機(jī)械手液壓系統(tǒng)電氣控制說(shuō)明書(shū)

1、湖南工業(yè)大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)資 料 袋 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 2013 2014學(xué)年第 二 學(xué)期 課程名稱 機(jī)電控制技術(shù) 指導(dǎo)教師 孫 曉 職稱 教授 學(xué)生姓名 邱琰 專業(yè)班級(jí) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化1105學(xué)號(hào) 11405701114 題 目 機(jī)械手液壓系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計(jì) 成 績(jī) 起止日期 2014年 6 月 17 日 2014年 6 月 21 日目 錄 清 單序號(hào)材 料 名 稱資料數(shù)量備 注1課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)12課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)13課程設(shè)計(jì)圖紙22張湖南工業(yè)大學(xué)課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)20132014學(xué)年第一學(xué)期 機(jī)械工程 學(xué)院（系、部） 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 專業(yè) 1105 班課程名稱： 機(jī)電控制

2、技術(shù) 設(shè)計(jì)題目： 機(jī)械手液壓系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計(jì) 完成期限：自 2014 年 6 月 17 日至 2014 年 6 月 21日共 1 周內(nèi)容及任務(wù)一、設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù) 機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測(cè)裝置三大部分組成，智能機(jī)械手還具有感覺(jué)系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多數(shù)采用電液（氣）機(jī)聯(lián)合傳動(dòng)。 JS01工業(yè)機(jī)械手屬于圓柱坐標(biāo)式、全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，具有手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)和手腕回轉(zhuǎn)四個(gè)自由度。執(zhí)行機(jī)構(gòu)相應(yīng)由手部、手腕、手臂伸縮機(jī)構(gòu)、手臂升降機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)定位裝置等組成，每一部分均由液壓缸驅(qū)動(dòng)與控制。它完成的動(dòng)作循環(huán)為：插定位銷手臂前伸手指張開(kāi)手指夾緊抓料手臂上升手臂縮回手腕

3、回轉(zhuǎn)180o拔定位銷手臂回轉(zhuǎn)95 o 插定位銷手臂前伸手臂中停（此時(shí)主機(jī)的夾頭下降夾料）手指松開(kāi)（此時(shí)主機(jī)夾頭夾著料上升）手指閉合手臂縮回手臂下降手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位拔定位銷手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位待料，泵卸載。二、設(shè)計(jì)任務(wù) 完成系統(tǒng)的繼電器控制原理圖、PLC控制原理圖及設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)一份三、設(shè)計(jì)工作量電氣圖23張，說(shuō)明書(shū)不少于8000字進(jìn)度安排起止日期工作內(nèi)容6.17講解設(shè)計(jì)目的、要求、方法，任務(wù)分工6.18根據(jù)指導(dǎo)書(shū)和任務(wù)書(shū)要求確定控制系統(tǒng)的輸入輸出點(diǎn)數(shù)、類型，確定輸入、輸出設(shè)備及元器件種類、數(shù)量，初步選定PLC型號(hào)6.19根據(jù)指導(dǎo)書(shū)和任務(wù)書(shū)繪制控制系統(tǒng)工作流程圖，確定每個(gè)動(dòng)作實(shí)現(xiàn)和解除必須的條件6.20繪制繼電

4、器控制原理圖、電路計(jì)算、元器件選擇列表編制控制系統(tǒng)的PLC控制程序6.21編寫設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)主要參考資料1 廖常初.PLC應(yīng)用技術(shù)問(wèn)答.第1版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，20062 濮良貴，級(jí)明剛. 機(jī)械設(shè)計(jì)M. 高等教育出版社， 1995年3 張萬(wàn)奎.機(jī)床電氣控制技術(shù).北京：北京大學(xué)出版社，2006.84 王炳實(shí).機(jī)床電氣自動(dòng)控制. 第三版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.55 王永華.現(xiàn)代電氣控制及PLC應(yīng)用技術(shù).第1版.北京:北京航空航天大學(xué)出版社,20036 成大先編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社， 2004年7 廖兆榮編.機(jī)床電氣自動(dòng)控制.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003.68 趙大興

5、編.工程制圖M.高等教育出版社， 2004年指導(dǎo)教師（簽字）： 2014年 6 月 20 日系（教研室）主任（簽字）： 2014年 6 月 22 日機(jī)電控制技術(shù)課程設(shè)計(jì)機(jī)械手液壓系統(tǒng)的電氣控制設(shè)計(jì)起止日期： 2014 年 6 月 17 日 至 2014 年 6 月 22 日學(xué)生姓名邱琰班級(jí)機(jī)設(shè)1105學(xué)號(hào)11405701114成績(jī)指導(dǎo)教師(簽字)機(jī)械工程學(xué)院2014年6月21日目 錄序 言1第一章 緒 論21.1 機(jī)械手的概述21.2 設(shè)計(jì)要求2第二章 分析JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及工作原理32.1液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)32.2液壓系統(tǒng)的分析42.3液壓系統(tǒng)工作原理5第三章 PLC控制系統(tǒng)10

6、3.1可編程控制器簡(jiǎn)介及應(yīng)用103.2可編程控制器的特點(diǎn)103.3繼電器-接觸器控制線路的設(shè)計(jì)113.4繼電器接觸器控制線路123.5一些低壓電器的選擇16第四章 可編程控制器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)194.1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則194.2 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟19總 結(jié)22感 言23參考文獻(xiàn)2422序 言機(jī)械手的概念和分類 機(jī)械手，英文名mechanical hand，是指能模仿人手和臂的某些動(dòng)作功能，用以按固定程序抓取、搬運(yùn)物件或操作工具的自動(dòng)操作裝置。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕

7、工和原子能等部門。 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。手部是用來(lái)抓持工件(或工具)的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動(dòng)(擺動(dòng))、移動(dòng)或復(fù)合運(yùn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢(shì)。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個(gè)自由度。自由度是機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵參數(shù)。自由度越多，機(jī)械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機(jī)械手有26個(gè)自由度。 機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為

8、專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。 機(jī)械手通常用作機(jī)床或其他機(jī)器的附加裝置，如在自動(dòng)機(jī)床或自動(dòng)生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒(méi)有獨(dú)立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險(xiǎn)物品的主從式操作手也常稱為機(jī)械手。第一章 緒 論1.1 機(jī)械手的概述機(jī)械手是模仿人的手部動(dòng)作，按給定程序、軌跡和要求實(shí)現(xiàn)自動(dòng)抓取、搬運(yùn)和操作的自動(dòng)裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作中能代替人作業(yè)，因此獲得日益廣泛的應(yīng)用。機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測(cè)裝置

9、三大部分組成，智能機(jī)械手還具有感覺(jué)系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多數(shù)采用電液(氣)機(jī)聯(lián)合傳動(dòng)。1.2 設(shè)計(jì)要求Js01工業(yè)機(jī)械手屬于圓柱坐標(biāo)式、全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，具有手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)和手腕回轉(zhuǎn)四個(gè)自由度。執(zhí)行機(jī)構(gòu)相應(yīng)由手部、手腕、手臂伸縮機(jī)構(gòu)、手臂升降機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)定位裝置等組成，每-部分均由液壓缸驅(qū)動(dòng)與控制。它完成的動(dòng)作循環(huán)為：插定位銷手臂前伸手指張開(kāi)手指夾緊抓料手臂上升手臂縮回手腕回轉(zhuǎn)180°拔定位銷手臂回95°插定位銷手臂前伸手臂中停(此時(shí)主機(jī)的夾頭下降夾料) 手指松開(kāi)(此時(shí)主機(jī)夾頭夾著料上升) 手指閉合手臂縮回手臂下降手腕回轉(zhuǎn)復(fù)位撥定位銷手臂回轉(zhuǎn)夏位待料，泵

10、卸載。第二章 分析JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)及工作原理JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖如圖1所示。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均由電控系統(tǒng)發(fā)信號(hào)控制相應(yīng)的電磁換向閥，按程序依次步進(jìn)動(dòng)作。電磁鐵動(dòng)作順序見(jiàn)表1。圖1 JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)2.1液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)該液壓系統(tǒng)的特點(diǎn)歸納如下：1）系統(tǒng)采用了雙聯(lián)泵供油，額定壓力為6.3MPa，手臂升降及伸縮時(shí)由兩個(gè)泵同時(shí)供油，流量為（35+18）L/min，手臂及手腕回轉(zhuǎn)，手指松緊及定位缸工作時(shí)，只由小流量泵2供油，大流量泵1自動(dòng)卸載。由于定位缸和控制油路所需壓力較低，在定位缸去路上串聯(lián)有減壓閥8，使之獲得穩(wěn)定的1.51.8MPa壓力。2）手臂的伸縮和升降采用單

11、桿雙作用液壓缸驅(qū)動(dòng)，手臂的伸出和升降速度分別由單向調(diào)整閥15、13和11實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速；手臂及手腕的回轉(zhuǎn)由擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)，其正反向運(yùn)動(dòng)亦采用單向調(diào)速閥17和18、23和24回油節(jié)流調(diào)速。3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位和緩沖是機(jī)械手工作平穩(wěn)可靠的關(guān)鍵。從提高生產(chǎn)率來(lái)說(shuō)，希望機(jī)械手正常工作速度越快越好，但工作速度越高，啟動(dòng)和停止時(shí)的慣性力就越大，振動(dòng)和沖擊就越大，這不僅會(huì)影響到機(jī)械手的定位精度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損傷機(jī)件。因此為達(dá)到機(jī)械手的定位精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求，一般在定位前要采取緩沖措施。該機(jī)械手手臂伸出、手腕回轉(zhuǎn)由死擋鐵定位保證精度，端點(diǎn)到達(dá)前發(fā)信號(hào)切斷油路，滑行緩沖；手臂縮回和手臂上升由行程開(kāi)關(guān)適時(shí)發(fā)信號(hào)

12、，提前切斷油路滑行緩沖并定位。此外，手臂伸縮缸和升降缸采用了電液換向閥換向，調(diào)節(jié)換向時(shí)間，亦增加緩沖效果。由于手臂的回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量圈套，轉(zhuǎn)速較高，運(yùn)動(dòng)慣性矩圈套，系統(tǒng)的手臂回轉(zhuǎn)缸除采用單向調(diào)速閥回油節(jié)流調(diào)速外，還在回油路上安裝有行程和節(jié)流閥19進(jìn)行減速緩沖，最后由定位缸插銷定位，滿足定位精度要求。4）為使手指夾緊缸夾緊工件后不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，保證牢固地夾緊工件，采用了液控單向閥21的鎖緊回路。5）手臂升降缸為立式液壓缸，為支承平衡手臂運(yùn)動(dòng)部件的自重，采用了單向順序閥12的平衡回路。2.2液壓系統(tǒng)的分析JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)電磁鐵、壓力繼電器動(dòng)作順序表如表1所示。表1 JS01工業(yè)機(jī)械手

13、液壓系統(tǒng)電磁鐵、壓力繼電器動(dòng)作順序表動(dòng)作順序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插銷定位+-+手臂前伸+手指張開(kāi)+手指抓料+手臂上升+手臂縮回+手腕回轉(zhuǎn)+拔定位銷+手臂回轉(zhuǎn)+插定位銷+-+手臂前伸+手臂中停+手指張開(kāi)+手指閉合+手臂縮回+手臂下降+手腕反轉(zhuǎn)+拔定位銷+手臂反轉(zhuǎn)+待料卸載+2.3液壓系統(tǒng)工作原理1、插定位銷（1、12）按下油泵起動(dòng)按鈕后，雙聯(lián)葉片泵1、2同時(shí)供油，電磁鐵1Y、2Y帶電，油液經(jīng)溢流閥3和4至油箱，機(jī)械手處于待料卸荷狀態(tài)。當(dāng)棒料到達(dá)待上料位置，啟動(dòng)程序動(dòng)作。電磁鐵1Y帶電，2Y不帶電，使泵1繼續(xù)卸荷，而泵2停止卸荷，同時(shí)12Y通電，液壓油流入定

14、位缸左腔，定位銷定位。進(jìn)油路：泵2單向閥6減壓閥8單向閥9二位二通閥25（右）定位缸左腔?；赜吐罚捍藭r(shí)，插定位銷以保證初始位置準(zhǔn)確。定位缸沒(méi)有回油路，它是依靠彈簧復(fù)位的。2、手臂前伸（5、12）插定位銷后，此支路系統(tǒng)油壓升高，使繼電器K26發(fā)訊，接通電磁鐵5Y，泵1和泵2經(jīng)相應(yīng)的單向閥匯流到電液換向閥14左位，進(jìn)入手臂伸縮缸油腔。進(jìn)油路：泵1單向閥5三位四通電液換向閥14（左）手臂伸縮缸右腔 泵2單向閥6單向閥7三位四通電液換向閥14（左）手臂伸縮缸右腔回油路：手臂伸縮缸左腔15的調(diào)速閥三位四通電液換向閥14（左）油箱3、手指張開(kāi)（1、9、12）手臂前伸至適當(dāng)位置，行程開(kāi)關(guān)發(fā)訊，電磁鐵1Y、9

15、Y帶電，泵1卸載，泵2供油，經(jīng)單向閥6，電磁閥20左位，進(jìn)入手指夾緊缸右腔。當(dāng)系統(tǒng)的液壓壓力到了打開(kāi)液控單向閥21后，油從左腔通過(guò)液控單向閥21及電磁閥20左位進(jìn)入油箱。進(jìn)油路：泵2單向閥6電磁閥20（左）手指夾緊缸右腔回油路：手指夾緊缸左腔液控單向閥21電磁閥20（左）油箱4、手指抓料（1、12）手指張開(kāi)后，時(shí)間繼電器延時(shí)。待棒料由送料機(jī)構(gòu)送到手指區(qū)域時(shí)，繼電起器發(fā)訊使9Y斷電，泵2的壓力油通過(guò)電磁閥20（右位）進(jìn)入缸的左腔，使手指夾緊棒料。進(jìn)油路：泵2單向閥6電磁閥20（右）液控單向閥21手指夾緊缸左腔回油路：手指夾緊缸右腔電磁閥20（右）油箱5、手臂上升（3、12）當(dāng)手指抓料后，手臂上升

16、。此時(shí)，泵1和泵2同時(shí)供油通過(guò)電液換向閥10（左）進(jìn)入手臂升降缸。進(jìn)油路：泵1單向閥5三位四通換向閥10（左）11的單向閥12的單向閥手臂升降缸下腔 泵2單向閥6單向閥7電液換向閥10（左）11的單向閥12的單向閥手臂升降缸下腔回油路：手臂升降缸上腔13的調(diào)速閥三位四通換向閥10（左）油箱6、手臂縮回（6、12）手臂上升至預(yù)定位置，碰行程開(kāi)關(guān)，3Y斷電，電液換向閥10復(fù)位，6Y帶電。泵1和泵2一起供油至電液換向閥14右端，壓力油通過(guò)15的單向調(diào)速閥進(jìn)入伸縮缸左腔，而右腔油液經(jīng)閥14右端回油箱。進(jìn)油路：泵1單向閥5電液換向閥14（右）15的單向調(diào)速閥手臂伸縮缸左腔 泵2單向閥6單向閥7電液換向閥

17、14（右）15的單向調(diào)速閥手臂伸縮缸左腔回油路：手臂伸縮缸右腔電液換向閥14（右）油箱7、手腕回轉(zhuǎn)（1、10、12）當(dāng)手臂上的碰塊碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，6Y斷電，電液換向閥14復(fù)位，1Y、10Y通電。此時(shí)，泵2單獨(dú)供油至電液換向閥22左端，通過(guò)24的單向閥進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)油缸，使手腕回轉(zhuǎn)。進(jìn)油路：泵2單向閥6電液換向閥22（左）24的單向閥手腕回轉(zhuǎn)缸回油路：手腕回轉(zhuǎn)缸23的調(diào)速閥電液換向閥22（左）油箱8、拔定位銷（1）當(dāng)手腕上的碰塊碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，10Y、12Y斷電，電液換向閥22和二位二通換向25復(fù)位，定位缸油液經(jīng)閥25左端回油箱，彈簧作用拔定位銷。進(jìn)油路：定位缸沒(méi)有進(jìn)油路，它是在彈簧作用下前進(jìn)的回

18、油路：定位缸左腔閥25（左）油箱9、手臂回轉(zhuǎn)（1、7）定位缸支路無(wú)油壓后，壓力繼電器K26發(fā)訊，接通7Y。泵2的壓力油進(jìn)入閥6經(jīng)換向閥16左端通過(guò)單向調(diào)速閥18最后進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸，使手臂回轉(zhuǎn)。進(jìn)油路：泵2單向閥6換向閥16（左）單向調(diào)速閥18手臂回轉(zhuǎn)缸回油路：手臂回轉(zhuǎn)缸單向調(diào)速閥17換向閥16（左）行程節(jié)流閥19油箱10、插定位銷（1、12）當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，7Y斷電，12Y重又通電，液壓油流入定位缸左腔，定位銷定位。進(jìn)油路：泵2單向閥6減壓閥8單向閥9二位二通閥25（右）定位缸左腔。此時(shí)，插定位銷以保證初始位置準(zhǔn)確。定位缸沒(méi)有回油路，它是依靠彈簧復(fù)位的。11、手臂前伸（5、12）插定

19、位銷后，此支路系統(tǒng)油壓升高，使繼電器K26發(fā)訊，接通電磁鐵5Y，泵1和泵2經(jīng)相應(yīng)的單向閥匯流到電液換向閥14左位，進(jìn)入手臂伸縮缸油腔。進(jìn)油路：泵1單向閥5三位四通電液換向閥14（左）手臂伸縮缸右腔 泵2單向閥6單向閥7三位四通電液換向閥14（左）手臂伸縮缸右腔回油路：手臂伸縮缸左腔15的調(diào)速閥三位四通電液換向閥14（左）油箱12、手臂中停（12）當(dāng)手臂前伸碰到行程開(kāi)關(guān)后，5Y斷電，伸縮缸停止動(dòng)作，確保手臂將棒料送到準(zhǔn)確位置處，“手臂中停”等主機(jī)夾頭夾緊棒料，夾頭夾緊棒料后，時(shí)間繼電器發(fā)訊。13、手指張開(kāi)（1、9、12）接到繼電器信號(hào)后，1Y、9Y通電，手指張開(kāi)同3。并啟動(dòng)時(shí)間繼電器延時(shí)，主機(jī)夾

20、頭移走棒料后，繼電器發(fā)訊。14、手指閉合（1、12）接繼電器信號(hào)，9Y斷電，手指閉合，泵2的壓力油通過(guò)電磁閥20（右位）進(jìn)入缸的左腔，使手指夾緊棒料。進(jìn)油路：泵2單向閥6電磁閥20（右）液控單向閥21手指夾緊缸左腔回油路：手指夾緊缸右腔電磁閥20（右）油箱15、手臂縮回（6、12）當(dāng)手指閉喝后，1Y斷電，使泵1和泵2一起供油，同時(shí)6Y通電，泵1和泵2一起供油至電液換向閥14右端，壓力油通過(guò)15的單向調(diào)速閥進(jìn)入伸縮缸左腔，而右腔油液經(jīng)閥14右端回油箱。進(jìn)油路：泵1單向閥5電液換向閥14（右）15的單向調(diào)速閥手臂伸縮缸左腔 泵2單向閥6單向閥7電液換向閥14（右）15的單向調(diào)速閥手臂伸縮缸左腔回油

21、路：手臂伸縮缸右腔電液換向閥14（右）油箱16、手臂下降（4、12）手臂縮回碰到行程開(kāi)關(guān)，6Y斷電，4Y通電。此時(shí)，電液換向閥10右端動(dòng)作，壓力油經(jīng)閥10和單向調(diào)速閥13進(jìn)入升降缸上腔。進(jìn)油路：泵1單向閥5閥10（右）閥13手臂升降缸上腔 泵2閥6閥7回油路：手臂升降缸下腔閥12閥11閥10（右）油箱17、手腕反轉(zhuǎn)（1、11、12）當(dāng)升降導(dǎo)套上的碰鐵碰到行程開(kāi)關(guān)時(shí)，4Y斷電，1Y、11Y通電。泵2供油至閥22右端，壓力油通過(guò)單向調(diào)速閥23進(jìn)入手腕回轉(zhuǎn)缸的另一腔，并使手腕反轉(zhuǎn)。進(jìn)油路：泵2閥6閥22（右）單向調(diào)速閥23手腕回轉(zhuǎn)缸回油路：手腕回轉(zhuǎn)缸單向調(diào)速閥24閥22（右）油箱18、拔定位銷（1）

22、手腕反轉(zhuǎn)碰到行程開(kāi)關(guān)后，11Y、12Y斷電。動(dòng)作順序同8。19、手臂反轉(zhuǎn)（1、8）拔定位銷，壓力繼電器發(fā)信號(hào)，8Y接通。換向閥16右端動(dòng)作，壓力油進(jìn)入手臂回轉(zhuǎn)缸的另一腔，手臂反轉(zhuǎn)，機(jī)械手復(fù)位。進(jìn)油路：泵2閥6換向閥16（右）單向調(diào)速閥17手臂回轉(zhuǎn)缸回油路：手臂回轉(zhuǎn)缸單向調(diào)速閥18換向閥16（右）行程節(jié)流閥19油箱20、待料卸載（1、2）手臂反轉(zhuǎn)到位后，啟動(dòng)行程開(kāi)關(guān)，8Y斷電，2Y接通。此時(shí)，兩油泵同時(shí)卸荷。機(jī)械手動(dòng)作循環(huán)結(jié)束，等待下一個(gè)循環(huán)。機(jī)械手的動(dòng)作也可由微機(jī)程序控制，與相關(guān)主機(jī)聯(lián)為一體，其動(dòng)作順序相同。第三章 PLC控制系統(tǒng)3.1可編程控制器簡(jiǎn)介及應(yīng)用 可編程控制器（PROGRAMMAB

23、LE CONTROLLER，簡(jiǎn)稱PC）。與個(gè)人計(jì)算機(jī)的PC相區(qū)別，用PLC表示。 可編程控制器是由微機(jī)控制的電子裝置，不僅能完成各種程序控制，而且還有數(shù)字運(yùn)算、數(shù)據(jù)處理、模擬量調(diào)節(jié)、操作顯示、聯(lián)網(wǎng)通信等功能，在工業(yè)控制當(dāng)中發(fā)揮著越來(lái)越大的作用。暫時(shí)可把它看作是繼電器、定時(shí)器和計(jì)數(shù)器的集合。PLC是在傳統(tǒng)的順序控制器的基礎(chǔ)上引入了微電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)和通訊技術(shù)而形成的一代新型工業(yè)控制裝置，目的是用來(lái)取代繼電器、執(zhí)行邏輯、記時(shí)、計(jì)數(shù)等順序控制功能，建立柔性的程控系統(tǒng)。國(guó)際電工委員會(huì)（IEC）頒布了對(duì)PLC的規(guī)定：可編程控制器是一種數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)，專為在工業(yè)環(huán)境下應(yīng)用而設(shè)計(jì)。

24、它采用可編程序的存貯器，用來(lái)在其內(nèi)部存貯執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí)、計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作的指令，并通過(guò)數(shù)字的、模擬的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過(guò)程?？删幊绦蚩刂破骷捌溆嘘P(guān)設(shè)備，都應(yīng)按易于與工業(yè)控制系統(tǒng)形成一個(gè)整體，易于擴(kuò)充其功能的原則設(shè)計(jì)。 在氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)中的控制部分經(jīng)常采用氣控和電控兩種控制方法。前者由氣動(dòng)邏輯元件、氣壓控制換向閥等組成；后者由電氣開(kāi)關(guān)元件、各種繼電器、電磁控制換向閥等組成。3.2可編程控制器的特點(diǎn)1） 應(yīng)用靈活 不僅可以適應(yīng)大小不同、功能繁雜的控制要求，而且可以適應(yīng)各種工藝流程經(jīng)常變更的場(chǎng)合。由于它的邏輯功能與控制要求是通過(guò)軟件來(lái)完成的，從而縮短了開(kāi)發(fā)周期，現(xiàn)場(chǎng)

25、安裝與接線簡(jiǎn)便，可以按積木方式擴(kuò)充和刪減其規(guī)模。2） 簡(jiǎn)單易學(xué)，操作方便PLC繼承了傳統(tǒng)繼電器控制理論，采用電氣操作人員習(xí)慣的梯形圖式編程方法，能方便的讀懂和編寫、修改應(yīng)用程序。另外PC帶有比較完善的監(jiān)視和診斷功能，對(duì)其內(nèi)部工作狀態(tài)、I/O點(diǎn)狀態(tài)和異常現(xiàn)象均有醒目的顯示，因此操作人員可以及時(shí)準(zhǔn)確了解和排除故障。3） 功能齊全PLC不僅有邏輯運(yùn)算功能，而且還有定時(shí)計(jì)數(shù)功能、四則運(yùn)算、比較、跳轉(zhuǎn)和強(qiáng)制輸入輸出狀態(tài)等功能。增加智能接口后，還具有處理模擬量等功能。4） 穩(wěn)定可靠PLC可以適應(yīng)惡劣的工業(yè)環(huán)境，抗干擾能力強(qiáng)。耐熱、防潮、抗震等性能也很好。5） PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、安裝、調(diào)試、維護(hù)方便由于

26、PLC已實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品系列化、標(biāo)注化和通用化，用PLC組成控制系統(tǒng)在 設(shè) 計(jì)、安裝、和維修等方面，表現(xiàn)了明顯的優(yōu)越性。設(shè)計(jì)部門能在規(guī)格繁多、品種齊全的系列化PLC產(chǎn)品中，精選他們所需的類型，使選定的PLC具有較高的性能價(jià)格比。6） 體積小、重量輕、功耗低由于PLC是將微電子技術(shù)運(yùn)用于工業(yè)控制設(shè)備的新型產(chǎn)品，因而PLC的結(jié)構(gòu)緊湊、堅(jiān)固、重量輕、功耗低。3.3繼電器-接觸器控制線路的設(shè)計(jì) 控制線路的設(shè)計(jì)選用控制線路的設(shè)計(jì)方法大體可分為二種，分別為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。一、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法1、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本步驟（1）收集分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有同類設(shè)備的相關(guān)資料，使所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)合理，滿足設(shè)計(jì)要求。（2）控制線路

27、設(shè)計(jì)，一般的壓力機(jī)控制線路設(shè)計(jì)包括主電路，控制電路輔助電路的設(shè)計(jì)。首先進(jìn)行主電路設(shè)計(jì)：主要是考慮從電源到執(zhí)行元件（例如電動(dòng)機(jī)）之間的線路設(shè)計(jì)。然后進(jìn)行控制線路設(shè)計(jì)：主要考慮如何滿足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)功能及生產(chǎn)工藝要求，包括實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化或半自動(dòng)化的控制等，也就是完成正確地“選擇”和有機(jī)地“組合”的任務(wù)；最后考慮如何完善整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)，各種保護(hù)，聯(lián)瑣以及信號(hào)，照明等輔助電路的設(shè)計(jì)。（3）全面檢查所設(shè)計(jì)電路，有條件時(shí)，可以進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。2、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本特點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)過(guò)程是逐步完善的，一般不易獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。但該方法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用很廣。（2）需反復(fù)修改，這樣會(huì)影響設(shè)計(jì)

28、速度。（3）需要一定的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中往往會(huì)因考慮不周而影響電路的可靠性。（4）一般需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)。二 邏輯設(shè)計(jì)法1、邏輯設(shè)計(jì)法的基本概念邏輯設(shè)計(jì)法，主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求（工作循環(huán)，液壓系統(tǒng)圖等），將控制線路中的接觸器，繼電器線圈的通電與斷電，觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)，以及主令元件的接通和斷開(kāi)等看成邏輯變量，并將這些邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律，對(duì)邏輯函數(shù)式進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后根據(jù)簡(jiǎn)化的邏輯函數(shù)式畫(huà)出相應(yīng)的線路原理圖，最后再進(jìn)一步檢查，化簡(jiǎn)和完善，以期獲得既滿足工藝要求，又經(jīng)濟(jì)合理的最佳設(shè)計(jì)方案。2、邏輯設(shè)計(jì)法的一般步驟（1）按工藝要求作出工作循環(huán)圖。（2）確定執(zhí)行

29、元件與檢測(cè)元件，并作出執(zhí)行元件節(jié)拍表和檢測(cè)元件狀態(tài)表。（3）根據(jù)檢測(cè)元件狀態(tài)表寫出各程序的特征數(shù)，并確定分組，設(shè)置中間記憶元件，各分組所有程序能區(qū)分開(kāi)。（4）列寫中間記憶元件開(kāi)關(guān)函數(shù)及其執(zhí)行元件動(dòng)作邏輯函數(shù)表達(dá)式，并畫(huà)出相應(yīng)的電路圖。（5）對(duì)按邏輯函數(shù)表達(dá)式畫(huà)出的控制邏輯電路圖進(jìn)行檢查，化簡(jiǎn)和完善。三、經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法的比較邏輯設(shè)計(jì)法與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法相比，采用邏輯設(shè)計(jì)的電路較為合理，能節(jié)省所用元件的數(shù)量，能獲得某種邏輯功能的最簡(jiǎn)電路，但是邏輯設(shè)計(jì)法整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于一些復(fù)雜的控制要求，還必須設(shè)計(jì)許多新的條件，同時(shí)對(duì)電路競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題也較難處理。因此，在一般的電器控制線路設(shè)計(jì)中，邏輯設(shè)計(jì)法僅

30、為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的輔助和補(bǔ)充。3.4繼電器接觸器控制線路對(duì)于線路的設(shè)計(jì)我們采用的是邏輯設(shè)計(jì)法，根據(jù)JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖和機(jī)械手的動(dòng)作要求，我作出了其繼電器電氣原理圖，見(jiàn)圖2。這里我們對(duì)其繼電器電氣原理圖進(jìn)行說(shuō)明。圖中SB2實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)功能，按下SB2能KM線圈得電，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，為下面的順序動(dòng)作做準(zhǔn)備。當(dāng)要進(jìn)行順序動(dòng)作時(shí)，繼電器工作順序如下 ：1插定位銷按下SB3，中間繼電器K1線圈得電并自鎖；1Y，12Y，K26得電，機(jī)械手的定位缸右移，到達(dá)極限位置時(shí)，插上定位銷。2手臂前伸當(dāng)定位缸到達(dá)極限位置時(shí)，同時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST1，中間繼電器K2得電并圖2 繼電器電氣原理圖自鎖，中間繼電器K2的輔助動(dòng)

31、斷點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電，同時(shí)5Y得電，手臂伸縮缸開(kāi)始前伸，實(shí)現(xiàn)手臂前能。3手指張開(kāi)當(dāng)手臂伸縮缸伸到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST2，中間繼電器K3得電并自鎖，中間繼電器K3的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，5Y失電；同時(shí)9Y得電，手指夾緊缸向右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指張開(kāi)功能。4手指抓料當(dāng)手指夾緊缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST3，中間繼電器K4得電并自鎖，中間繼電器K4的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，9Y失電；手指夾緊缸向左滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手指抓料功能。5手臂上升當(dāng)手指夾緊缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST4，中間繼電器K5得電并自鎖，中間繼電器K5的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電；同時(shí)3Y得電，手臂升降缸開(kāi)始上升，從而實(shí)現(xiàn)手臂上升功能

32、。6. 手臂縮回當(dāng)手臂升降缸上升到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST5，中間繼電器K6得電并自鎖，中間繼電器K6的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，3Y失電；同時(shí)6Y得電，手臂伸縮缸開(kāi)始向右滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手臂縮回功能7手腕回轉(zhuǎn)當(dāng)手臂伸縮缸向右縮到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST6，中間繼電器K7得電并自鎖，中間繼電器K7的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，6Y失電；同時(shí)10Y得電，手腕回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)功能8拔定位銷當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST7，中間繼電器K8得電并自鎖，中間繼電器K8的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，12Y失電，K26失電，10Y失電；拔出定位銷。9手臂回轉(zhuǎn)當(dāng)定位缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST8，電

33、磁閥7Y得電并自鎖，手臂回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)功能。10插定位銷當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST9，中間繼電器K10得電并自鎖，其輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，7Y失電；中間繼電器K9得電，其輔助動(dòng)合點(diǎn)關(guān)閉，12Y得電，K26得電，機(jī)械手的定位缸右移，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST11時(shí)，插上定位銷。11手臂前伸當(dāng)定位缸觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST10，中間繼電器K13得電并自鎖，中間繼電器K11得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)關(guān)閉，5Y得電；中間繼電器K12得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電；手臂伸縮缸開(kāi)始前伸，實(shí)現(xiàn)手臂前伸功能。12手臂中停當(dāng)手臂伸縮缸觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST11，中間繼電器K14得電并自鎖，同時(shí)其動(dòng)斷中間繼電器K11得

34、電，其動(dòng)合觸點(diǎn)關(guān)閉，5Y失電；同時(shí)6Y時(shí)間繼電器KT0得電，開(kāi)始延時(shí)。13. 手指張開(kāi)延時(shí)1S，延時(shí)開(kāi)關(guān)KT0閉合，中間繼電器K15得電，其動(dòng)短觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)，中間繼電器K12失電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，1Y得電；中間繼電器K16得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，9Y得電；手指夾緊缸向右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指張開(kāi)功能。14 手指閉合 當(dāng)手指夾緊缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST12中間繼電器K17得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，9Y失電；手指夾緊缸向左滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指閉合。15手臂縮回當(dāng)手指夾緊缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST13中間繼電器K20得電并自鎖，中間繼電器K18得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電；中間繼

35、電器K19得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，6Y得電，手臂伸縮缸向右滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)縮回功能。16. 手臂下降當(dāng)手臂伸縮缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST14中間繼電器K21得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，6Y失電；同時(shí)4Y得電，手臂升降缸開(kāi)始下降實(shí)現(xiàn)手臂下降功能。17. 手腕反轉(zhuǎn)當(dāng)手臂升降缸下降到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST15，中間繼電器K22得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，4Y失電；同時(shí)11Y得電。手腕回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。18. 拔定位銷當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST16，中間繼電器K23得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，11Y失電，12Y失電，壓力繼電器K26失電。定位缸開(kāi)始向左滑動(dòng)，拔下

36、定位銷。19. 手臂反轉(zhuǎn)：當(dāng)定位缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST17，中間繼電器K24得電并自鎖；同時(shí)8Y得電。手臂回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)動(dòng)。20. 待料卸載 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST18，2Y得電，實(shí)現(xiàn)待料卸載。KT1得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，延時(shí)3S后，中間繼電器K25得電,所有動(dòng)作結(jié)束。3.5一些低壓電器的選擇在設(shè)備電氣控制線路中，為了滿足生產(chǎn)工藝及電力拖動(dòng)的需要，電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常地起動(dòng)、制動(dòng)、改變運(yùn)動(dòng)方向、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載、短路、欠壓或失壓等情況時(shí)，控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)還應(yīng)當(dāng)自動(dòng)切斷電路，保護(hù)線路和設(shè)備。所有這些要求都需要借助于電器來(lái)完成。由于各類電器在設(shè)備電氣

37、控制系統(tǒng)中所處的位置和所起的作用不同，其因此選用的方法也不盡相同。生產(chǎn)機(jī)械常用低壓電器的選擇，主要依據(jù)是電器產(chǎn)品目錄上的各項(xiàng)指標(biāo)或數(shù)據(jù)。正確合理地選擇低壓電器是電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行、可靠工作的保證。對(duì)于電氣元件的選擇，在選擇時(shí)我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：根據(jù)對(duì)控制元件功能的要求，確定電氣元件功能的要求，確定電氣元件類型。如繼電器與接觸器，當(dāng)元件用于通，斷功率較大的主電路時(shí)，應(yīng)選擇交流接觸器；若元件用于切換功率較小的電路（如控制電路）時(shí)，則應(yīng)選擇中間繼電器；若伴有延時(shí)要求時(shí)，則應(yīng)選用時(shí)間繼電器。根據(jù)電氣控制的電壓，電流及功率的大小來(lái)確定元件的規(guī)格，滿足元器件的負(fù)載能力及使用壽命。掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供

38、應(yīng)情況，如防油，防塵，貨源等。為了保證一定的可靠性，采用相應(yīng)的降額系數(shù)，并進(jìn)行一些必要的技術(shù)和校核。1、按鈕 按鈕通常是用來(lái)短時(shí)間接通或斷開(kāi)小電流控制電路的開(kāi)關(guān)。目前按鈕在結(jié)構(gòu)上有多種形式：旋鈕式手動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；指示燈按鈕內(nèi)裝入了信號(hào)指示燈；緊急式裝有蘑菇形式旋帽，用于緊急操作；等等。一般來(lái)說(shuō)，停止按鈕采用紅色。按鈕主要根據(jù)所需要的觸點(diǎn)數(shù)，使用場(chǎng)合及顏色來(lái)選擇。2 、低壓開(kāi)關(guān)低壓開(kāi)關(guān)主要包括如下幾種。1)刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)主要用于接通或切斷長(zhǎng)期改組設(shè)備的電源。一般刀開(kāi)關(guān)的額定電壓不超過(guò)500V額定電流為10A到上千安多種等級(jí)。有些刀開(kāi)關(guān)附有熔斷器。不帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)主要有HD型及HS型，帶熔斷器式

39、開(kāi)關(guān)有HK，HR3系列等。刀開(kāi)關(guān)主要根據(jù)電源種類，電壓等級(jí)，電動(dòng)機(jī)容量，所需極數(shù)及使用場(chǎng)來(lái)選擇。 2)組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)主要是作為電源引入開(kāi)關(guān)，所以也稱電源隔離開(kāi)關(guān)。它可以啟停5KW以下的異步電動(dòng)機(jī)，但每小時(shí)的接通次數(shù)不宜超過(guò)10次，開(kāi)關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5倍。組合開(kāi)關(guān)主要根據(jù)電源種類，電壓等級(jí)，所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選用。常用的組合開(kāi)關(guān)為HZ-10系列，額定電流10A，25A，60A和100A四種，適用于交流電壓380V以下，支流電壓220V以下的電氣設(shè)備中。3)限位開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)）限位開(kāi)關(guān)是依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的行程位置而動(dòng)作的小電流開(kāi)關(guān)。它的選用主要根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開(kāi)

40、關(guān)形式的要求，對(duì)觸點(diǎn)數(shù)目，電壓種類，電壓與電流等級(jí)的要求來(lái)確定。機(jī)床常用的有LX2型，LX19型，JLXK1型，LXW11型和JLXK-111型微動(dòng)開(kāi)關(guān)等。對(duì)于要求動(dòng)作快，靈敏度高的行程控制，可采用接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)也稱為無(wú)觸點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)運(yùn)動(dòng)部件引起的電磁場(chǎng)變化而動(dòng)作的。接近開(kāi)關(guān)壽命長(zhǎng)，可靠性好，但精度和價(jià)格不如限位開(kāi)關(guān)。 4)自動(dòng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)開(kāi)關(guān)又稱自動(dòng)空氣斷路器，自動(dòng)開(kāi)關(guān)在壓力機(jī)上應(yīng)用的很廣泛。這是因?yàn)樽詣?dòng)開(kāi)關(guān)既接通或分?jǐn)嗾９ぷ麟娏?，也能自?dòng)分?jǐn)噙^(guò)載或短路電流，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，有欠壓和過(guò)載短路保護(hù)作用。選擇自動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)考慮其主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓，額定電流和允許切斷的極限電流等。自動(dòng)開(kāi)關(guān)拖

41、扣器的額定電流應(yīng)等于或大于負(fù)載允許的長(zhǎng)期平均電流；自動(dòng)開(kāi)關(guān)的極限分?jǐn)嗄芰σ笥?，至少要等于電路最大短路電流；自?dòng)開(kāi)關(guān)拖扣器電流整定應(yīng)按下面的原則：欠電壓拖扣器額定電壓等于主電路等于主電路額定電壓；熱拖扣器的整定電流與被控對(duì)象（負(fù)載）額定電流相等；電磁拖扣器的瞬時(shí)拖扣器整定電流應(yīng)大于負(fù)載正常工作時(shí)的尖峰電流；保護(hù)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電磁拖扣器的瞬時(shí)拖扣電流為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的1.7倍。3 接觸器的選用選擇接觸器主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)：電源種類（直流或交流）；主觸點(diǎn)額定電流；輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流；電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓；額定操作頻率等。機(jī)床用的最多的是交流接觸器。交流接觸器的選擇主要考慮

42、主觸點(diǎn)的額定電流、額定電壓、線圈電壓等。交流接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓一般按高于線路額定電壓來(lái)確定。根據(jù)控制回路的電壓決定接觸器的線圈電壓。為保證安全，一般接觸器吸引線圈選擇較低的電壓。但如果在控制線路比較簡(jiǎn)單的情況下，為了省去變壓器，可選用380V電壓。值得注意的是，接觸器產(chǎn)品系列是按使用類 別設(shè)計(jì)的，所以要根據(jù)接觸器負(fù)擔(dān)的工作任務(wù)來(lái)選用相應(yīng)的產(chǎn)品系列。接觸器輔助觸點(diǎn)的數(shù)量、種類滿足線路的需要。 4 繼電器的選用一般繼電器的選用一般繼電器是指具有相同電磁系統(tǒng)的繼電器，又稱電磁繼電器。選用時(shí)，除滿足繼電器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)按照控制需要分別選用過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器、過(guò)電壓繼電器、

43、欠電壓繼電器中間繼電器等。另外電壓、電流繼電器還有交流、直流之分，選擇時(shí)也應(yīng)當(dāng)注意。時(shí)間繼電器的選擇時(shí)間繼電器是壓力機(jī)控制線路中常用電器之一。它的類型有：電磁式，空氣阻尼式，電動(dòng)式及電子式等。用的較多的是空氣阻尼式時(shí)間繼電器，它的特點(diǎn)是工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，延時(shí)整定范圍較寬（可達(dá)0.4s180s）時(shí)間繼電器型式多樣，各具特點(diǎn)，選擇時(shí)應(yīng)從以下幾方面考慮。(1) 根據(jù)控制線路的要求來(lái)選擇延時(shí)方式，即通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型。(2) 根據(jù)延時(shí)準(zhǔn)確度要求和延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)選擇。(3) 根據(jù)使用場(chǎng)合、工作環(huán)境選擇合適的時(shí)間繼電器。熱繼電器的選擇熱繼電器的選擇應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素來(lái)考

44、慮。一方面要充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，另一方面，對(duì)電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載與起動(dòng)瞬間不受影響。熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇。星形連接的電動(dòng)機(jī)可以選擇兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，三角形連接的電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)選擇帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。根據(jù)以上步驟及參考資料的查找，制定了本課程設(shè)計(jì)中繼電器元件表。（見(jiàn)表2）表2 電氣元件表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量M異步電動(dòng)機(jī)JO22141.1KW 380V 2.67A 1410R/MIN1FR熱繼電器JR16B20額定電流3.5A 整定電流2.67A1FU熔斷器RL115熔體15A1K中間接觸器JZ744線圈電壓127V 5A25KM交流接觸器CJ105線圈電壓127V 40A1

45、SB控制按鈕LA10黑色3KT時(shí)間繼電器JZ7-1A5A 380V/1272ST行程開(kāi)關(guān)JLXK1-311動(dòng)作力大于20N18第四章 可編程控制器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)4.1 可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則在設(shè)計(jì)可編程控制器系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。1） 最大限速地滿足控制要求充分發(fā)揮可編程控制器功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)工程管理和技術(shù)人員及操作人員緊密配合，共同解決重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。2） 保證系統(tǒng)安全可靠保證可編程控制器控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全，可靠，穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。3）力

46、求簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，使用與維修方便在滿足控制要求的前提下，一方面要注意不斷擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷降低工程的成本，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 4）適應(yīng)發(fā)展的需要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。4.2 可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟1）分析被控對(duì)象并提出控制要求在設(shè)計(jì)繼電器-接觸器的時(shí)候我們已經(jīng)對(duì)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了其控制方案并擬訂了任務(wù)書(shū)。2）確定輸入/輸出設(shè)備根據(jù)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。 輸入設(shè)備：開(kāi)關(guān)SB1， SB2，SB3，18個(gè)行程開(kāi)關(guān)輸出設(shè)備：手臂伸縮缸的伸縮、手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)、手指夾緊缸的夾緊與張

47、開(kāi)、手腕回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)動(dòng)、定位缸的滑動(dòng)、手臂升降缸升降。3）選擇可編程控制器本系統(tǒng)有輸入信號(hào)19個(gè)，輸出信號(hào)12個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，類型及控制要求，同時(shí)考慮到維護(hù)，改造和經(jīng)濟(jì)性等諸多因素，由參考資料1表5-1選擇可編程控制器型號(hào)為FX2N-48MR-001，共有24個(gè)輸入點(diǎn)，24個(gè)輸出點(diǎn)，可滿足控制要求。4）軟件編制根據(jù)系統(tǒng)要求可知，繪制PLC電氣原理圖如圖3，根據(jù)PLC電氣原理圖寫出指令表，見(jiàn)表3。圖3 PLC原理圖 表3 系統(tǒng)指令表步序指令步序指令步序指令步序指令0LD M800228SET S2556STL S3084LD X151SET S2029STL S2557RST 1Y85SET S362STL S2030RST 3Y58SET 5Y86STL S363LD X131SET 6Y59LD X1187SET 1Y4SET S2132LD X660SET S3188SET 11Y5OR X033SET S2661STL S3189RST 4Y6SET 1Y34STL S2662RST 5Y90LD X167SET 12Y3