机械手课程设计

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1、目 录 1 引 言. 1 2 气动机械手的操作要求及功能. 2 2.1 操作要求. 2 2.2 操作功能. 2 3 PLC 及机械手的选择和论证 4 3.1 PLC . 4 3.1.1 PLC 简介 4 3.1.2 PLC 的结构及基本配置 4 3.2 机械手介绍 4 4 硬件电路设计及描述. 6 4.1 操作方式 6 4.2 PLC 的 I/O 分配接线 . 6 5 系统设计方案. 7 5.1 主程序设计 7 5.2 公用程序设计 7 5.3 手动程序设计 8 5.4 自动程序设计. 9 5.5 自动回原点程序设计 9 6 心得体会. 11 参考文献 12 附录 1. 13 附录 2. 16

2、 课程设计说明书课程设计说明书 1 1 引 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。化工等连续 性生产过程的自动化已基本得到解决。但在机械工业中，加工、装配等生产是不 连续的。专用机床是大批量生产自动化的有效的办法；控制机床、数控机床、加 工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。 但除切 削加工本身外， 还有大量的装卸、 搬运、 装配等作业， 有待于进一步实现机械化。 据资料介绍，美国生产的全部工业零件中，有 75%是小批量生产，金属加工生产 批量中有四分之三有 50 件以下，零件真正在机床上加工的时间仅占零件生产时 间的 5%。从这里看出，装卸、搬

3、运等工序机械化的迫切性，工业机械手就是为 实现这些工序的自动化而生产的。并且在工业生产和其他领域内，由于工作的需 要， 人们经常受到高温、 腐蚀及有毒气体等因素的危害， 增加了工人的劳动强度， 甚至于危及生命。自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。机械手可在 空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自 动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成， 以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。 可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品， 逐渐发展成以微 器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体

4、的新型工业自动控 制装置。 机械手采用 plc 控制，具有可靠性高，改变程序灵活等优点。无论进行时间 控制还是控制或混合控制，都可以通过设置 plc 的程序实现。可以根据机械手的 动作顺序改变程序，是机械手通用性更好 。 采用气压传动，动作迅速，反应灵敏，能实现过载保护，便于自动控制。工 作环境适应性好。阻力损失和泄露减少。不会污染环境，造价低。 在彩电、冰箱等家用电器产品的装配生产线上，在半导体芯片、印刷电路等 各种电子产品的装配流水线上，不仅可以看到各种大小不一、形状不同的气缸、 气爪，还可以看到许多灵巧的真空吸盘将一般气爪很难抓起的显像管、纸箱等物 品轻轻地吸住，运送到指定目标位置气动机

5、械手被广泛应用于汽车制造业、半导 体及家电行业、化肥和化工，食品和药品的包装、精密仪器和军事工业等。 课程设计说明书课程设计说明书 2 2 机械手的操作要求及功能 2.1 操作要求 气动机械手的动作示意图如图 1 所示， 气动机械手的功能是将工件从 A 处移 送到 B 处。控制要求为： 1、气动机械手的升降和左右移行分别由不同的双线圈电磁阀来实现，电磁 阀线圈失电时能保持原来的状态，必须驱动反向的线圈才能反向运动； 2、上升、下降的电磁阀线圈分别为 Q0.0、Q0.2；右行、左行的电磁阀线圈 为 Q0.3、Q0.4； 3、机械手的夹钳由单线圈电磁阀 Q0.1 来实现，线圈通电时夹紧工件，线圈

6、断电时松开工件； 4、机械手的夹钳的松开、夹紧通过延 1S 实现； 5、机械手的下降、上升、右行、左行的限位由行程开关 I1.0、I0.5、I1.1、 I0.6 来实现； 2.2 操作功能 机械手的操作面板如图 2 所示。机械手能实现手动、回原位、单步、单周期 和连续等五种工作方式。 1、手动工作方式时，用各按钮的点动实现相应的动作； 2、连续工作方式时，机械手在原位，只要按下启动安钮，机械手就会连续 循环工作，直到按下停止安钮； 3、单步工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手向前执行一步； 4、单周期工作方式时，每按下一次启动安钮，机械手只运行一个周期； 5、传送工件时，机械手必须升到最高点才能左右移动，以防止机械手在较 低位置运行时碰到其他工件； 图 2-1 机械手示意图 课程设计说明书课程设计说明书 3 6、出现紧急情况，按下紧急停车按钮时，机械手停止所有的操作。 图 2-2 操作面板 课程设计说明书课程设计说明书 4 3 PLC 及机械手的选择和论证 3.1 PLC 3.1.1 PLC 简介 可编程控制器（简称 PLC） ：是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业 环境应用而设