机电专业毕业设计-PLC控制机械手

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1、江苏省联合职业技术学院毕业论文专业：机电一体化班级：08高机屯2班（高技高职）姓名：陈弟业指导老师：周小祥论文名称：PLC控制机械手H期：2009年12H3R文等级:师评点:机械手是工业机器人系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、变频器、传感器、等电了器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测技术等。本文介绍的机械手是由PLC输出三路脉冲，分别驱动横轴、竖轴变频器，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通

2、过交流电机的止反转來控制机械手手爪的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并可根据工件的变化及运动流程的耍求随时更改相关参数。关键词：机械手PLC变频器交流电机目录第一章三相异步电动机和电气传动11.1传动机构21.2三相异步电动机的结构31.3三相电动机的转动原理6第二章变频器12.1变频器的构成12・2变频器的分类22.3FR-A540变频器3第三章可编程控制器PLC13.1PLC简介13.2PLC的工作原理2第四章机械手PLC控制系统设计14.1机械手的工艺过程

3、14.2PLC控制系统2谢辞1参考文献1附录引言在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突岀的主题。随着工业现代化的进一步发展，门动化已经成为现代企业中的重耍支柱，无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。工业机械手是近代门动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中的一个重耍组成部分。工业机械手是提高生产过程□动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效

4、手段Z-O尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年來也有较快的发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。本课题拟开发物料搬运机械手，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑轨、机械抓手等；电气方面由交流电机、变频器、操作台等部件组成。我们利用可编程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。由于时间仓促和个人水平限制，我的设计存在着许多还没來得及解决的问题，希望广大老师、同学能够给予批评指止并予以解决。第一章三相异步电动机和电气传

5、动1.1传动机构1•螺旋机构螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成，其主要功能是将转动变换为直线运动，并同时传递运动和动力，按螺旋副屮的摩擦性质，螺旋机构可以分为滑动螺旋机构和滚动螺旋机构两种类型。按用途可以分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三种类型。螺旋机构具有结构简单，制造方便，传动平稳，无噪声易于自锁等优点。2.滑动螺旋机构螺旋副内为滑动摩擦的的螺旋机构，称为滑动螺旋机构。滑动螺旋机构所用的螺纹为传动性能好，效率高的矩形、梯形和锯齿形螺纹。滑动螺旋机构由螺母和螺杆组成。根据机构的组成及运动方式，滑动螺旋机构乂分为以下两种。(1).由螺母和螺杆组成的滑动螺旋机构，螺母与

6、机架固联，螺杆转动并移(如图1-lb所示)，这种螺旋机构以传递动力为主，故乂称传力螺旋机构。一般要求用较小的转矩产生较大的轴向力，多用在工作时间短，速度较低的场合。(2).由螺母、螺杆和机架组成的滑动螺旋机构，如图l-la所示，螺杆转动,螺母移动，这种螺旋机构以传递运动为主，故乂称为传导螺旋机构。本文所介绍的机械手的竖轴就是用的传导螺旋机构。这种传动形式结构紧凑，刚度较大，传动效率高，精度高。(a)螺杆转动，螺母移动转动并移动图1-1(b)螺母固定，螺杆3.滚动螺旋机构螺旋副内为滚动摩擦的螺旋机构，称为滚动螺旋机构或滚珠丝杠。其机构特点是在螺杆和螺母Z间设有封闭循

7、环滚道，并在其间放如刚球，当螺杆转动时，刚球沿螺旋滚道滚动并带动螺母作直线运动。按循环方式的不同，分为外循环和内循坏两种形式。图1-2滚珠始终在循环过程屮始终与螺杆保持接触的循环叫内循环。滚珠在返回时与螺杆脱离接触的循环叫外循环（如图1-2所示）。外循环螺母只需设置一个反向器，当滚珠进入反向器时，就被阻止而转弯，从返回通道回到滚道的另一端，形成一个循环回路。机械手的横向运动釆用的便是滚动螺旋传动。滚动螺旋机构摩擦阻力小，动作灵敏度高，传动效率高，可达90%以上。用调整的方法可消除间隙，传动精度高。1.2三相异步电动机的结构三相异步电动机的种类很多，但齐类三相异步电

8、动机的基本