文档介绍：毕业论文(设计)
基于PLC的机械手设计
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目录
一、引言
二、机械手的结构及动作过程
(一)机械手结构图
(二)运动控制方式
(三)工作过程
三、控制器件选型
(一)步进电机及其驱动器
(二)伺服电机及其驱动器
(三)直流电机
(四)旋转编码器
(五)PLC的选型
四、软件编程
(一)系统硬件设计
(二)软件流程图
(三)程序部分
五、设计总结
基于PLC的机械手设计
一、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。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。
随着工业机械化和自动化的发展以及气动技术自身的一些优点,气动机械手已经广泛应用在生产自动化的各个行业。由于气压传动系统使用安全、可靠,可以在高温、震动、易燃、易爆、多尘埃、强磁、辐射等恶劣环境下工作。而气动机械手作为机械手的一种,它具有结构简单、重量轻、动作迅速、平稳、可靠、节能和不污染环境、容易实现无级调速、易实现过载保护、易实现复杂的动作等优点。气动机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。
二、机械手的结构及动作过程
(一)机械手结构如下图所示:
有气控机械手(1)
XY轴丝杠组(2)
转盘机构(3)
旋转基座(4)
机械手结构图
(二)运动控制方式为:
(1)由伺服电机驱动可旋转角度为360°的气控机械手(有光电传感器确定起始0点);
(2)由步进电机驱动丝杠组件使机械手沿X、Y轴移动(有x、y轴限位开关);
(3)可回旋360°的转盘机构能带动机械手及丝杠组自由旋转(其电气拖动部分由直流电动机、光电编码器、接近开关等组成);
(4)旋转基座主要支撑以上3部分;
(5)气控机械手的张合由气压控制(充气时机械手抓紧,放气时机械手松开)。
(三)工作过程为:
当货物到达时,机械手系统开始动作;步进电机控制开始向下运动,同时另一路步进电机控制横轴开始向前运动;伺服电机驱动机械手旋转到达正好抓取货物的方位处,然后充气,机械手夹住货物。
步进电机驱动纵轴上升,另一个步进电机驱动横轴开始向前走;转盘直流电机转动使机械手整体运动,转到货物接收处;步进电机再次驱动纵轴下降,到达指定位置后,气阀放气,机械手松开货物;系统回位准备下一次动作。
三、控制器件选型
为达到精确控制的目的,根据市场情况,对各种关键器件选型如下:
(一)步进电机及其驱动器:
机械手纵轴(Y轴)和横轴(X轴)选用的是北京四通电机技术有限公司的42BYG250C型两相混合式步进电机,°/°,。M1是横轴电机,带动机械手机构伸、缩;M2是纵轴电机,带动机械手机构上升、下降。所选用的步进电机驱动器是SH-20403型,该