光電開關(guān)接通，下降電磁閥通電，下降到底時，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。放松后，上升電磁閥上升停止；同時接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。左移到原點時，碰到左移限位開關(guān)后，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機(jī)械手經(jīng)過9步動作完成了一個周期的工作。機(jī)械手的每次循環(huán)動作均由原位開（1）手動操作：利用按鈕操作對機(jī)械手的每一步運動進(jìn)行單獨控制。例如，當(dāng)選擇上\下運動時，按下啟動按鈕，機(jī)械手下降；按下停止按鈕，機(jī)械手上升。當(dāng)選擇左右運動時，按下啟動按鈕，機(jī)械手右移，按下停止按鈕，機(jī)械手左移。當(dāng)選擇夾緊放松運動時，按下（2）步進(jìn)操作：每按一次啟動按鈕，機(jī)械手完成一個周期的動（3）單周期操作：機(jī)械手從原點開