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PLC可編程控制器作工件抓取機械手

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更新時間：2014-08-05
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PLC可編程控制器作工件抓取機械手
摘要
氣動機械手是能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產的機械化和自動化，能在有害環(huán)境下操作以保護人身安全，因而廣泛應用于機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。本設計機械手主要用于物料的運輸。
機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，本設計介紹的是機械手模型基于PLC的控制系統(tǒng)設計。氣動機械手控制系統(tǒng)的設計要求是在控制系統(tǒng)的指令下，能將工件迅速、靈活、準確、可靠地抓起并運送到指定位置，因此本設計采用PLC可編程控制器作為工件抓取機械手的控制系統(tǒng)，首先根據機械手的動作流程和輸入輸出要求選擇了PLC的型號，然后根據機械手功能和特性對各原件進行了選型并對其進行了計算與校和，之后對機械手手爪進行了設計并對其進行計算與校和，在此基礎上對電氣回路進行了設計，最后對控制系統(tǒng)硬件及編輯原件進行了選擇，同時確定I/O接口，進行程序的編輯與調試，從而使機械手完成最后的裝夾任務。

關鍵字：可編程控制器PLC；機械手；步進電機；控制設計；I/O接口；電氣回路
Abstract

Pneumatic manipulator is a automated devices that can mimic the human hand and arm movements to do something，aslo can according to a fixed procedure to moving objects or control tools. It can replace the heavy labor in order to achieve the production mechanization and automation, and can work in dangerous working environments to protect the personal safety, Therefore widely used in machine building, metallurgy, electronics, light industry and atomic energy sectors.
Manipulator is an automatic position control and programming the machine to change again, this design is a model of manipulator based on PLC control system design. Pneumatic manipulator control system of design requirements is in control system of instruction Xia, can will workpiece quickly, and flexible, and accurate, and reliable to grabbed and delivery to specified location, so this design used PLC can programming controller as workpiece crawl manipulator of control system, first under manipulator of action process and entered output requirements select has PLC of model, and under manipulator function and characteristics on all original for has selection and on its for has calculation and school and, After the robot gripper is a design and calculation and school and, on the basis of the electrical circuit has been designed, last on the control system hardware and select the Edit original to determine I/O interface, editing and debugging of programs, so that the robot to complete the final setup tasks.

Key words: PLC programmable controller ；Manipulator ；Stepping motor ；
Control design ；I/O interface ；Electrical circuit
目錄

摘要……………………………………………………………..……….……....Ⅰ
Abstract……………………………………………………………………...…Ⅱ
第1章緒論…………………………………………………………..….….1
1.1 課題背景…………………………………………………………...…..1
1.2 機械手的定義與分類……………………………………………...…..2
1.3 機械手應用及組成結構…………………………………………...…..2
1.4 機械手的發(fā)展趨勢…………………………………………….…..…..3
1.5 總體設計要求………………………………………………….…..…..4
1.6 基本內容和擬解決的問題……………………………………….….…5
第2章 PLC的介紹與選擇…………………………………….…..……6
2.1 PLC的特點………………………………………………….….…..…..6
2.2 PLC的選型……………………………………………………..…..…..7
2.3 三菱FX系列的結構功能………………………………….……...…..8
2.4 本章小結……………………………………………………….....……9
第3章各功能實現(xiàn)形式與控制方式…………………………..…..…11
3.1 機械手模型的機能和特性……………………………………..…..…11
3.2 夾緊機構…………………………………………………………....…11
3.3 軀干……………………………………………………………..…......11
3.4 直流電機的選擇…………………………………………………....…12
3.5 步進電機…………………………………………………………....…12
3.6 步進電機驅動器……………………………………………….......….14
3.7 傳感器……………………………………………………………......16
3.8 直流電機驅動單元……………………………………………..…....18
3.9 旋轉編碼盤………………………………………………………..…18
3.10本章小結………………………………………………………..…...20
第4章機械手手爪的設計……………………………………..…..….21
4.1 手爪的種類及設計注意事項……………………………………..…21
4.2 手指的抓取機能及手指尺寸計算………………………………..…22
4.3 夾緊氣缸的選用…………………………………………………..…25
4.4 手爪驅動力的計算…………………………………………………..26
4.5 氣壓傳動的設計要求……………………………………………..….30
4.6 氣壓傳動系統(tǒng)組成………………………………………………..….30
4.7 氣路設計………………………………………………………….…..30
4.8 本章小結…………………………………………………………..….31
第5章控制系統(tǒng)設計………………………………………………...…32
5.1 控制系統(tǒng)硬件設計………………………………………………..…32
5.2 PLC梯形圖中的編輯元件…………………………………….….…32
5.3 PLC的I/O分配………………………………………………..….…33
5.4 機械手控制系統(tǒng)的外部接線圖……………………………….….....33
5.5 控制系統(tǒng)軟件設計…………………………………………….….....34
5.6 公用程序……………………………………………………….….....35
5.7自動操作程序……………………………………………………...…36
5.8 手動單步操作程序……………………………………………...…...36
5.9 回原位程序……………………………………………………...…...36
5.10本章小結……………………………………………………….........47
結論……………………………………………………………………..……..48
參考文獻………………………………………………………………..........49
致謝………………………………………………………………………..….51
附錄…….……………………………………………………………………..52

...

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