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基于plc的機(jī)械手控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)(畢業(yè)設(shè)計(jì))-預(yù)覽頁(yè)

2026-07-17 00:51 上一頁(yè)面

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【正文】 each function and the equipment used in the design control system are determined. Finally, the software program and hardware structure of PLC control system are designed.Keywords: industrial。隨著一系列現(xiàn)代化設(shè)備的推進(jìn)，大大的減輕了操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)于以前那些操作困難、操作危險(xiǎn)的工業(yè)操作，都是通過操作工人遠(yuǎn)程控制自動(dòng)化設(shè)備自動(dòng)完成生產(chǎn)的。目前在一些生產(chǎn)的機(jī)床和焊接的行業(yè)中，得到大量的應(yīng)用。機(jī)械手技術(shù)的使用，已經(jīng)是我國(guó)的工業(yè)發(fā)展的重要組成部分。目前，在一些對(duì)人力要求較高的工業(yè)中，基本上都有使用機(jī)械手技術(shù)，用來減輕人力的需求和更好的控制，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的最大化。機(jī)械手的定義與分類機(jī)械手是一種能夠在各種條件下工作的設(shè)備，它的工作主要是模仿人手的操作，并且可以通過改變控制程序?qū)崿F(xiàn)不同的操作的多功能機(jī)器[3]。機(jī)械手大致可分為三類。專業(yè)機(jī)械手是專門用來工廠機(jī)床的下料和傳送的機(jī)械手，它一般附屬于自動(dòng)生產(chǎn)的生產(chǎn)線上或生產(chǎn)機(jī)床上，除少數(shù)工序外，它的操作工序都是由主機(jī)驅(qū)動(dòng)且固定地為主機(jī)服務(wù)。機(jī)械手主要由：用于執(zhí)行動(dòng)作的執(zhí)行機(jī)構(gòu)和用于驅(qū)動(dòng)各動(dòng)作運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及用于控制機(jī)械手運(yùn)動(dòng)的控制系統(tǒng)構(gòu)成。驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是用來驅(qū)動(dòng)機(jī)械手各部件運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。在控制過程中，首先需要弄清機(jī)械手所要完成的操作步驟，然后根據(jù)操作步驟設(shè)計(jì)合理的控制程序，用來控制機(jī)械手的運(yùn)行。機(jī)械手技術(shù)的性能也在不斷的提高，目前，機(jī)械手發(fā)展的方向主要有以下幾個(gè)方面：熱工業(yè)行業(yè)因其工作溫度高，工作環(huán)境復(fù)雜。快速性和平穩(wěn)性是衡量機(jī)械手性能的主要指標(biāo)，提高二者的性能必定是機(jī)械手今后發(fā)展的有力方向。對(duì)于一些需要人工判斷的場(chǎng)合如事故、障礙和情況變化的場(chǎng)合，傳統(tǒng)的機(jī)械手已經(jīng)不能夠代替人的工作了。3. 控制要求能夠按控制要求實(shí)現(xiàn)手爪抓取物件后，手臂能夠完成上下左右的運(yùn)動(dòng)，手腕能夠在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下按控制做出旋轉(zhuǎn)，機(jī)械手能夠完成整個(gè)工序周期內(nèi)所有的操作動(dòng)作。(2) I/O接口豐富：PLC的接口針對(duì)在不同的使用場(chǎng)合，有不同的接口模塊用來對(duì)設(shè)備進(jìn)行通信和控制(3) 模塊化的結(jié)構(gòu)：PLC的各個(gè)功能都是通過不同的模塊實(shí)現(xiàn)的，每個(gè)模塊之間相互獨(dú)立，可以人為的根據(jù)對(duì)設(shè)備的需求自由的組合。PLC每個(gè)模塊都有正常工作和故障報(bào)警指示的裝置，對(duì)用戶了解生產(chǎn)狀況有著極大的幫助。不同廠家生產(chǎn)的PLC在側(cè)重功能上也不盡相同；因此，我們?cè)谶x擇PLC要根據(jù)設(shè)計(jì)所需的功能，合理地選擇PLC型號(hào)。歐姆龍的PLC設(shè)計(jì)趨于小型化。這種PLC具備以往PLC所有的指令，還能夠使用梯形圖編輯程序和對(duì)一些需要有步驟的機(jī)械流程進(jìn)行順序功能設(shè)計(jì)，并且這些程序之間都是可以相互變換的。本設(shè)計(jì)選用三菱的FX1N為核心部件。擁有兩百多條指令，更加完善了指令功能[12]。在通信方面上，而且能同時(shí)使用多個(gè)通信口。因?yàn)樗某绦蚪涌谂c微機(jī)的程序接口有差異，使得它的編程語(yǔ)言以及操作方式也與微機(jī)有所差異。 PLC的保護(hù)由于電感類元件，在電路的通斷時(shí)會(huì)產(chǎn)生較高的電壓，對(duì)PLC的I/O結(jié)口將造成損壞，所以需要在元件的兩端采取相應(yīng)的保護(hù)措施。機(jī)械手是一種用來替代人手的設(shè)備，每完成一個(gè)動(dòng)作都需要有一個(gè)自由度，而制造的成本也與自由度的多少息息相關(guān)，自由度越多，成本也就越高。機(jī)械手的手爪結(jié)構(gòu)形式多樣，有的甚至還帶有傳感裝置；在工業(yè)生產(chǎn)中最常見的有機(jī)械式、電磁式、吸盤式等。底盤在機(jī)械手中的作用是用來承載重物和帶動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)。它由PLC控制電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況來控制絲桿和螺母的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)采用限位開關(guān)對(duì)這些運(yùn)動(dòng)進(jìn)行限位，保證運(yùn)動(dòng)的精準(zhǔn)和高效率運(yùn)行。系統(tǒng)的控制面板如圖41所示，旋鈕開關(guān)可以控制機(jī)械手的手動(dòng)和連動(dòng)；當(dāng)控制開關(guān)撥向手動(dòng)時(shí)，機(jī)械手的每一步動(dòng)作都需要按下相應(yīng)的動(dòng)作按鈕才能夠?qū)崿F(xiàn)；當(dāng)控制開關(guān)撥向自動(dòng)時(shí)，機(jī)械手能夠連續(xù)且循環(huán)的完成每一步動(dòng)作；控制開關(guān)撥向回原點(diǎn)時(shí)，機(jī)械手又自動(dòng)的原位待命。自動(dòng)程序把工作順序相同的單步運(yùn)動(dòng)程序和連續(xù)運(yùn)動(dòng)程序編在一起。Y6為復(fù)位鍵，X21和X17分別為后限位和上限位，當(dāng)YX2X17和輔助繼電器M0接通時(shí)，表示機(jī)械手在原位。圖44 公用程序梯形圖自動(dòng)操作流程如圖45所示。圖45 自動(dòng)的功能流程圖自動(dòng)操作程序說明：當(dāng)運(yùn)行的是自動(dòng)操作方式時(shí)，X2接通，常開觸點(diǎn)閉合，按下X4啟動(dòng)運(yùn)行程序，M1開始得電并保持；當(dāng)系統(tǒng)需要停止時(shí)，只要按下X5就可以使M1斷電。手動(dòng)操作程序梯形圖如圖47所示。操作如下：“PLC”菜單下的“傳送”，接著點(diǎn)擊“傳送”菜單下的“讀入”，彈出圖 410 所示對(duì)話框，選擇好所用的PLC型號(hào)后，點(diǎn)擊“確定”，就可以將所編寫的程序上傳到計(jì)算機(jī)中。圖411 程序?qū)懭雽?duì)話框5 設(shè)計(jì)總結(jié) 總結(jié)通過本設(shè)計(jì)讓大家清楚的知道了機(jī)械手的組成部分和應(yīng)用范圍，以及機(jī)械手對(duì)現(xiàn)代化工業(yè)發(fā)展的重要性。當(dāng)機(jī)械手的應(yīng)用場(chǎng)合有所改變時(shí)，底盤需要旋轉(zhuǎn)的角度也隨之改變，這時(shí)可以通過改變PLC內(nèi)部的計(jì)數(shù)器數(shù)值來實(shí)現(xiàn)機(jī)械手新位置的定位。參考文獻(xiàn)[1] 吳明亮，[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，[2] [J].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，[3] 瞿大中. 可編程控制與實(shí)驗(yàn)[P].華中科技大學(xué)出版社,.[4] [M].北京:經(jīng)濟(jì)管理出版社,.[5] [G].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,.[6] 余雷聲. 電器控制與PLC應(yīng)用[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1996：5863[7] 程周. 可編程控制器技術(shù)與應(yīng)用[M]. 北京：電子工業(yè)出版社，：99102[8] 郁漢琪，郭健. 可編程序控制器原理及應(yīng)用[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2004：8890[9] 黃凈. 電氣及PLC控制技術(shù)[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社：72[10] 張萬(wàn)忠，孫晉. 可編程控制器入門與應(yīng)用實(shí)例（三菱FX2N系列）[M]. 北京：中國(guó)電力出版社，2015：8698[11] [M].西安交大機(jī)械電子工程研究所,CN 441259/TH. [12] 高欽和. 可編程控制器應(yīng)用技術(shù)與設(shè)計(jì)實(shí)例[M]. 北京：人民郵電出版社，：710[13] [J].北京：[14] . Open Architecture for Computing, June, 1996[15] . The evolution of PLCbased loop control. Control engineering, 1995[16] RENAeronautics 2007，20(3)致謝這次設(shè)計(jì)的選題和制作的過程中得到了謝老師的專心指導(dǎo)，謝老師在忙碌的教學(xué)工作中擠出時(shí)間給我檢查畢業(yè)論文，在這耗時(shí)幾個(gè)月的時(shí)間里，也曾多次的找到謝老師幫助我指引創(chuàng)意的思路和寫這篇論文的方法，每次都得到了精心的指導(dǎo)。也因?yàn)槟銈兊年P(guān)心和照顧，讓我的大學(xué)生活過的更加充實(shí)，感謝室友們對(duì)我這次畢業(yè)論文的指導(dǎo)，提供給我畢業(yè)設(shè)計(jì)的創(chuàng)意，使我的畢業(yè)設(shè)計(jì)更加完美。在這論文即將完成之際，我的心情久久不能平靜。用一些事情，總會(huì)看清一些人。4. 歲月是無(wú)情的，假如你丟給它的是一片空白，它還給你的也是一片空白。

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