机械手的plc控制大学本科毕业论文.doc

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1、毕业设计(论文)0目:机械手的PLC控制0业:机电一体化0级:学号:姓名:指导老师: 机械手的PLC控制0要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、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术,位置控制技术、检测技术等,是机电一体化的典型代表仪器之一。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,通过

2、交流电机的正反转来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要求随时更改相关参数。1 机械手的PLC控制0录摘要1ABSTRACT错误!未定义书签。引言3第一章机械手机械结构41.1传动机构41.2机械手夹持器和机座的结构5第二章可编程控制PLC72.1PLC简介72.2PLC内部原理9A.系统程序存储区10B.系统RAM存储区10C.用户程序存储区102.3PLC的工作原理112.4PLC机型

3、的选择方法142.6机械手PLC选择及参数16第三章三相异步电动机的工作原理及结构183.1三相异步电动机的结构183.2三相交流电机工作原理223.3三相电动机的转动原理243.3机械手电机的选用28第四章变频器284.1变频器的构成294.2变频器的分类和控制方式334.3FR-A540变频器36第五章机械手PLC控制系统设计395.1机械手的工艺过程..395.2PLC控制系统41致答谢词48参考文献492 机械手的PLC控制0言在现代工业中,生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为

4、现代企业中的重要支柱,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。工业机械手是近代自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要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提高产品质量和生产效率的有效手段之一。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,近几年来也有较快的发展,

5、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来得及解决的问题,希望广大老师、同学能够给予批评指正并予以解决。3 机械手的PLC控制第一章机械手机械结构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

6、是将转动变换为直线运动,并同时传递运动和动力,按螺旋副中的摩擦性质,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,滑动螺旋机构又分为以下两种。(1).由螺母和螺杆组成的滑动螺旋机构,螺母与机架固联,螺杆转动并移动(如图1-1b

7、所示),这种螺旋机构以传递动力为主,故又称传力螺旋机构。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1-1a所示,螺杆转动,螺母移动,这种螺旋机构以传递运动为主,故又称为传导螺旋机构。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。4 机械手的PLC控制(a)螺杆转动,螺母移动(b)螺母固定,螺杆转动并移动图1-13.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

8、螺母之间设有封闭循环滚道,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,分为外循环和内循环两种形式。滚珠始终在循环过程中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

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