基于PLC控制的机械手设计要点.docVIP

摘 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、位置控制、检测等技术。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。 关键词:机械手; PLC ;变频器;交流电机 目 录 绪 论 ............................................................. 1一、机械手 ............................................................. 3 (一机械手的定义与分类 ........................................... 3 (二机械手应用及组成结构 ......................................... 4 (三机械手的发展趋势 ............................................. 5 (四总体设计要求 ................................................. 6二、 PLC 的介绍与选择 .................................................. 10 (一 PLC的特点 .................................................... 10 (二 PLC的选型 .................................................... 11 (三 三菱 FX 系列 PLC 的结构功能 .................................... 13三、 控制系统设计 ..................................................... 15 (一 控制系统硬件设计 ........................................... 15 (二 控制系统软件设计 ........................................... 18 (三 PLC程序的上载和下载 ........................................ 33结 论 ............................................................ 35参考文献 .............................................................. 36致 谢 ............................................................ 37 绪 论 随着现代工业技术的发展,工业自动化技术越来越高,生产工况也 有趋于恶劣的态势,这对一线工人的操作技能也提出了更高的要求,同 时操作工人的工作安全也受到了相应的威胁。工人工作环境和工作内容 也要求理想化简单化,对于一些往复的工作由机械手远程控制或自动完 成显得非常重要。 这样可以避免一些人不能接触的物质对人体造成伤害, 如冶金、化工、医药、航空航天等。 在机械制造业中,机械手应用较多,发展较快。目前主要应用于机 床、模锻压力机的上下料以及焊接、喷漆等作业,它可以按照事先制定 的作业程序完成规定的操作,有些还具备有传感反馈能力,能应付外界 的变化。如果机械手发生某些偏离时,会引起零部件甚至机械本身的损 坏,但若有了传感反馈自动,机械手就可以根据反馈自行调整。应用机 械手,有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的 装配等的自动化程度,从而可以提高劳动生产率,降低生产成本,加 快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、 传感器技术和计算机技术等科学领域, 是一门跨学科综合技术。 近些年, 随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应 用,机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。 借助 PLC 强大的工业处理能力,很容易实现工