基于PLC控制的气动机械手的设计.doc

毕业设计(论文、作业)
毕业设计(论文、作业)题目:
基于PLC控制的气动机械手的设计
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目录
摘要······························Ⅰ
一、机械手设计方案························1
(一)机械手的手部结构方案设计················1
(二)机械手的手腕结构方案设计················1
(三)机械手的手臂结构方案设计················1
(四)机械手的驱动方案设计··················1
(五)机械手的控制方案设计··················1
(六)机械手的主要参数····················1
(七)机械手的技术参数列表··················2
二、机械手手部设计························2
(一)夹持式手部结构·····················2
(二)升降缸的尺寸设计与校核和伸缩缸的选择··········3
三、机械手的PLC控制设计·····················13
(一)可编程序控制器的选择及工作过程·············13
(二)机械手可编程序控制器控制方案··············13
四、结论····························14
参考文献····························14
致谢······························16
内容摘要
对气动机械手的基本要求是能快速、准确地拾-放和搬运物件,这就要求它们具有高精度、快速反应、一定的承载能力、足够的工作空间和灵活的自由度及在任意位置都能自动定位等特性。设计气动机械手的原则是:充分分析作业对象(工件)的作业技术要求,拟定最合理的作业工序和工艺,并满足系统功能要求和环境条件
;明确工件的结构形状和材料特性,定位精度要求,抓取、搬运时的受力特性、尺寸和质量参数等,从而进一步确定对机械手结构及运行控制的要求;尽量选用定型的标准组件,简化设计制造过程,兼顾通用性和专用性,,是一种模拟大中型场合工作的机械搬运设备。可以改变动作程序的自动搬运或操作设备,操作频繁的生产场合。在发出指令协调各有关驱动器之间的运动的同时,还要完成编程、示教/再现以及其他环境状况(传感器信息)、工艺要求、外部相关设备之间的信息传递和协调工作,使各关节能按预定运动规律运动。
关键词:
机械手 PCL 气动
Ⅰ
基于PLC控制的气动机械手的设计
一、机械手的设计方案
(一)机械手的手部结构方案设计
为了使机械手的通用性更强,把机械手的手部结构设计成可更换结构,当工件是棒料时,使用夹持式手部;当工件是板料时,使用气流负压式吸盘。
(二)机械手的手腕结构方案设计
考虑到机械手的通用性,同时由于被抓取工件是水平放置,因此手腕必须设有回转运动才可满足工作的要求。因此,手腕设计成回转结构,实现手腕回转运动的机构为回转气缸。
(三)机械手的手臂结构方案设计
按照抓取工件的要求,本机械手的手臂有三个自由度,即手臂的伸缩、左右回转和降(或俯仰)运动。手臂的回转和升降运动是通过立柱来实现的,立柱的横向移动即为手臂的横移。手臂的各种运动由气缸来实现。
(四)机械手的驱动方案设计
由于气压传动系统的动作迅速,反应灵敏,阻力损失和泄漏较小,成本低廉因此本机械手采用气压传动方式。
(五)机械手的控制方案设计
考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制。当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。
(六)机械手的主要参数
1、机械手的最大抓重是其规格的主参数,由于是采用气动方式驱动,因此考虑抓取的物体不应该太重,查阅相关机械手的设计参数,结合工业生产的实际情况,本设计设计抓取的工件质量为5公斤
2、基本参数运动速度是机械手主要的基本参数。操作节拍对机械手速度提出了要求,设计速度过低限制了它的使用范围。而影响机械手动作快慢的主要因素是手臂伸缩及回转的速度。该机械手最大移动速度设计为。最大回转速度设计为。平均移动速度为。平均回转速度为。机械手动作时有启动、停止过程的加、减速度存在,用速度一行程曲线来说明速度特性较为全面,因为平均速度与行程有关,故用平均速度表示速度的快慢更为符合速度特性。除了运动速度以外,手臂设计的基本参数还