機(jī)械手動(dòng)作的模擬

1、目錄一、摘要 1二、控制要求 2三、控制原理介紹及圖示. 31、機(jī)械手動(dòng)作的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖 32、輸入/輸出接線列表 33、控制過程 3四、控制方案. 51、工作過程分析 52、梯形圖 6五、運(yùn)行調(diào)試 9六、小結(jié). 10七、參考文獻(xiàn) 11一、摘要隨著工業(yè)自動(dòng)化的普及和發(fā)展，控制器的需求量逐年增大，搬運(yùn)機(jī)械手的應(yīng)用也逐漸普及。機(jī)械手：mechanical hand，也被稱為自動(dòng)手，auto hand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，可以更好地節(jié)約能源和提高運(yùn)輸設(shè)備或

2、產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運(yùn)方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（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)來實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，改變被抓持物件的位置和姿勢。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

3、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。機(jī)械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動(dòng)條件。就個(gè)人而言，希望通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)對未來將從事的工作進(jìn)行一次適應(yīng)訓(xùn)練，從中鍛煉自己分析問題、解決問題的能力，為今后的工作打下一個(gè)良好的基礎(chǔ)。由于能力所限，設(shè)計(jì)尚有許多不足之處，懇請老師給予指教。2、控制要求圖中為一個(gè)將工件由A處傳送到B處的機(jī)械手，上升/下降和左移/右移的執(zhí)行用雙線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成。當(dāng)某個(gè)電磁閥線圈通電，就一直

4、保持現(xiàn)有的機(jī)械動(dòng)作，例如一旦下降的電磁閥線圈通電，機(jī)械手下降，即使線圈再斷電，仍保持現(xiàn)有的下降動(dòng)作狀態(tài)，直到相反方向的線圈通電為止。另外，夾緊/放松由單線圈二位電磁閥推動(dòng)氣缸完成，線圈通電執(zhí)行夾緊動(dòng)作，線圈斷電時(shí)執(zhí)行放松動(dòng)作。設(shè)備裝有上、下限位和左、右限位開關(guān)，它的工作過程如圖所示，有八個(gè)動(dòng)作，即為：圖1 動(dòng)作順序圖三、控制原理介紹及圖示1、機(jī)械手動(dòng)作的模擬實(shí)驗(yàn)面板圖：圖2 實(shí)驗(yàn)?zāi)０鍒D2、輸入/輸出接線列表表1 輸入/輸出接線列表輸入接線SB1SQ1SQ2SQ3SQ4SB2X0X1X2X3X4X5輸出接線YV1YV2YV3YV4YV5HLY0Y1Y2Y3Y4Y53、工作過程分析當(dāng)機(jī)械手處于原位

5、時(shí)，上升限位開關(guān)I0.2、左限位開關(guān)I0.4均處于接通（“1”狀態(tài)），移位寄存器數(shù)據(jù)輸入端接通，使M10.0置“1”，Q0.5線圈接通，原位指示燈亮。按下啟動(dòng)按鈕，SB1置“1”，產(chǎn)生移位信號，M10.0的“1”態(tài)移至M101，下降閥輸出繼電器I0.0接通，執(zhí)行下降動(dòng)作，由于上升限位開關(guān)U0.2斷開，M10.0置“0”，原位指示燈滅。當(dāng)下降到位時(shí)，下限位開關(guān)SQ1接通，產(chǎn)生移位信號，M10.0的“0”態(tài)移位到M10.1，下降閥Q0.0斷開，機(jī)械手停止下降，M10.1的“1”態(tài)移到M10.2，M20.0線圈接通，M20.0動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，夾緊電磁閥Q0.1接通，執(zhí)行夾緊動(dòng)作，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器T37，

6、延時(shí)1.7秒。機(jī)械手夾緊工件后，T0動(dòng)合觸點(diǎn)接通，產(chǎn)生移位信號，使M10.3置“1”，“0”態(tài)移位至M102.，上升電磁閥YQ0.2接通，I0.1斷開，執(zhí)行上升動(dòng)作。由于使用S指令，M20.0線圈具有自保持功能，Q0.1保持接通，機(jī)械手繼續(xù)夾緊工件。當(dāng)上升到位時(shí)，上限位開關(guān)I0.2接通，產(chǎn)生移位信號，“0”態(tài)移位至M10.3，Q0.2線圈斷開，不再上升，同時(shí)移位信號使M10.4置“1”，Q0.4斷開，右移閥繼電器Q0.3接通，執(zhí)行右移動(dòng)作。待移至右限位開關(guān)動(dòng)作位置，I0.3動(dòng)合觸點(diǎn)接通，產(chǎn)生移位信號，使M10.3的“0”態(tài)移位到M10.4，Q0.3線圈斷開，停止右移，同時(shí)M10.4的“1”態(tài)已

7、移到M10.5，Q0.0線圈再次接通，執(zhí)行下降動(dòng)作。當(dāng)下降到使I0.1動(dòng)合觸點(diǎn)接通位置，產(chǎn)生移位信號，“0”態(tài)移至M10.5，“1”態(tài)移至M10.6，Q0.0線圈斷開，停止下降，R指令使M20.0復(fù)位，Q0.1線圈斷開，機(jī)械手松開工件；同時(shí)T38啟動(dòng)延時(shí)1.5秒，T1動(dòng)合觸點(diǎn)接通，產(chǎn)生移位信號，使M10.6變?yōu)椤?”態(tài)，M10.7為“1”態(tài)，Q0.2線圈再度接通，I0.1斷開，機(jī)械手又上升，行至上限位置，I0.2觸點(diǎn)接通，M10.7變?yōu)椤?”態(tài)，M11.2為“1”態(tài)，I0.2線圈斷開，停止上升，Y004線圈接通，X003斷開，左移。到達(dá)左限位開關(guān)位置，X004觸點(diǎn)接通，M11.2變?yōu)椤?”態(tài)，

8、M11.3為“1”態(tài)，移位寄存器全部復(fù)位，Q0.4線圈斷開，機(jī)械手回到原位，由于I0.2、I0.4均接通，M10.0又被置“1”，完成一個(gè)工作周期。再次按下啟動(dòng)按鈕，將重復(fù)上述動(dòng)作。四、控制方案1、工作過程分析：1） 使用狀態(tài)轉(zhuǎn)移指令當(dāng)滿足X000閉合條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S20，使線圈Y000得電，機(jī)械手開始下降；2） 當(dāng)滿足下限位開關(guān)X001閉合條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S21，觸發(fā)定時(shí)器T0，延時(shí)1S后，使Y001得電并保持；機(jī)械手夾緊工件；3） 當(dāng)滿足定時(shí)器T0條件時(shí)，觸發(fā)線圈Y002，機(jī)械手上升；4） 當(dāng)滿足上限位開關(guān)X002閉合條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S23，觸發(fā)線圈Y003，使機(jī)械手帶著工件右移；5） 當(dāng)滿足

9、右限位開關(guān)X003閉合條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S24，觸發(fā)線圈Y000，使機(jī)械手帶著工件下降；6） 當(dāng)滿足下限位開關(guān)X001閉合條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S25，使線圈Y001失電，機(jī)械手松開工件；定時(shí)器T0觸發(fā)；7） 當(dāng)滿足定時(shí)器T0條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S26，觸發(fā)線圈Y002，使機(jī)械手上升；8） 當(dāng)滿足上限位開關(guān)X002閉合條件時(shí)，跳轉(zhuǎn)到S27，觸發(fā)線圈Y004，使機(jī)械手左移；9） 當(dāng)滿足左限位開關(guān)X004閉合條件時(shí)，機(jī)械手停止左移，復(fù)位。 表2 機(jī)械手模擬控制系統(tǒng)的I/O分配表輸入信號輸出信號名稱輸入點(diǎn)編號名稱輸入點(diǎn)編號啟動(dòng)按鈕SB1X000機(jī)械手下降指示燈YV1Y000下限位按鈕SQ1X001機(jī)械手夾緊/放松指示

10、燈YV2Y001上限位按鈕SQ2X002機(jī)械手上升指示燈YV3Y002右限位按鈕SQ3X003機(jī)械手右移指示燈YV4Y003左限位按鈕SQ4X004機(jī)械手左移指示燈YV5Y0042.梯形圖 圖3 梯形圖五、運(yùn)行調(diào)試1.實(shí)驗(yàn)步驟 1. 主機(jī)模塊的COM接主機(jī)模塊輸入端的COM和輸出端的COM1、COM2、COM3、COM4、COM5。 2. 主機(jī)模塊的24+、COM分別接在實(shí)驗(yàn)單元的V+、COM。 3. 打開主機(jī)電源將程序下載到主機(jī)中。 4. 啟動(dòng)并運(yùn)行程序觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。六、小結(jié)通過這次設(shè)計(jì)培養(yǎng)了我綜合運(yùn)用所學(xué)知識(shí),發(fā)現(xiàn),提出,分析和解決實(shí)際問題,鍛煉實(shí)踐能力的重要環(huán)節(jié),是對我實(shí)際工作能力的具體訓(xùn)練和考察過程。懂得了理論與實(shí)際相結(jié)合的重要性，只有理論知識(shí)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，只有把所學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合起來，從理論中得出結(jié)論，從而提高自己的實(shí)際動(dòng)手能力和獨(dú)立思考的能力。對于PLC有了總體大致上的了解，也認(rèn)識(shí)到了在這個(gè)機(jī)械手的課題上還有很大的不足，還可以有更