《简易机械手的设计与实现》由会员分享，可在线阅读，更多相关《简易机械手的设计与实现（22页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、毕业论文（设计）题目 简易机械手的设计与实现 姓 名 邵长明 学 号 09020509 班 级 090205 专 业 机电一体化 分 院 工程技术分院 指导教师 宋云艳 史晶 周嵬 2011 年 6月 6日 前言可编程序控制器（PLC）已在工业生产过程的自动控制中得到了广泛的应用。它是以微处理器为核心，综合计算机技术，自动控制技术和通信技术发展起来的一种通用的自动控制装置，它具有结构简单，易于编程，性能优越，可靠性高，灵活通用和使用简单等一系列优点；气动技术也是实现工业自动化的手段，并已广泛应用于各个部门，在机械产品自动化，工业自动化及企业技术改造方面占有很重要地位。气压传动的介质来自于空气，
2、环境污染小，工程易于实现。机械手在工业自动化生产得到了很好的利用，它可以减少人的充分操作，并且它还可以完成人无法完成的操作，从而大大地提高了工业的生产效率。机械手是工业机械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控制领域中出现的一项新技术，它的发展是由于其积极作用正日益为人们所认识：他能部分代替人工操作，能按照生产工艺的要求，能遵循一定的程序，时间，位置能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工作条件，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。关键词：机械手、PLC 目录前言2目录3第一章 PLC及机械手的简介
3、1.1机械手课题设计实训装置介绍41.2机械手的概述5第二章 机械手程序设计2.1机械结构测绘72.2气动控制系统的设计与实现11 2.3气动控制回路11 2.4I/O分配根据12 2.5I/O分配表12 2.6 I/O接线图13 2.7编写和调试plc控制程序 程序清单（说明）14 2.8程序调试（程序调试过程记录）20第三章 总结 3.1总结与评价21 3.2致谢213.3参考文献221.1机械手课题设计实训装置介绍YL-335B自动型生产线亚龙 YL-335B 型自动生产线实训考核装备在铝合金导轨式实训台上安装送料、加 工、装配、输送、分拣等工作单元，构成一个典型的自动生产线的机械平台，
4、系统各 机构的采用了气动驱动、变频器驱动和步进（伺服）电机位置控制等技术。亚龙YL-335B 型自动生产线实训考核装备由安装在铝合金导轨式实训台上的送料 单元、加工单元、装配单元、输送单元和分拣单元 5 个单元组成。下图为YL-335B生产线外观。 1.2机械手的概述 输送单元的结构与工作过程输送单元的基本功能：该单元通过直线运动传动机构驱动抓取机械手装置到指 定单元的物料台上精确定位，并在该物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定 地点然后放下，实现传送工件的功能。输送单元的外观如图1-7所示输送单元的结构与工作过程 输送单元工艺功能是：驱动其抓取机械手装置精确定位到指定单元的物料台，在
5、物料台上抓取工件，把抓取到的工件输送到指定地点然后放下的功能。 YL335B 出厂配置时，输送单元在网络系统中担任着主站的角色，它接收来自触 摸屏的系统主令信号，读取网络上各从站的状态信息，加以综合后，向各从站发送控制要求，协调整个系统的工作。 输送单元由抓取机械手装置、直线运动传动组件、拖链装置、PLC 模块和接线端 口以及按钮/指示灯模块等部件组成。图7-1 是安装在工作台面上的输送单元装置侧部分。 抓取机械手装置 抓取机械手装置是一个能实现三自由度运动（即升降、伸缩、气动手指夹紧/松开 和沿垂直轴旋转的四维运动）的工作单元，该装置整体安装在直线运动传动组件的滑 动溜板上，在传动组件带动下
6、整体作直线往复运动，定位到其他各工作单元的物料台， 然后完成抓取和放下工件的功能。下图是该装置实物图。 图 7-2 抓取机械手装置 具体构成如下： 气动手爪：用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。伸缩气缸：用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。 回转气缸：用于驱动手臂正反向90度旋转，由一个二位五通单向电控阀控制。 提升气缸：用于驱动整个机械手提升与下降。由一个二位五通单向电控阀控制。 抓取机械手工作过程：1、 输送单元在通电后，按下复位按钮SB1，执行复位操作，机械手处于初始位置，在复位过程中，“正常工作”指示灯HL1以1Hz的频率闪烁。2、 抓取机械手装置从供料站出料台抓取
7、工件，抓取的顺序是：手臂伸出手爪夹紧抓取工件提升台上升手臂缩回。3、 机械手臂缩回后，摆台逆时针旋转90。4、 工件放到加工站物料台上，抓取机械手装置在加工站放下工件的顺序是：手臂伸出提升台下降手爪松开放下工件手臂缩回2.1机械结构测绘 123对提升机构1、2、3部件进行测绘并用CAD绘出零件图及其装备图 2.2气动控制系统的设计与实现 清单： 名称数量备注摆动气缸1手指气缸1手抓伸出气缸1提升台气缸1单向电磁阀3双向电磁阀1输送单元的抓取机械手装置上的所有气缸连接的气管沿拖链敷设，插接到电磁阀组上，其气动控制回路如下。 2.3气动控制回路：在气动控制回路中，驱动摆动气缸和气动手指气缸的电磁阀
8、采用的是二位五通双 电控电磁阀，电磁阀外形如下图。 双电控电磁阀与单电控电磁阀的区别在于，对于单电控电磁阀，在无电控信号时， 阀芯在弹簧力的作用下会被复位，而对于双电控电磁阀，在两端都无电控信号时，阀芯的位置是取决于前一个电控信号。 图 双电控气阀示意图 注意：双电控电磁阀的两个电控信号不能同时为“1”，即在控制过程中不允许两 个线圈同时得电，否则，可能会造成电磁线圈烧毁，当然，在这种情况下阀芯的位置 机械手的plc控制与编程选择plc类型2.4 I/O分配根据根据：PLC的选型S7-200-226 CN DC/DC/DC由于机械手系统的输入/输出接点少，要求电气控制部分体积小，成本低，并能够
9、用计算机对PLC进行监控和管理，S7-200 PLC是超小型化的PLC，它适用于各行各业，各种场合中的自动检测、监测及控制等。S7-200 PLC的强大功能使其无论单机运行，或连成网络都能实现复杂的控制功能。本机集成24 输入/16 输出共40 个数字量I/O 点。可连接7 个扩展模块，最大扩 CPU 226 CN 展至248 路数字量I/O 点或35 路模拟量I/O 点。26K 字节程序和数据存储空间。 6 个独立的30kHz 高速计数器，2 路独立的20kHz 高速脉冲输出，具有PID 控制器。2 个RS485 通讯/编程口，具有PPI 通讯协议、MPI 通讯协议和自由方式通讯能力。I/O
10、 端子排可很容易地整体拆卸。用于较高要求的控制系统，具有更多的输入/输出点，更强的模块扩展能力，更快的运行速度和功能更强的内部集成特殊功能。可完全适应于一些4 复杂的中小型控制系统。2.5I/O分配表输入输出机械手抬升下限检测I0.0提升台上升电磁阀Q0.0机械手抬升上限检测I0.1回转气缸左旋电磁阀Q0.1机械手旋转左限检测I0.2回转气缸右旋电磁阀Q0.2机械手旋转右限检测I0.3手臂伸出电磁阀Q0.3机械手伸出I0.4手爪夹紧电磁阀Q0.4机械手缩回I0.5手爪放松电磁阀Q0.5夹紧检测I0.6运行指示灯HL1Q1.1启动按钮I1.1复位按钮I1.2停止按钮I1.32.6 I/O接线图2.7编写和调试plc控制程序程序清单（说明）2.8程序调试（程序调试过程记录）1) 按下起动按钮SB1时，机械手系统工作。首先手臂伸出电磁阀通电，手臂伸出，手臂伸出到位； 2) 手爪夹紧电磁阀通电，手爪夹紧，夹紧检测到位；3) 提升台上升电磁阀通电，手臂上升，机械手抬升上限检测到位；4) 手臂电磁阀动作，手臂缩回，机械手缩回到位；5) 机械手臂缩回后，摆台逆时针旋转90，机械手旋转左限检测；6) 手臂伸出电磁阀通电，手臂伸出，机械手伸出到位；7) 提升台电磁阀动作，提升台下降；机械手抬升下限检测；8) 手爪
