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文檔簡介

(優(yōu)選)基于控制的機械手系統(tǒng)設計答辯當前1頁,總共19頁。綱要項目背景及意義APLC的選型與保護B機械手功能實現(xiàn)形式C控制系統(tǒng)設計D設計總結E當前2頁,總共19頁。機械手LOREM計算機技術電子技術傳感器技術其他應用技術

機械手的背景:

機械手有著40多年的發(fā)展歷史,是一種類似于機器人的生產設備。它能夠完成事先編輯好的操作程序,在各種工業(yè)條件都能有條不紊的作業(yè)。它有著人的智能性和機器的適應性。在各國的工業(yè)制造中,機械手技術是應用最為廣泛的一種技術。當前3頁,總共19頁。發(fā)展意義:

對于以前那些操作困難、操作危險的工業(yè)操作,都是通過操作工人遠程控制自動化設備自動完成生產的。這不但可以避免一些有害物質對操作工人的傷害,還可以提高工廠的生產效率。減輕勞動強度A提高生產力B當前4頁,總共19頁。PLC選型:常用PLC:西門子、歐姆龍、三菱等三菱FX1N優(yōu)越性:CPU處理速度快、通信方便、指令豐富等當前5頁,總共19頁。在此編輯標題A在此編輯標題BPLC的保護:

由于電感類元件,在電路的通斷時會產生較高的電壓,對PLC的I/O結口將造成損壞,所以需要在元件的兩端采取相應的保護措施。當使用的是直流電源時,應該通過采取接入續(xù)流二極管的方式對電路進行保護;而當使用的是交流電源時,則需要通過接入阻容電路的方式對電路進行保護。當前6頁,總共19頁。機械手功能實現(xiàn)形式:特性概要

我們生活的空間是一個三維的空間,任何物體所在的位置都可以由三個坐標和方向來確定;因此,只要求得所要搬運物體的位置坐標和位置方向,就能確定物體的具體位置。機械手是一種用來替代人手的設備,每完成一個動作都需要有一個自由度,自由度越多,功能越豐富。當前7頁,總共19頁。抓緊結構

手爪是機械手的抓取結構。一個合格的手抓應具有保護功能,防止物件被損壞。

機械手功能實現(xiàn)形式:當前8頁,總共19頁。

機械手功能實現(xiàn)形式:軀干底盤

底盤在機械手中的作用是用來承載重物和帶動手臂運動的機構。它由一臺直流電動機和旋轉編碼盤及限位開關組成。B手臂

手臂是用來連接和承載手爪運動的重要機構。它由PLC控制電動機的運轉情況來控制絲桿和螺母的運動,同時采用限位開關對這些運動進行限位,保證運動的精準和高效率運行。當前9頁,總共19頁。

機械手的功能實現(xiàn)形式:

機械手每旋轉3度就發(fā)出一個信號脈沖,只要改變PLC程序計數(shù)器中的數(shù)值,就可以完成不同角度的旋轉。旋轉編碼盤當前10頁,總共19頁。機械手功能實現(xiàn)形式:

開始運行后,如果機械手不在初始位置上,步進電動機開始運轉(橫軸向手抓方向移動,豎軸向上移動)。歸位后首先橫軸步進電動機工作,橫軸前伸;前伸到位后,手爪電動機得電帶動手爪旋轉;當傳感器檢測到限位磁頭時,電動機停止,PLC控制電磁閥動作,手張開;延時一段時間,豎軸步進電動機工作,豎軸下降;下降到位后,電磁閥復位,手爪夾緊;延時過后,豎軸上升,同時橫軸縮回、底盤電動機帶動底盤旋轉;當橫軸、豎軸、底盤都到位后,橫軸前伸;到位后手爪旋轉,然后豎軸下降,電磁閥動作,手爪張開;延時后豎軸上升復位,然后開始下一周期動。Loremipsum控制過程1.手爪的張開和閉合2.手腕旋轉3.水平移動4.升降5.軀干旋轉6.手爪7.手腕電動機8.橫軸9.豎軸10.橫軸電動機11.豎軸電動機12.底盤13.底盤電動機當前11頁,總共19頁。

控制系統(tǒng)設計:

系統(tǒng)的控制面板如圖,旋鈕開關可以控制機械手的手動和連動;當控制開關撥向手動時,機械手的每一步動作都需要按下相應的動作按鈕才能夠實現(xiàn);當控制開關撥向自動時,機械手能夠連續(xù)的完成各步動作;控制開關撥向回原點時,機械手能自動的回原位待命。當前12頁,總共19頁??刂葡到y(tǒng)設計:PLC的I/0分配表:輸入信號輸出信號手動SAX0上升/下降步進電機YA0Y0回原位SAX1YA1Y1連續(xù)SAX2YA2Y2回原位SB1X3前進/后退步進電機YA3Y3啟動SB2X4YA4Y4停止SB3X5YA5Y5下降SB4X6夾緊YA6Y6上升SB5X7手順轉YA7Y7夾緊SB6X10手逆轉YA8Y10松開SB7X11底盤順轉YA9Y11手順轉SB8X12底盤逆轉YA10Y12手逆轉SB9X13

底盤順轉SB10X14

底盤逆轉SB11X15

下限位SQ1X16

上限位SQ2X17

前限位SQ3X20

后限位SQ4X21

底盤順限位SQ5X22

底盤逆限位SQ6X23

手順限位SQ7X24

手逆限位SQ8X25

底旋轉脈沖

X26

前行SB12X30

后退SB13X31

當前13頁,總共19頁??刂葡到y(tǒng)設計:機械手控制系統(tǒng)外部接線當前14頁,總共19頁。

公用程序、手動程序、自動程序以及回原位程序是機械手控制系統(tǒng)的軟件程序的主要組成部分,其結構如圖所示。自動程序把工作順序相同的單步運動程序和連續(xù)運動程序編在一起。本設計中應用最多的是條件跳轉指令CJ,該指令能夠按要求跳轉程序,并從指針標號PX處繼續(xù)執(zhí)行下一條程序,能夠減少不必要的程序執(zhí)行時間。控制系統(tǒng)設計:程序結構圖程序設計:當前15頁,總共19頁。公用程序控制系統(tǒng)設計:

公用程序如圖所示。Y6為復位鍵,X21和X17分別為后限位和上限位,當Y6、X21、X17和輔助繼電器M0接通時,表示機械手在原位。若執(zhí)行用戶程序時,機械手處于手動狀態(tài)或回原位狀態(tài),則M10被初始化置位,為自動狀態(tài)做好準備。在輔助繼電器M0斷開時,M10被復位,PLC是不能夠進入自動工作方式的。ZRST是全部復位指令,能夠使所有繼電器復位。當前16頁,總共19頁??刂葡到y(tǒng)設計:自動程序

自動操作流程如圖所示。機械手在初始位置的時候,按下X4啟動,運行狀態(tài)S1,使完成動作前伸Y3接通,前伸到限位值后X20接通;狀態(tài)跳轉至S2,此時S1復位,手順轉Y7、X24接通;狀態(tài)跳轉至S3,使完成動作下降Y2、X16接通;狀態(tài)跳轉至S4,使Y6產生1秒的延時置位來增強夾緊力。當T0接通時,跳轉至S5,使完成動作上升Y0,上升到限位值后X17接通;此時狀態(tài)跳轉至S6,使完成動作后退Y4;后退到限位值后,狀態(tài)跳轉至S9,使完成動作下降,下降到限位值后,X16接通,此時電磁鐵斷電完成松開動作。電磁鐵的電磁力的消失需要適當?shù)难訒r時間,延時1s后,T1開始接通,狀態(tài)跳轉至S13,完成后退動作,后退到限位值后,X21接通,接著跳轉至S14,接通X21完成底盤順轉,并返回初始狀態(tài),準備二次循環(huán)動作。圖4-5自動的功能流程圖當前17頁,總共19頁??刂葡到y(tǒng)設計:手動程序:手動操作時,機械手每按一下按鈕,就完成一次相應的操作。回原位程序:

用來系統(tǒng)回原位的程序,當系統(tǒng)需要回原位時,按

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