精品毕设传送带及机械手PLC控制设计.docx
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精品毕设传送带及机械手PLC控制设计
编号:
毕业设计说明书
题目:
传送带及机械手PLC控制设计
院(系):
机电工程学院
专业:
机械设计制造及其自动化
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学号:
0901120201
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职称:
高级工程师
题目类型:
理论研究实验研究√工程设计工程技术研究软件开发
2013年6月5日
摘要
在工业生产和其他领域内,由于工作的需要,人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害,增加了工人的劳动强度,甚至于危及生命。
自从机械手问世以来,相应的各种难题迎刃而解。
机械手可在空间抓、放、搬运物体,动作灵活多样,适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产,广泛应用于柔性自动线。
机械手一般由耐高温,抗腐蚀的材料制成,以适应现场恶劣的环境,大大降低了工人的劳动强度,提高了工作效率。
机械手是工业机器人的重要组成部分,在很多情况下它就可以称为工业机器人。
工业机器人是集机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体的现代制造业重要的自动化装备。
广泛采用工业机器人,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。
可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品,逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。
本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX系列PLC,实现机械手搬运控制系统,该系统充分利用了可编程控制器(PLC)控制功能。
使该系统可靠稳定,时期功能范围得到广泛应用。
关键词:
可编程控制器PLC;PLC的结构及基本配置;机械手;限位开关
Abstract
Inindustrialproductionandotherareas,asaresultoftheneed,peopleoftensubjectedtohightemperature,corrosiveandtoxicgashazards,increasedlaborintensity,andevenlife-threatening.Sincetheadventofrobot,allkindsofproblemssolved.Robotcaughtinthespace,put,handlingobjects,actionsflexible,applicabletotransformtheproductionofvarietiesinsmall-volumeautomatedproduction,widelyusedinflexibleautomaticline.Robotbythehightemperature,corrosion-resistantmaterialsmadeinordertoadapttotheharshenvironmentofthesite,greatlyreducingthelaborintensityandimproveworkefficiency.Themanipulatorisanimportantpartofanindustrialrobot,inmanycases,itwillbereferredtoasindustrialrobots.Theindustrialrobotisamultidisciplinarysetofmechanical,electronic,control,computers,sensors,artificialintelligenceandotheradvancedtechnologyinoneoftheimportantmodernmanufacturingautomationequipment.Widelyusedindustrialrobotscannotonlyimproveproductqualityandyield,butalsotoprotectthepersonalsafety,improvetheworkingenvironment,reducelaborintensity,improvelaborproductivity,savingrawmaterialconsumptionandreduceproductioncosts,hasaveryimportantsignificance.
Theprogrammablecontrollerrelaycontrolandcomputercontrolonthedevelopmentofproducts,andgraduallydevelopedintoamicro-processingasthecoreautomationtechnology,computertechnology,communicationtechnologyandintegrationofnewindustrialautomaticcontroldevice.Inthispaper,theproductionofMitsubishiprogrammablelogiccontrollerFXseriesPLC,robothandlingcontrolsystem,whichtakesfulladvantageoftheprogrammablelogiccontroller(PLC)controlfunctions.Tomakethesystemreliableandstable,theperiodrangeoffunctionshasbeenwidelyused.
Keywords:
Manipulatorconveyorbelt;PLC;Machinehand;Limitswitch
引言
工业机械手是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。
工业机械手是工业机器人的一个重要分支。
它的特点是可通过编程来完成各种预期的作业任务,在构造和性能上兼有人和机器各自的优点,尤其体现了人的智能和适应性。
机械手作业的准确性和各种环境中完成作业的能力,在国民经济各领域有着广阔的发展前景。
随着工业自动化的发展,出现了数控加工中心,它在减轻工人的劳动强度的同时,大大提高了劳动生产率。
但数控加工中常见的上下料工序,通常仍采用人工操作或传统继电器控制的半自动化装置。
前者费时费工、效率低;后者因设计复杂,需较多继电器,接线繁杂,易受车体振动干扰,而存在可靠性差、故障多、维修困难等问题。
可编程序控制器PLC控制的上下料机械手控制系统动作简便、线路设计合理、具有较强的抗干扰能力,保证了系统运行的可靠性,降低了维修率,提高了工作效率。
该控制系统采用可编程控制器为核心,通过对信号的采集、处理、输出一系列的集中控制,使生产更安全稳定高效。
设计中完成了硬件和软件的设计。
实现了传感器、变频器、机械手等硬件的调配控制,实现传送带自动减速,机械手抓放等功能。
PLC作为控制核心的使用比原有的系统控制性更强,应变更灵活,操作更简单,使系统拥有可靠性高,稳定性好、抗干扰能力强,维护方便等众多优点,为安全高效的工业生产提供了更好的硬件环境。
机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术和计算机技术等科学领域,是一门跨学科综合技术。
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。
在现今的中国,塑料制品行业尽管仍属于劳动力密集型,机械手的使用已经越来越普及。
那些电子和汽车业的欧美跨国公司很早就在它们设在中国的工厂中引进了自动化生产。
但现在的变化是那些分布在工业密集的华南、华东沿海地区的中国本土塑料加工厂也开始对机械手表现出越来越浓厚的兴趣,因为他们要面对工人流失率高,以及交带来的挑战。
随着我国工业生产的飞跃发展,自动化程度的迅速提高,实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、板手等工具进行加工、装配等作业的自动化,已愈来愈引起人们的重视,同时也要求供料机构更加灵活、柔性化。
对机械手的控制系统提出了更高的要求,原来的继电器控制方式已经逐渐不能满足生产的需要。
可编程控制器(PLC)控制性更强,应变更灵活,操作更简单,已经逐渐取代继电器控制系统成为新的控制方式。
本次设计正是基于PLC控制系统,控制一个机械手传送带工作单元的设计。
对于生产流水线的组成及自动化的基础建设有着重要的意义。
1总体方案设计
1.1课题介绍
在一条自动生产线上,由机械手将传送带1上的物品传送到传送带2上。
机械手的上升、下降、左转、右转、夹紧及放松动作分别由电磁阀控制液压传动系统工作,并用限位开关及光电开关检测机械手动作的状态和物品的位置。
传送带1、2均由三相鼠笼型异步电动机驱动,电动机应有相应的保护。
机械手初始状态为手臂在下限位(下限位开关SQ4受压),手在传送带1上(右限位开关SQ2受压)手指松开。
机械手和传送带动作控制示意图下如图1.1-1所示。
图1.1-1传送带机械手动作控制示意图
1.2毕业设计的内容
机械手搬运模拟系统
复位:
把PLC置RUN,按下SQ6和SQ4,手动使机械手回到原点,手爪张开。
启动:
按下启动按钮,传送带1、2起动,当传送带1上的物品到达前端,光电开关SQ1检测到物品时,传送带1停止。
机械手手指夹住物品,夹紧时,夹紧开关SQ2动作,位气爪夹紧,机械手上升;当触碰到SQ3时,上升到位,机械手伸出;当触碰到SQ6,右移到位,机械手下降;触碰到SQ4下降到位,气爪张开,放松工件,机械手上升。
当触碰到SQ3时,上升到位,当触碰SQ5时,左移到位。
当触碰到SQ4下降到位,机械手缩回,到达原点,一次性搬运完成。
循环上述动作。
停止:
按下停止按钮,结束流程。
1.3毕业设计任务
(1)准备任务:
调查、研究机械手运行情况,列出所设计的机械手程序运行情况,巩固说要运用的知识。
(2)画出电气控制原理图和外部接线图
(3)画出I/O分配表
(4)程序设计要求
(5)机械手要求有3种控制方式:
①手动控制方式;
②单周期控制方式;
③连续控制方式。
2PLC的特点和传送带机械手的介绍
2.1可编程控制器PLC
2.1.1PLC慨况
可编程控制器(PROGRAMMABLECONTROLLER,简称PC)。
与个人计算机的PC相区别,用PLC表示。
PLC是在传统的顺序控制器的基础上引入了微电子技术、计算机技术、自动控制技术和通讯技术而形成的一代新型工业控制装置,目的是用来取代继电器、执行逻辑、记时、计数等顺序控制功能,建立柔性的程控系统。
国际电工委员会(IEC)颁布了对PLC的规定:
可编程控制器是一种数字运算操作的电子系统,专为在工业环境下应用而设计。
它采用可编程序的存贮器,用来在其内部存贮执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的指令,并通过数字的、模拟的输入和输出,控制各种类型的机械或生产过程。
可编程序控制器及其有关设备,都应按易于与工业控制系统形成一个整体,易于扩充其功能的原则设计。
PLC具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力
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- 关 键 词:
- 精品 传送带 机械手 PLC 控制 设计
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