机械手设计_毕设论文.doc

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1、天津机电职业技术学院毕业综合实践报告姓名张荣庭专业电气自动化班级电气自动化三班学号2012321308指导教师王延盛2015年3月13日目录1机械手的基本介绍11.1机械手的基本结构组成11.1.1气动手爪11.1.2伸缩气缸11.1.3回转气缸及垫板21.1.4提升气缸21.2直线运动传动组件21.3气动控制回路32传感器部分52.1传感器简介52.2磁性开关52.3光电传感器和光纤传感器53伺服电机应用73.1伺服系统73.2交流伺服系统的位置控制模式83.3接线103.4伺服驱动器的参数设置与调整103.4.1参数设置方式操作说明103.4.2面板操作说明：11

2、3.4.3部分参数说明113.5最大速度（MAX_SPEED）和启动/停止速度（SS_SPEED）123.6移动包络134PLC程序编写154.1PLC的选型和I/O接线154.2伺服电机驱动器参数设置154.3编写和调试PLC控制程序164.4初态检查复位子程序和回原点子程序194.5急停处理子程序20个人收获23参考文献24附录25致谢281机械手的基本介绍1.1机械手的基本结构组成1.1.1气动手爪用于在各个工作站物料台上抓取/放下工件。由一个二位五通双向电控阀控制。见图1-1图1-1气动手爪1.1.2伸缩气缸用于驱动手臂伸出缩回。由一个二位五通单向电控阀控制。

3、见图1-2图1-2伸缩气缸41.1.3回转气缸及垫板用于驱动手臂正反向90度旋转，由一个二位五通单向电控阀控制。见图1-3，图1-4图1-3气动摆台图1-4垫板1.1.4提升气缸用于驱动整个机械手提升与下降。由一个二位五通单向电控阀控制。见图1-5图1-5提升机构1.2直线运动传动组件4直线运动传动组件用以拖动抓取机械手装置作往复直线运动，完成精确定位的功能。抓取机械手装置是一个能实现三自由度运动（即升降、伸缩、气动手指夹紧/松开和沿垂直轴旋转的四维运动）的工作单元，该装置整体安装在直线运动传动组件的滑动溜板上，在传动组件带动下整体作直线往复运动，定位到其他各工作单元

4、的物料台，然后完成抓取和放下工件的功能传动组件由直线导轨底板、伺服电机及伺服放大器、同步轮、同步带、直线导轨、滑动溜板、拖链和原点接近开关、左、右极限开关组成。伺服电机由伺服电机放大器驱动，通过同步轮和同步带带动滑动溜板沿直线导轨作往复直线运动。从而带动固定在滑动溜板上的抓取机械手装置作往复直线运动。同步轮齿距为5mm，共12个齿即旋转一周搬运机械手位移60mm。抓取机械手装置上所有气管和导线沿拖链敷设，进入线槽后分别连接到电磁阀组和接线端口上原点接近开关和左、右极限开关安装在直线导轨底板上。原点接近开关是一个无触点的电感式接近传感器，用来提供直线运动的起始点信号。左

5、、右极限开关均是有触点的微动开关，用来提供越程故障时的保护信号：当滑动溜板在运动中越过左或右极限位置时，极限开关会动作，从而向系统发出越程故障信号。1.3气动控制回路输送单元的抓取机械手装置上的所有气缸连接的气管沿拖链敷设，插接到电磁阀组上，其气动控制回路如图1-6所示。4图1-6输送单元气动控制回路原理图在气动控制回路中，驱动摆动气缸和气动手指气缸的电磁阀采用的是二位五通双电控电磁阀。双电控电磁阀与单电控电磁阀的区别在于，对于单电控电磁阀，在无电控信号时，阀芯在弹簧力的作用下会被复位，而对于双电控电磁阀，在两端都无电控信号时，阀芯的位置是取决于前一个电控信号。42传

6、感器部分2.1传感器简介本机械手设计所使用的传感器都是接近传感器，它利用传感器对所接近的物体具有的敏感特性来识别物体的接近，并输出相应开关信号，因此，接近传感器通常也称为接近开关。2.2磁性开关磁性开关用来检测气缸活塞位置的，即检测活塞的运动行程的。气缸的活塞上安装一个永久磁铁的磁环，从而提供一个反映气缸活塞位置的磁场。而安装在气缸外侧的磁性开关用舌簧开关作磁场检测元件。当气缸中随活塞移动的磁环靠近开关时，舌簧开关的两根簧片被磁化而相互吸引，触点闭合；当磁环移开开关后，簧片失磁，触点断开。触点闭合或断开即提供了气缸活塞伸出或缩回的位置。磁性开关安装位置的调整方法是松开

7、它的紧定螺栓，让磁性开关顺着气缸滑动，到达指定位置后，再旋紧紧固螺栓。2.3光电传感器和光纤传感器光电传感器“光电传感器”是利用光的各种性质，检测物体的有无和表面状态的变化等的传感器。其中输出形式为开关量的传感器为光电式接近开关。漫射式光电开关是利用光照射到被测物体上后反射回来的光线而工作的，由于物体反射的光线为漫射光，故称为漫射式光电接近开关。它的光发射器与光接收器处于同一侧位置。且为一体化结构。29图2-1E3Z-L61光电开关电路原理图293伺服电机应用3.1伺服系统现代高性能的伺服系统，大多数采用永磁交流伺服系统其中包括永磁同步交流伺服电动机