畢業(yè)論文-機械手氣動系統(tǒng)設(shè)計

1、畢業(yè)設(shè)計機械手氣動系統(tǒng)設(shè)計學(xué)生姓名： 學(xué)號：系 部： 機械工程系 專 業(yè)： 機械電子工程 指導(dǎo)教師： 二零一五 年 五 月誠信聲明本人鄭重聲明：本論文及其研究工作是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下獨立完成的，在完成論文時所利用的一切資料均已在參考文獻(xiàn)中列出。 本人簽名： 年 月 日畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書設(shè)計題目： 機械手氣壓系統(tǒng)設(shè)計 系部： 機械工程系 專業(yè)： 機械電子工程 學(xué)號： 學(xué)生： 指導(dǎo)教師（含職稱）： 1課題意義及目標(biāo)氣動機械手是集機械、電氣、氣動和控制于一體的典型機電一體化產(chǎn)品。近年來，機械手在自動化領(lǐng)域中，特別是在有毒、放射、易燃、易爆等惡劣環(huán)境內(nèi)與電動和液壓驅(qū)動的機械手相比，顯示出其獨特的優(yōu)越性

2、，得到了越來越廣泛的應(yīng)用。本次畢業(yè)設(shè)計要求學(xué)生深入了解機械手氣壓系統(tǒng)的組成和工作原理，綜合運用所學(xué)的基礎(chǔ)理論知識和專業(yè)知識完成機械手氣動回路設(shè)計、氣動程序系統(tǒng)設(shè)計等內(nèi)容，為畢業(yè)后從事機械方面工作打好基礎(chǔ)。2主要任務(wù)（1）設(shè)計機械手工作原理圖（2）氣動元件的設(shè)計與選擇（3）氣動程序的設(shè)計（4）氣動回路的設(shè)計3主要參考資料1 章宏甲.液壓與氣壓傳動M.北京：機械工業(yè)出版社，2003.2 鄭家林.輕工業(yè)氣壓傳動M.北京：輕工業(yè)出版社，1989.3 路甬祥.液壓氣動技術(shù)手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2002.4進(jìn)度安排設(shè)計各階段名稱起 止 日 期1查閱相關(guān)的氣動技術(shù)的文獻(xiàn)，完成開題報告3月3日3月23

3、日2設(shè)定機械手的總體運動方案3月24日4月13日3通過各種途徑設(shè)計氣動程序系統(tǒng)和氣動回路4月14日5月4日4編寫畢業(yè)設(shè)計設(shè)計說明書5月5日6月1日5提交及修改畢業(yè)設(shè)計說明書，答辯6月2日6月22日審核人： 年 月 日 53.大型PLC一般I/O點數(shù)在1024點以上的稱為大型PLC。大型PLC的軟、硬件功能極強。具有極強的自診斷功能。通訊聯(lián)網(wǎng)功能強，有各種通訊聯(lián)網(wǎng)的模塊，實現(xiàn)工廠生產(chǎn)管理自動化。二. PLC的組成1.中央處理單元(CPU)CPU是PLC的控制中樞。它接收并存儲從編程器鍵入的用戶程序和數(shù)據(jù)；檢查電源、存儲器、I/O以及警戒定時器的狀態(tài)，而且可以對用戶的錯誤做出判斷。2.存儲器存放系

4、統(tǒng)軟件的存儲器稱為系統(tǒng)程序存儲器。PLC常用的存儲器類型：RAM (Random Assess Memory) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory)3.輸入/輸出單元為了避免其輸入的穩(wěn)定性受到影響，我們必須對輸入電路進(jìn)行特殊的設(shè)計，一般采用光電耦合電路進(jìn)行隔離，可以有效的防止干擾信號。它可以接受一些傳感器傳來的信號，并且進(jìn)行處理。將弱電信號轉(zhuǎn)換成我們需要的強電信號。4.電源部分 PLC一般我們都采用220V的交流電源。小型整體

5、的會在其內(nèi)部裝有一個開關(guān)穩(wěn)壓電源，會給不同的元件提供不同的電源。5.接口單元接口單元就是為了滿足用戶的需要，可以增加一些外接的編程器，存儲器等。6.外部設(shè)備外部設(shè)備有編程器，打印機等結(jié)構(gòu)，但是一般我們是不需要這個編程器的。但是他們各有各的用途。4.1.3 PLC輸入輸出地址分配表4-1 順序控制輸出輸入地址分配表機械手順序控制輸入輸出地址分配模塊號輸入端子輸出端子地址號信號名稱說明CPU224和EM2211I0.0自動啟動按鈕2I0.1單動啟動按鈕3I0.2手動啟動按鈕4I0.3停止按鈕5I0.4高位限位開關(guān)6I0.5低位限位開關(guān)7I0.6左位限位開關(guān)8I0.7右位限位開關(guān)9I1.0后位限位開

6、關(guān)10I1.1前位限位開關(guān)11I1.2手動下降按鈕12I1.3手動上升按鈕13I1.4手動夾緊按鈕14I1.5手動左移按鈕15I2.0手動右移按鈕16I2.1手動順時針旋轉(zhuǎn)按鈕17I2.2手動逆時針旋轉(zhuǎn)按鈕18I2.3A臺右工作件光耦合器1Q0.0下降電磁閥2Q0.1上升電磁閥3Q0.2右移電磁閥4Q0.3左移電磁閥5Q0.4順時針旋轉(zhuǎn)電磁閥6Q0.5逆時針旋轉(zhuǎn)電磁閥7Q0.6夾緊電磁閥表4-2 順序控制內(nèi)存變量分配表1信號名稱地址號說明2自動啟動I0.0按鈕3單動啟動I0.1按鈕4手動啟動I0.2按鈕5停止I0.3按鈕6高位I0.4限位開關(guān)7低位I0.5限位開關(guān)8左位I0.6限位開關(guān)9右位I

7、0.7限位開關(guān)10后位I1.0限位開關(guān)11前位I1.1限位開關(guān)12手動下降I1.2按鈕13手動上升I1.3按鈕14手動夾緊I1.4按鈕15手動左移I1.5按鈕16手動右移I2.0按鈕17手動順時針旋轉(zhuǎn)I2.1按鈕18手動逆時針旋轉(zhuǎn)I2.2按鈕19A臺右工作件I2.3光耦合器20下降Q0.0電磁閥21上升Q0.1電磁閥22右移Q0.2電磁閥23左移Q0.3電磁閥24順時針旋轉(zhuǎn)Q0.4電磁閥25逆時針旋轉(zhuǎn)Q0.5電磁閥26夾緊Q0.6電磁閥27夾緊定時器T101TON定時器28放松定時器T102TON定時器29自動方式標(biāo)志M0.0BOOL30單動方式標(biāo)志M0.1BOOL31手動方式標(biāo)志M0.2BO

8、OL32一周期結(jié)束標(biāo)志M0.3BOOL4.1.4 回路設(shè)計圖4-2 氣動系統(tǒng)圖 上面這圖是氣動系統(tǒng)的工作原理圖，1Y等代表的是電磁鐵，電磁鐵接通后，氣缸就會隨著運動，當(dāng)然他們是有順序的運動。里面加有油霧器，冷卻器，減壓閥等輔助裝置。還有控制流量大小和方向的單向節(jié)流閥。表4-3 電磁鐵動作順序表動作順序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y伸縮手臂左移+升降手臂下降+夾緊+升降手臂上升+擺動氣缸逆時針轉(zhuǎn)+伸縮氣缸右移+松開擺動氣缸順時針轉(zhuǎn)+上面這個表格就是事先規(guī)定的的電磁鐵順序的列表，電磁鐵的接通順序就是按照這個+號來確定的根據(jù)這些表格，我們設(shè)計出了下面的PLC程序，分為自動控制和手動控制兩種，完全按照表

9、格中的順序運動。已經(jīng)通過PLC軟件調(diào)試過，能過按照規(guī)定的程序運動。4.1.5 PLC程序設(shè)計我們設(shè)置了手動和自動兩種控制模式，因此寫入了兩個子程序主程序SBR-0SBR-15 結(jié)論本設(shè)計的氣動機械手的比較簡單，對應(yīng)的氣動系統(tǒng)也相對簡單，設(shè)計比較合理，能夠滿足部分形狀不同的物件的轉(zhuǎn)移、夾取、安裝等功能，方便快捷。其設(shè)計主要考慮以下幾個方面：1.機械手的運動規(guī)劃設(shè)定運動路徑，規(guī)劃好機械手要實現(xiàn)的動作，對后面的氣動系統(tǒng)的研究有很大的影響。2.氣動系統(tǒng)的設(shè)計根據(jù)要實現(xiàn)的操作，進(jìn)行氣動元件的選擇，使每個氣動元件可以符合回路要求。3.控制系統(tǒng)的設(shè)計為了實現(xiàn)自動化的操作和無限的循環(huán)，我們需要設(shè)計合理的控制程

10、序來實現(xiàn)這個目的。本設(shè)計采用的是PLC，來控制。由于本人才疏學(xué)淺，有不恰當(dāng)?shù)牡胤胶筒粶?zhǔn)確的地方，懇請各位老師，批評指教。參考文獻(xiàn) 章宏甲.液壓與氣壓傳動M.北京：機械工業(yè)出版社，2003. 鄭家林.輕工業(yè)氣壓傳動M.北京：輕工業(yè)出版社，1989. 路甬祥.液壓氣動技術(shù)手冊M.北京：機械工業(yè)出版社，2002. 左建明.液壓與氣壓傳動M.北京： 機械工業(yè)出版社，2007. 崔繼仁.電氣控制與PLC應(yīng)用技術(shù)M.北京：中國電力出版社，2010. SMC（中國）有限公司.現(xiàn)代實用氣動技術(shù)M.北京：機械工業(yè)出版社，2003. 吳宗澤.機械設(shè)計師手冊：下冊.北京：機械工業(yè)出版社，2002. 李壯云.液壓氣動

11、與液力工程手冊：上冊。北京：電子工業(yè)出版社，2008. 張群生.液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2009. 袁承訓(xùn).液壓與氣壓傳動.北京：機械工業(yè)出版社，2009. 成大先.機械設(shè)計手冊M.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1994. 徐文燦.氣動元件及系統(tǒng)設(shè)計M. 北京：機械工業(yè)出版社，1995. 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室.理論力學(xué)M.北京：高等教育出版社，2009. 丁繼斌.機器人技術(shù)基礎(chǔ)M.北京：高等教育出版社，2012. 程憲平.機電傳動與控制M.武漢：華中科技大學(xué)出版社,2010.致謝在論文完成之際，首先我要感謝的就是我的老師。在我寫論文期間，給我提供了及時的幫助。王老師每次都會精確的

12、得出我的問題所在，并耐心的給予我輔導(dǎo)，及時的解決我的問題。不管問題是大是小，王老師總是會給予最耐心的輔導(dǎo)。王老師的知識非常豐富，涉獵范圍很廣，所以我們的問題，王老師可以一眼看出來，結(jié)合王老師的切身經(jīng)歷給予我們最大幫助。每個學(xué)生的論文進(jìn)度，王老師都會非常關(guān)心，她會督促我們盡快的完成論文，遇見不會問題要及時的詢問，不可以盲目的向前。正因為王老師負(fù)責(zé)的態(tài)度，我們才能保證質(zhì)量，保證數(shù)量的完成論文。我再次對王老師的幫助表示感謝。我的基礎(chǔ)并不扎實，我需要向他們詢問，才能得出正確分析，而他們也給我提供了最大幫助，沒有他們，我就無法完成這篇論文。還要感謝所有給予我?guī)椭娜?，知恩圖報，是我們的優(yōu)秀美德，我們需要

13、將其發(fā)揚光大。經(jīng)過幾個月的辛苦拼搏，總算將論文寫完，我心里非常激動，雖然它不是最好，但是付出了我的心血，是對我大學(xué)四年所學(xué)知識的總結(jié)，也是對我自身學(xué)習(xí)的認(rèn)可，讓我知道我大學(xué)所學(xué)知識是能夠應(yīng)用到實際中的。四年的學(xué)習(xí)生活，我學(xué)習(xí)到了很多東西，接觸了好多老師的教導(dǎo)和影響，非常感謝這些幫助過我的人。每個人的成功都離不開背后無數(shù)人的默默支持，當(dāng)我們成功時，首先要感謝的就是那些默默的在背后支持你的人，懂得感恩，才能不斷的向前。不管我們身在何處，都要感謝那些幫助過我們的人，他們給我們的幫助不僅僅幫我們渡過了當(dāng)前的困難，還為我們以后的道路奠定了基礎(chǔ)，沒有他們，我們就沒有以后，更不用說現(xiàn)在。我們是黨和國家未來的接班人，我們自身需要有極高的文化素質(zhì)，道德涵養(yǎng)和足夠的專業(yè)精神，俗話說，打鐵還需自身硬，我們要想為國家做貢獻(xiàn)，就必須先把自