畢業(yè)設(shè)計--搬運機械手工藝流程設(shè)計

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　隨著工業(yè)自動化的普及和發(fā)展，控制器的需求量逐年增大，搬運機械手的應(yīng)用也逐漸普及，主要在汽車，電子，機械加工、食品、醫(yī)藥等領(lǐng)域的生產(chǎn)流水線或貨物裝卸調(diào)運, 可以更好地節(jié)約能源和提高運輸設(shè)備或產(chǎn)品的效率，以降低其他搬運方式的限制和不足，滿足現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求。</p><p>　　本機械手的機械結(jié)構(gòu)主要包

2、括由兩個電磁閥控制的液壓鋼來實現(xiàn)機械手的上升下降運動及夾緊工件的動作，兩個轉(zhuǎn)速不同的電動機分別通過兩線圈控制電動機的正反轉(zhuǎn)，從而實現(xiàn)小車的快進(jìn)、慢進(jìn)、快退、慢退的運動運動；其動作轉(zhuǎn)換靠設(shè)置在各個不同部位的行程開關(guān)(SQ1---SQ9)產(chǎn)生的通斷信號傳輸?shù)絇LC控制器，通過PLC內(nèi)部程序輸出不同的信號，從而驅(qū)動外部線圈來控制電動機或電磁閥產(chǎn)生不同的動作，可實現(xiàn)機械手的精確定位；其動作過程包括：下降、夾緊、上升、慢進(jìn)、快進(jìn)、慢進(jìn)、延時、下降

3、、放松、上升、慢退、快退、慢退；其操作方式包括：回原位、手動、單步、單周期、連續(xù)；來滿足生產(chǎn)中的各種操作要求。</p><p>　　關(guān)鍵詞：搬運機械手，可編程控制器，液壓，電磁閥、行程開關(guān)</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　引言………………………………………………………………..14</p><

4、;p>　　一工藝過程及控制要求…………………………………………..15</p><p>　　1.1工藝過程.………………………………………………………..15</p><p>　　1.2控制要求…………………………………………………………15</p><p>　　二 可編程控制器選型……………………………………………16</p><p>

5、;　　2.1硬件配置………………………………………………………...16</p><p>　　2.2 I/O地址分配……………………………………………………..16</p><p>　　2.3其他地址分配……………………………………………………17</p><p>　　三 搬運機械手程序設(shè)計……………………………………..…..17</p><p

6、>　　四 結(jié)束語……………………………………………………........25</p><p>　　參考文獻(xiàn)…………………………………………………………..26</p><p><b>　　引 言</b></p><p>　　搬運機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化生產(chǎn)設(shè)備。搬運機械手是工業(yè)機器人的一個重要分支。機械手技術(shù)涉及到力學(xué)

7、、機械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器技術(shù)和計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器各自的優(yōu)點，尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。用機械手可以代替人從事單調(diào)﹑重復(fù)或繁重的體力勞動﹐實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化和自動化﹐代替人在有害環(huán)境下的手工操作﹐改善勞動條件﹐保證人身安全。</p>

8、;<p>　　20世紀(jì)40年代后期﹐美國在原子能實驗中﹐首先采用機械手搬運放射性材料﹐人在安全室操縱機械手進(jìn)行各種操作和實驗。50年代以后﹐機械手逐步推廣到工業(yè)生產(chǎn)部門﹐用于在高溫﹑污染嚴(yán)重的地方取放工件和裝卸材料﹐也作為機床的輔助裝置在自動機床﹑自動生產(chǎn)線和加工中心中應(yīng)用﹐完成上下料或從刀庫中取放刀具并按固定程序更換刀具等操作。機械手主要由手部機構(gòu)和運動機構(gòu)組成。手部機構(gòu)隨使用場合和操作對象而不同﹐常見的有夾持﹑托持和吸

9、附等類型。運動機構(gòu)一般由液壓﹑氣動﹑電氣裝置驅(qū)動。機械手能模仿人手和臂的某些動作功能，用以按固定程序抓取、搬運物件或操作工具的自動操作裝置。它可代替人的繁重勞動以實現(xiàn)生產(chǎn)的機械化保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用機械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。</p><p>　　一、工藝過程及控制要求</p><p><b>　　1.1工藝過程</b></p>&l

10、t;p>　　如圖所示為一簡易物料搬運機械手的工藝流程圖。工藝過程為：廣電耦合器VLC檢測到做工作臺有工件，機械手開始由原點下降，下降到底時，碰到下限位開關(guān)后，停止下降并接通夾緊電磁閥夾緊工件。為保證工件可靠夾緊。在該位置等待5S。夾緊后，上升電磁閥通電開始上升，上升到頂，碰到上限位開關(guān)，停止上升，改向右移動，碰到右限位開關(guān)后，停止右移。改為下降至碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，停止下降，同時夾緊電磁閥斷電，機械手將工件松開，放在右

11、工作臺上，為確?？煽克砷_，在該位置停留5S，然后上升，碰到上限位開關(guān)后，改為左移。到原點是碰到左限位開關(guān)，左移電磁閥斷電，停止左移，至此，機械手搬運一個工件的全過程結(jié)束。</p><p><b>　　1.2控制要求</b></p><p>　　機械手搬運一個工件可分為8個部分，系統(tǒng)啟動之前，機械手在原始位置，條件是機械手在高位 左位。</p><p

12、>　　1：機械手下降 當(dāng)光電耦合器VLC檢測到工作臺上有工件，機械手開始下降。下降到低位時碰到下限位開關(guān)，機械手停止下降。</p><p>　　2：夾緊工件 機械手在最低位開始夾緊工件延時5秒抓緊。</p><p>　　3：機械手上升 機械手上升到高位時，碰到上限位開關(guān)，停止上升。</p><p>　　4：機械手右移 機械手右移到位時，碰到右限位開關(guān)，停止右移

13、。</p><p>　　5：機械手下降 當(dāng)機械手下降到位時，碰到下限位開關(guān)，停止下降。</p><p>　　6：放開工件 機械手在低位時放松工件延時5S。</p><p>　　7：機械手上升 機械手上升到高位時碰到上限位開關(guān)，停止上升</p><p>　　8：機械手左移 機械手在高位開始左移，碰到左限位開關(guān)，停止左移 </p>

14、<p>　　二、 可編程控制器選型</p><p><b>　　2．1硬件配置</b></p><p>　　從控制流程中可以看出，在控制方式選擇上需要三個起動按鈕，分別完成自動方式，單動方式和手動方式的起動，還需要一個停止按鈕用來處理在任何情況下的停止運行。機械手運動的限位開關(guān)有4個，高限位開關(guān)，低限位開關(guān)，左限位開關(guān)，右限位開關(guān)。手動輸入信號有5個按鈕組成

15、下降按鈕，上升按鈕，夾緊按鈕，左移按鈕，右移按鈕。工作臺上有工件檢測光電耦合器VLC的輸入信號。共有14個數(shù)字量輸入信號。</p><p>　　輸出信號有機械手下降驅(qū)動信號，上升驅(qū)動信號，右移驅(qū)動信號，左移驅(qū)動信號和機械手夾緊信號，共5個數(shù)字量輸出信號</p><p>　　2．2I/O地址分配</p><p>　　將輸入信號14個輸出信號5個按各自功能類型，并與PL

16、C的I/O端一一對應(yīng)。編排好地址。列出外部I/O信號與PLCI/O端地址編號對照表。</p><p><b>　　2．3其他地址分配</b></p><p>　　1：夾緊定時器T1，定時5S；</p><p>　　2：放松定時器T2，定時5S;</p><p>　　3；自動方式標(biāo)志 M0.0；</p>&l

17、t;p>　　4：單動方式標(biāo)志 M0.1:；</p><p>　　5：手動方式標(biāo)志 M0.2；</p><p>　　6：結(jié)束標(biāo)志 M0.5,。</p><p><b>　　三、機械手程序設(shè)計</b></p><p><b>　?。?．）基礎(chǔ)功能塊</b></p><p>

18、　　基礎(chǔ)功能塊包括兩個部分：自動方式或單動方式控制和手動方式控制。其具體程序如下： </p><p>　　1：自動方式或單動方式控制（FC10）</p><p>　　Network1 起動機械手下降。</p><p>　　Network2 機械手下降到位，停止下降并起動夾緊控制。</p><p>　　Network3 機械手夾緊并

19、起動夾緊定時器，定時5S</p><p>　　Network4 定時時間到，并且機械手沒有下降時，起動上升。</p><p>　　Network5 機械手上升到位，停止上升并起動右移控制。</p><p>　　Network6 機械手右移到位，停止右移并起動下降控制。</p><p>　　Network7 機械手下降到位，停止

20、下降并起動松開控制。</p><p>　　Network8 機械手松開并起動松開定時器，定時5S</p><p>　　Network9 定時時間到，并且機械手沒有下降時起動上升控制。</p><p>　　Network10 機械手上升到位，停止上升并起動左移控制。</p><p>　　Network11 機械手左移到位停止，M0.

21、3=0，以阻止單動方式下的自動啟動。</p><p>　　2：手動方式控制（F011） </p><p>　　Network1 手動下降。</p><p>　　Network2 手動夾緊，采用置位和復(fù)位方式夾緊后補允許松開。</p><p>　　Network3 手動上升。</p><p>　　Netwo

22、rk4 手動右移。</p><p>　　Network5 手動下降。</p><p>　　Network6 手動放松。</p><p>　　Network7 手動左移。</p><p><b>　?。?）主程序</b></p><p>　　主程序是設(shè)定機械手起動方式，主要負(fù)責(zé)功能塊

23、或子程序的調(diào)用，是自動運行還是單動運行，以及系統(tǒng)的循環(huán)掃描、故障診斷和輸出刷新。如下圖</p><p>　　Network1 自動方式起動 M0.0=1有自鎖。</p><p>　　Network2 單動方式起動 M0.1=1有自鎖。</p><p>　　Network3 自動方式或單動方式均調(diào)子程序FC10。</p><p>　

24、　Network4 手動方式起動 M0.2=1有自鎖。</p><p>　　Network5 手動方式調(diào)子程序FC11。</p><p>　　Network6 停止處理。</p><p>　　Network7 錯誤操作處理。</p><p>　　四、結(jié)束語

25、 </p><p>　　在這次畢業(yè)論文設(shè)計過程中，我遇到了很多設(shè)計方面的問題。為了弄懂

26、相關(guān)的知識，掌握相關(guān)技術(shù)，我翻閱了大量的書籍和資料，并積極利用互聯(lián)網(wǎng)豐富的資源找取答案，從中的收獲是非常豐富的。從這次設(shè)計中我有了很深的體會，任何事情都不是一蹴而就的，都需要付出很艱辛的努力,同時我認(rèn)識到了自己在學(xué)習(xí)中的不足之處。</p><p>　　通過此次設(shè)計，也讓自己積累了豐富的知識，吸取別人好的方法和經(jīng)驗，增強對復(fù)雜問題的解決能力，摸索出一套解決綜合問題的方法，為自己以后的工作和學(xué)習(xí)打下堅實的基礎(chǔ)。另一方

27、面也加強了我和老師的交流，認(rèn)識到知識的淵博度，使我受益匪淺。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 孫平.電氣控制與PLC.[M]北京：高等教育出版社，2004</p><p>　　[2] 王炳實. 機床電氣控制.第三版. 北京：機械工業(yè)出版社，2004年：146-162</p><p&g

28、t;　　[3] 王本軼. 機床設(shè)備控制基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，2005年：283-288</p><p>　　[4] 丁樹模. 液壓傳動. 北京：機械工業(yè)出版社，2007年</p><p>　　[5] 林平勇. 高崇. 電工電子技術(shù).第二版：北京：高等教育出版社，2004年</p><p>　　[6] 熊幸明. 曹才開. 一種工業(yè)機械手的PLC控制.微計算機信