机械手(码垛机)液压与PLC系统的设计与仿真.docVIP

毕业设计报告 设计题目：机械手（码垛机）液压与PLC系统的设计与仿真 院 系： 机电工程与自动化学院 专业班级： 设计者： 学号： 设计者： 学号： 设计者： 学号： 指导教师： 设计时间： 2012年12月 目录 第1章 绪论 3 第2章 毕业设计任务与要求 4 2.1设计任务 4 2.2设计要求 5 第3章 液压系统设计 5 3.1负载分析 5 3.2液压缸的设计与计算 6 3.2.1夹紧液压缸的设计与计算 6 3.2.2升降液压缸的设计与计算 7 3.2.3平移液压缸的设计与计算 8 3.2.4液压缸结构尺寸计算 9 3.3确定液压系统方案，拟定液压系统原理图 10 3.3.1确定执行元件的类型 10 3.3.2换向方式确定 10 3.3.3各回路的确定 10 3.4 液压元件及辅助装置的选型与确定 11 3.4.1 选择液压泵 11 3.4.2确定油管的尺寸 11 3.4.3液压阀的选型 12 第4章 电气控制系统设计 13 4.1控制要求分析 13 4.2硬件设计 13 4.2.1 PLC的选型 13 4.2.2 I/O分配表 14 4.2.3 PLC电路设计 14 4.3电气元件选型 17 4.4软件设计 19 4.4.1画出动作流程图 19 4.4.2人机界面组态控制 20 第5章 安装调试仿真 24 5.1 液压仿真 24 5.2 PLC调试 24 第6章 设计结论 24 第7章 仪器设备清单 25 第8章 收获、体会和建议 25 参考文献 25 附录 26 第1章 绪论 机械手是模仿着人手的部分动作，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。 机械手的发展是由于它的积极作用正日益为人们所认识：其一、它能部分的代替人工操作；其二、它能按照生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送和装卸；其三、它能操作必要的机具进行焊接和装配，从而大大的改善了工人的劳动条件，显著的提高了劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 机械手是一种能自动控制并可从新编程以变动的多功能机器，他有多个自由度，可以搬运物体以完成在不同环境中的工作。机械手的结构形式开始比较简单，专用性较强。 随着工业技术的发展，制成了能够独立的按程序控制实现重复操作，适用范围比较广的“程序控制通用机械手”，简称通用机械手。由于通用机械手能很快的改变工作程序，适应性较强，所以它在不断变换生产品种的中小批量生产中获得广泛的引用。 第2章 毕业设计任务与要求 2.1设计任务 图2-1 码垛机工作简图 图2-2 码垛机工作平面示意图 如图2-1所示利用机械手将工作台上的板砖从右边（A）搬运到左边(B)，并且在左边（B）放5板砖后，板砖被送入下一自动环节。整个过程的控制可以在触摸屏上实现.机械手处在原位（右上位），当械手检测到信号，开始下降，下降到位时夹紧板砖，检测到板砖夹紧信号开始上行，上行到上限位时机械手开始左行，左行到左限位时，机械手开始下降，下降到位机械手松开，检测到松开信号开始上升，上升到上限位，开始右行，碰到右限位回到原始位置，重复开始步骤，板砖到达左边时堆放在前一层上，堆5层后板砖被送入下一环节，机械手又从第一层开始堆放，如此循环动作。 相关参数：1块标准板砖（240x120x60）重2.8kg，每层夹36块板砖； 机械手爪重500kg，其余上部部件重300kg； 夹爪松开与夹紧行程是100mm，时间t=1s； 升降液压缸的有效行程是1200mm，t=3s； 平移液压缸的有效行程是1200mm，t=3s； 传送带宽800mm，两传送带之间距离1200mm，间隔400mm； 2.2设计要求 1、画出液压系统原理图、电气控制原理图。 2、设计液压系统，对所有液压元件、电器元件选型。 3、编写PLC程序、设计人机界面并连接PLC在液压实验台上进行模拟。 第3章 液压系统设计 3.1负载分析 （1）夹紧液压缸夹紧力要大于36块砖块的重力与夹爪上的橡胶之间的摩擦