机电传动课程设计汇本(周毅)

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1、目录1.机械手与PLC介绍11.1机械手的介绍11.2PLC的介绍21.3机械手设计任务书22.电器控制部分设计42.1系统的整体设计分析42.2主电路设计42.3操作面板设计52.4PLC选型62.5I/O地址分配82.6电器原件93.机械手程序设计113.1机械手电气控制系统流程图113.2梯形图程序设计114.设计小结20【参考文献】21机械手电气控制系统设计班级：20121057班学号：2012129232姓名：周毅指导老师：钟先友【摘要】机械手是工业控制和加工中经常用到的执行部件，具有能适应恶劣工作环境、效率高、

2、安全稳定和可进行高强度工作的优点，在自动化生产线上有广泛的应用。机械手是能够模仿人体上肢的部分功能，可以对其进行自动控制使其按照预定要求输送制品或操持工具进行生产操作的自动化生产设备。PLC设计的机械手采用电气可编程控制技术与液压技术相结合，使整个系统自动化程度更高，控制方式更灵活，性能更加可靠；电气方面有交流电机、热继电器、变压器、熔断器等器件组成。机械手的程序设计分为用户程序、调试程序、自动运行程序。用户程序主要实现对电机的启动以及调用子程序，调试程序可以实现单步执行动作，通过按钮可以调节机械手的每一个动作，自动运行程

3、序，可以实现机械手的自动运行。【关键词】：机械手PLC电气控制1.机械手与PLC介绍1.1机械手的介绍工业机械手的种类很多，关于分类的问题，目前在国内尚无统一的分类标准，在此暂按使用范围、驱动方式和控制系统等进行分类。按用途分：机械手可分为专用机械手和通用机械手两种:专用机械手，它是附属于主机的、具有固定程序而无独立控制系统的机械装置。专用机械手具有动作少、工作对象单一、结构简单、使用可靠和造价低等特点，适用于大附属，如自动机床、自动线的上、下料机械手和加工中心批量的自动化生产的自动换刀机械手。通用机械手，它是一种具有独立

4、控制系统的、程序可变的、动作灵活多样的机械手。通过调整可在不同场合使用，驱动系统和性能范围内，其动作程序是可变的，控制系统是独立的。通用机械手的工作范围大、定位精度高、通用性强，适用于不断变换生产品种的中小批量自动化的生产。按控制方式分点位控制，它的运动为空间点到点之间的移动，只能控制运动过程中几个点的位置，不能控制其运动轨迹。若欲控制的点数多，则必然增加电气控制系统的复杂性。目前使用的专用和通用工业机械手均属于此类。连续轨迹控制，它的运动轨迹为空间的任意连续曲线，其特点是设定点为无限的，整个移动过程处于控制之下，可以实现

5、平稳和准确的运动，并且使用范围广，但电气控制系统复杂。这类工业机械手一般采用小型计算机进行控制[4]。本设计中的机械手采用关节式结构，并用电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统。1.2PLC的介绍概念：可编程序控制器，英文称ProgrammableController，简称PC。但由于PC容易和个人计算机（PersonalComputer）混淆，故人们仍习惯地用PLC作为可编程控制器的缩写。它是一个以微处理器为核心的数字运算操作的电子系统装置，专为在工业现场应用而设计，它采用可编程序的存储器

6、，用以在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时/计数和算术运算等操作指令，并通过数字式或模拟式的输入、输出接口，控制各种类型的机械或生产过程。工作原理：PLC是采用“顺序扫描，不断循环”的方式进行工作的。即在PLC运行时，CPU根据用户按控制要求编制好并存于用户存储器中的程序，按指令步序号（或地址号）作周期性循环扫描，如无跳转指令，则从第一条指令开始逐条顺序执行用户程序，直至程序结束。然后重新返回第一条指令，开始下一轮新的扫描。在每次扫描过程中，还要完成对输入信号的采样和对输出状态的刷新等工作。PLC的一个扫描周期必经输入

7、采样、程序执行和输出刷新三个阶段。特点：1.抗干扰能力强、可靠性高。2.控制系统结构简单，通用性强。3.编程方便，易于使用。4.功能强大，成本低。5.设计、施工、调试的周期短。6.维护方便。1.3机械手设计任务书机械手结构、动作与控制要求机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产自动化。本设计中的机械手采用关节结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则制的电气控制系统。机械手的结构如图1-1所示，主要由手指1、手腕2、小臂3和大臂5等几部分

8、组成。料架6为旋转式，由料盘和棘轮机构组成。每次转动一定角度(由工件数决定)以保证待工零件4对准机械手。图1-1机械手外形及其与料架的配置1-手部2-手腕3-小臂4-工件5-大臂6-料架以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是:由原始位置将已加工好的工件卸下，放回料架，等料架转过一定角