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1、一 寸 光 阴 不 可 轻 I 吉林电子信息职业技术学院吉林电子信息职业技术学院 电气工程系毕业论文电气工程系毕业论文 基于基于 PLC 的气动机械手设计的气动机械手设计 毕 业 生 姓 名： 指导教师、职称： 学 号： 专 业 名 称： 一 寸 光 阴 不 可 轻 II 摘摘 要要 伴随着机电一体化在各个领域的应用，机械设备的自动控制成分显得越来越重要， 由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳 动强度，甚至于危机生命。因此机械手就在这样诞生了,机械手是工业机器人系统中传 统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。其中的工业机械手是近代自动控制领域 中出现
2、的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：它能部分地代 替人工操作；能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送 和装卸；能制作必要的机具进行焊接和装配从而大大改善工人的劳动条件，显著地提高 劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。本设计采用三菱 Q 系列 PLC 作 为控制机对工业机械手进行控制及监控。 关键词：关键词：可编程控制器 PLC， 机械手，气动 一 寸 光 阴 不 可 轻 III Abstract Follows the integration of machinery in each domain application, the
3、mechanical device automatic control ingredient is appearing more and more importantly, industry manipulator is a new technology which in the modern automatic control domain appears, its development is because its positive role was knowing day by day for the people: It can the partial zones for the m
4、anual control; Can defer to the production craft the request, follows the certain procedure, the time and the position completes the work piece the transmission and loading and unloading; Can manufacture the essential machines and tools to carry on the welding and the assembly thus greatly improves
5、workers work condition, remarkably enhances the labor productivity, speeds up realizes the industrial production mechanization and the auto mated step. This design uses grinds the overseas Chinese laborer industry control computer to take on the position machine, Q PLC carries on the monitoring and
6、the performance data as the lower position machine to freedom industries manipulator files away. 一 寸 光 阴 不 可 轻 IV 目 录 第一章 绪论 . 6 1.1 气动机械手概述 . 6 1.2 机械手的组成和分类 . 6 1.2.1 机械手的组成 . 6 1.2.2 机械手的分类 . 9 1.3 国内外发展状况 . 10 1.4 课题的提出及主要任务 . 12 1.4.1 课题的提出 . 12 1.4.2 课题的主要任务 . 13 第二章 机械手的设计方案 . 13 2.1 机械手的坐标型式
7、与自由度 . 14 2.2 机械手的手部结构方案设计 . 15 2.3 机械手的手腕结构方案设计 . 15 2.4 机械手的手臂结构方案设计 . 15 2.5 机械手的驱动方案设计 . 16 2.6 机械手的控制方案设计 . 16 2.7 机械手的主要参数 . 16 2.8 机械手的技术参数列表 . 16 2.9 前法兰式气缸的简介 . 18 第三章 手臂伸缩、回转气缸的尺寸设计与校核 . 18 3.1 手臂伸缩气缸的尺寸设计与校核 . 18 3.1.2 平衡装置 . 20 3.2 手腕回转气缸的尺寸设计与校核 . 21 3.2.1 尺寸设计 . 21 3.2.2 尺寸校核 . 21 第四章
8、气动系统设计 . 22 41 气压传动系统工作原理图 . 22 第五章 机械手的 PLC 控制设计 . 24 一 寸 光 阴 不 可 轻 V 5.1 可编程序控器的简介 . 24 5.2 PLC 的结构，种类和分类 . 25 5.3 FX2n 系列三菱 PLC 特点 . 27 5.4 接近开关传感器 . 28 5.5 I/O 接口简介 . 29 5.6 行程开关的介绍 . 30 5.6.1 行程开关的概念 . 30 5.6.2 行程开关的作用及原理 . 30 5.7 电路的总体设计 . 30 5.7.1 回路的设计 . 30 5.7.2 系统输入/输出分布表 . 31 5.73 机械手的程序设计 . 32 5.7.4 步进电机的运行控制 . 33 5.7.5 各模块的程序设计 . 34 第六章 结 论 . 43 结束语 . 44 参考文献 . 45 一 寸 光 阴 不 可 轻 6 第一章第一章 绪论绪论 1.1 气动机械手概述 气动机械手由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和检测传感装置构 成，是一种仿人操作，自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的机 电一体化自动化设备。特别适合于
