文档介绍：电气控制系统与可编程控制器
课程设计报告书
课程设计题目: 坐标式机械手控制系统设计
专业班级: 自动F0802
学生姓名: 闫晓鹏
学号: 200848280227
指导教师: 任胜杰
课程设计地点: 中原路校区2#211
课程设计时间: ——
设计成绩:
指导教师:
PLC 课程设计任务书
学生姓名
闫晓鹏
专业班级
自动F0802
学号
200848280227
题目
坐标式机械手控制系统设计
课题性质
其他
课题来源
自拟
指导教师
任胜杰
主要内容
(参数)
根据专业教学计划与教学大纲的规定,本课程应有一周的课程设计。通过一定的课题,使学生巩固本课程的基础知识。提高运算、查阅资料、制图和设计的独立工作能力。
本实践环节主要以一台组合机床主要应用对象,设计符合控制要求的电气控制原理图及接线图,选择所用电器元件并写出课程设计的报告书
任务要求
(进度)
, 准备与调研
,初步选定各部分框图
,进行系统联调
,并完成课程设计任务书
主要参考
资料
1、:***出版社,2000
2、机械设计手册
3、电工手册
4、组合机床设计(电气部分) 上下册
5、工厂常用电气设备手册上下册
审查意见
系(教研室)主任签字: 年月日
目录
目前,我国大部分工业机械手的电气控制部分,通过大量使用中间继电器和时间继电器来满足工艺生产要求,结果使电路设计复杂、繁琐,电气故障频繁发生,给使用和日常维护带来很大的不便。在电子技术飞速发展的今天,有必要而且有可能采用新技术对原电气控制系统进行改造,提高工业生产线的先进性。
与传统的继电器控制相比,PLC控制系统具有构成简单、可靠性高、通用性强、抗干扰能力强、易于编程、体积小、可在线修改、设计与调试周期短、便于安装和维护等突出优点,而且一般不需要采取特殊措施,就能直接在工业环境中使用,更加适合工业现场的要求,使PLC控制系统更能提高系统的整体性能,具有较明显的优越性。采用梯形图控制更直观易懂,为电气人员所熟悉。对于复杂的、控制点数应用较多的场合,可以在PLC基本单元外加上一定数目的扩展单元,实现复杂的电气控制功能。采用基于PLC控制的工业机械手,不仅可以提高产品的质量与产量,而且对保障人身安全、改善劳动环境、减轻劳动强度]提高劳动生产率、节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要的意义。
机械手的全部动作由步进电机和直流电机进行驱动控制。步进电机的运动需要驱动器,有脉冲输入时步进电机才会动作,且每当脉冲由低变高时步进电机走一步;改变步进电机转向时,需要加方向信号。机械手的上升/下降、前伸/后缩动作就是通过控制这两个步进电机的正反转来实现的。机械手的放松/夹紧由一个单线圈两位置电磁阀控制。当线圈通电时,机械手夹紧;该线圈断电时,机械手放松。
控制系统方案设计
分别从机械手的结构和动作过程两方面来分析该系统的具体要实现的功能和控制要求。
机械手的结构如图1所示
图1机械手的结构示意图
机械手是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动的多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。
机械手由执行机构、驱动-传动机构、控制系统、智能系统、远程诊断监控系统五部分组成。驱动-传动机构与执行机构是相辅相成的,在驱动系统中可以分:机械式、电气式、液压式和复合式,其中液压操作力最大。本系统中的机械手由机械系转盘、机械手伸缩轴、机械手升降轴、机械手抓手以及夹紧电磁阀和步进电机及驱动装置和各个位置的限位开关等几部分构成。
采用电气式执行机构,机械手的上升和下降均有步进电机来控制,机械手的放松和夹紧由电磁阀来控制,通过控制步进电机的脉冲值来改变机械手的动作方向和伸缩方向。机械手的放松和下降通过改变电磁阀的通断电来实现。
机械手的动作主要分为下降、夹紧、上升、右移、下降、放松、上升、左移、原位等几个工作状态。机械手的每一步动作都伴随着步进电机和电磁阀及继电器的得失信号而进行。步进电机得到脉冲信号机械手上升,脉冲信号方向改变,机械手下降。电磁阀得电,机械手抓手抓紧物块,电磁阀失电,则抓手放松。
机械手的动作示意图如图2所示
图2机械手的动作示意图
根据示意图可知机械手的工作过程如下:
打开电源,按下启动按钮时,开机复位。机械