机械手控制系统毕业设计

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1、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，自动化已经成为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。同吋，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岀现的一项新的技术，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

2、带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近儿年来也有较快的发展，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AB公司的MicroLogix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；电气方而由交流电机、限位开关、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。第1章教学用机械手装置简介1.1装置结构图1.1机械手

3、模型正面结构示意图1-机械手底座；2-水平轴驱动电机；3-垂直轴驱动电机；4-手爪电机机构；5-水平轴运动系统;6-垂直轴运动系统旋；7冰平限位开关；8-垂直限位开关；9-手爪；10-台板；11-电器驱动板;12■信号转接板13■直流电源；14■空气开关。图1.2机械手模型背而结构示意图1-机械手旋转驱动电机；2■垂直轴运动系统。1.2功能描述电动组合机械手各个运行机构功能如下：1.主轴水平旋转旋转运行由直流减速电机驱动，自动控制时可根据编码器记数进行定位控制;左右在180。范围极限端设限位开关；电路具有硬件保护功能（误驱动不会造成损坏）；2.水平（X）轴线

4、性运行线性运行由直流减速电机驱动，极限端设限位开关；电路具有硬件保护功能;3.垂直（Y）轴线性运行线性运行由直流减速电机驱动，极限端设限位开关；电路具有硬件保护功能;4.手爪机构手爪的张、合运行由直流减速电机驱动，极限端设限位开关；电路具有硬件保护功能；由于本机械手的三轴釆用的驱动方式为；1.主轴为直流减速电机驱动；2.X,Y轴为直流减速电机驱动;可实现工作区间内的极限定位；因此在使用屮可在工作盘上相应设置取料位和放料位；控制系统由控制器（通常为PLC,也可配备其他类型的逻辑控制装置）、端子板和直流电源等组成。控制器接收设在机械手上各部分传感器的信号，并通过

5、预先设定的程序控制机械手的各种动作。1.3电气原理1.3.1直流电机驱动电路驱动电路完成对各运行电机的驱动及极限保护；保护功能由数字门电路构成,实现对某些异常动作的限制;保护设备安全。图1.3驱动板原理示意图端子“6”和“7”必须同时为低电平，“A”继电器吸合,端子“5”和“8”必须同时为低电平，“B”继电器吸合,A吸合B断开吋电机为顺行运行状态，B吸合A断开时电机为逆行运行状态，A和B不得同吋吸合！1..3.2输入信号板的原理与应用输入信号板的功能是将设备上各种传感器的信号转换为统一电平的驱动信号;专为设备与控制器之间信号传递而设置，板上设有光电隔离电路，

6、将内外电源隔离,以保护设备安全.图1.4输入信号板应用原理图注意：输岀端为高电平驱动电路，严禁直接接地。1.3.3输出驱动板的原理与应用输出信号板的功能是将控制器输出的信号转换为统一电平的驱动信号;专为控制器与被驱动设备之间信号传递而设置，板上设有光电隔离电路，将内外电源隔离,以保护设备安全.图1.5输出驱动板应用原理图当COM接高电平什）吋;该板为低电平驱动方式;第2章Micrologix1500控制器简介MicroLogix1500可编程序控制器，可按需要扩展I/O,与大型控制器和比，成木低，体积小。MicroLogix1500可编程序控制器是A-B系列

7、的一种功能强大的小型控制器，这种小型可编程序控制器可以扩展CompactI/0o满足各种工业应用的需求。它使用罗克韦尔编程软件RSLogix，具有和MicroLogixlOOO,SLC系列控制器相同的指令集。2.1硬件概述控制器硬件特性如下：图2」控制器结构示意图表2.1控制器主要结构说明特性■nc说明特性说明1可拆卸端子块7存贮器模块/实时时钟

8、2扩展I/O接口.可拆卸的ESD档板8更换电池，3输入LEDs9也也4输出LEDs10端子盖和标签5通信口…数据存取仪］6状态LEDs12模式卄关，微调电位器控制器有一个标准处理器（1764-LSP）和下表所列其中

9、一种基木单元组成。表2.11764系列控制器基本I/