机电一体化专业毕业论文.docx
- 文档编号:29905829
- 上传时间:2023-08-03
- 格式:DOCX
- 页数:10
- 大小:110.76KB
机电一体化专业毕业论文.docx
《机电一体化专业毕业论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《机电一体化专业毕业论文.docx(10页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
机电一体化专业毕业论文
结业论文之杨若古兰创作
题目名称:
机械手控制
系部名称:
机电工程系
班级:
机电一体化二班
学号:
0000
先生姓名:
XX
指点教师:
XX
2011年11月
机械手控制
摘要
生产技术和生产力的高速发展,请求古代化企业必须有更高的生产效力,更高的主动化程度及其平安可靠性.机械手可以实现多工步的主动换装,使用可靠平安,通过程序更换就可以实现功能升级.机械手在扩大生产范围,缩短新产品的试制周期,加速产品的更新换代,降低成本和减轻工人劳动强度起到次要感化.
因为工业主动化的全面发展和科学技术的不竭提高,对工作效力的提高迫在眉睫.单纯的手工劳作以满足不了工业主动化的请求,是以,必须利用进步前辈设备生产主动化机械以取代人的劳动,满足工业主动化的需求.其中机械手是其发展过程中的次要产品之一,它不但提高了劳动生产的效力,还能代替人类完成高强度、风险、反复枯燥的工作,减轻人类劳动强度,可以说是一箭双雕.在机械行业中,机械手愈来愈广泛的得到利用,它可用于零部件的组装,加工工件的搬运、装卸,特别是在主动化数控机床、组合机床上使用更为普遍.目前,机械手已发展成为柔性制作零碎FMS和柔性制作单元FMC中一个次要构成部分.把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工零碎或柔性制作单元,可以节省庞大的工件输送安装,结构紧凑,而且适应性很强.但目前我国的工业机械手技术及其工程利用的水平和国外比还有必定的距离,利用规模和财产化水平低,机械手的研讨和开发直接影响到我国机械行业主动化生产水平的提高,从经济上、技术上考虑都是十分须要的.是以,进行机械手的研讨设计具有次要意义.
关键词:
工业主动化;机械化;FMS;FMC;机械手研讨开发
机械手控制
一、机械手发展经历及次要构成
机械手是能模仿人手和臂的某些动作功能,用以按固定程序抓取、搬运物件或操纵工具的主动操纵安装.机械手是最早出现的工业机器人,也是最早出现的古代机器人.
(一)发展历史
机械手首先是从美国开始研制的.1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念,并申请了专利.该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节,利用人手对机器人进行动作示教,机器人能实现动作的记录和再现.这就是所谓的示教再现机器人.现有的机器人差不多都采取这类控制方式.1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手铆接机器人.作为机器人产品最早的实用机型(示教再现)是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”.这些工业机器人次要由类似人的手和臂构成它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和主动化,能在无害环境下操纵以呵护人身平安,因此广泛利用于机械制作、冶金、电子、轻工和原子能等部分.
(二)构成部分
机械手次要由手部、活动机构和控制零碎三大部分构成.手部是用来抓持工件(或工具)的部件,根据被抓持物件的外形、尺寸、分量、材料和功课请求而有多种结构方式,如夹持型、托持型和吸附型等.活动机构,使手部完成各种动弹(摆动)、挪动或复合活动来实现规定的动作,改变被抓持物件的地位和姿式.活动机构的升降、伸缩、扭转等独立活动方式,称为机械手的自在度.为了抓取空间中任意地位和方位的物体,需有6个自在度.自在度是机械手设计的关键参数.自在度越多,机械手的灵活性越大,通用性越广,其结构也越复杂.普通公用机械手有2~3个自在度.控制零碎是通过对机械手每个自在度的电机的控制,来完成特定动作.同时接收传感器反馈的信息,构成波动的闭环控制.控制零碎的核心通常是由单片机或dsp等微控制芯片构成,通过对其编程实现所要功能.
(三)机械手分类
机械手的品种,按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手;按适用范围可分为公用机械手和通用机械手两种;按活动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等.
(四)多关节机械手的上风
多关节机械手的长处是:
动作灵活、活动惯性小、通用性强、能抓取靠近机座的工件,并能绕过机体和工作机械之间的妨碍物进行工作.随着生产的须要,对多关节手臂的灵活性,定位精度及功课空间等提出愈来愈高的请求.多关节手臂也突破了传统的概念,其关节数量可以从三个到十几个甚至更多,其外形也不局限于像人的手臂,而根据分歧的场合有所变更,多关节手臂的良好功能是单关节机械手所不克不及比较的.
(五)机械手发展大事记
1958年美国联合控制公司研制出第一台机械手.(电磁铁工件抓放机构)
1962年,美国联合控制公司试制成一台数控示教再现型机械手.
1978年美国Unimate公司和斯坦福大学,麻省理工学院联合研制一种Unimate-Vicarm型工业机械手,装有小型电子计算机进行控制,用于拆卸功课,定位误差小于±1毫米.
联邦德国KnKa公司还生产一种点焊机械手,采取关节式结构和程序控制.
二、西门子公司及S7-200次要参数功能介绍
西门子股份公司(SIEMENSAGFWB:
SIE,NYSE:
SI)是世界最大的机电类公司之一,1847年由维尔纳·冯·西门子建立.如今,它的国际总部位于德国慕尼黑.西门子股份公司是在法兰克福证券交易所和纽约证券交易所上市的公司.2005年,西门子全集团在190个国家和地区雇用员工460,800人,全球收入为754.45亿欧元(2004年为702.37亿欧元),税后利润较2004年的36.6亿欧元降至24.2亿欧元.
西门子是一家大型国际公司,其营业广泛全球190多个国家,在全世界具有大约600家工厂、研发中间和发卖处事处.公司的营业次要集中于6大领域:
信息和通讯、主动化和控制、电力、交通、医疗零碎和照明.西门子的全球营业运营分别由13个营业集团负责,其中包含西门子财务服务无限公司和西门子房地资产管理集团.此外,西门子还具有两家合资企业——博士-西门子家用电器集团和富士通计算机(控股)公司.
S7-200是一种小型的可编程控制器,适用于各行各业,各种场合中的检测、监测及控制的主动化.S7-200系列的强大功能使其不管在独立运转中,或相连成收集皆能实现复杂控制功能.是以S7-200系列具有极高的功能/价格比.
(一)适用范围
S7-200系列在集散主动化零碎中充分发挥其强大功能.使用范围可覆盖从替代继电器的简单控制到更复杂的主动化控制.利用领域极为广泛,覆盖所有与主动检测,主动化控制有关的工业及民用领域,包含各种机床、机械、电力设施、民用设施、环境呵护设备等等.如:
冲压机床,磨床,印刷机械,橡胶化工机械,地方空调,电梯控制,活动零碎.
S7-200系列PLC可提供4个分歧的基本型号的8种CPU供您使用.
(二)模拟电位器
CPU221/2221个
CPU224/224XP/2262个
(三)脉冲输出
2路高频率脉冲输出(最大20KHz),用于控制步进电机或伺服电机实现定位任务.
(四)电池模块
用于长时间数据后备.用户数据(如标记位形态,数据块,定时器,计数器)可通过内部的超等电容存贮大约5天.选用电池模块能耽误存贮时间到200天(10年寿命).电池模块插在存储器模块的卡槽中.
(五)各型号的长处
CPU221
本机集成6输入/4输出共10个数字量I/O点.无I/O扩展能力.6K字节程序和数据存储空间.4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出.1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯和谈、MPI通讯和谈和自在方式通讯能力.非常适合于小点数控制的微型控制器.
CPU222
本机集成8输入/6输出共14个数字量I/O点.可连接2个扩展模块.6K字节程序和数据存储空间.4个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出.1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯和谈、MPI通讯和谈和自在方式通讯能力.非常适合于小点数控制的微型控制器.
CPU224
本机集成14输入/10输出共24个数字量I/O点.可连接7个扩展模块,最大扩展至168路数字量I/O点或35路模拟量I/O点.13K字节程序和数据存储空间.6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器.1个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯和谈、MPI通讯和谈和自在方式通讯能力.I/O端子排可很容易地全体拆卸.是具有较强控制能力的控制器.
CPU224XP
本机集成24输入/16输出共40个数字量I/O点.可连接7个扩展模块,最大扩展至248路数字量I/O点或35路模拟量I/O点.13K字节程序和数据存储空间.6个独立的30kHz高速计数器,2路独立的20kHz高速脉冲输出,具有PID控制器.2个RS485通讯/编程口,具有PPI通讯和谈、MPI通讯和谈和自在方式通讯能力.I/O端子排可很容易地全体拆卸.用于较高请求的控制零碎,具有更多的输入/输出点,更强的模块扩展能力,更快的运转速度和功能更强的内部集成特殊功能.可完整适应于一些复杂的中小型控制零碎.
三、机械手设计请求及功能
机械手模拟控制窗口如图所示.图中机械手可抓紧、放送工件,可上下、摆布挪动,模拟界面的右边为按控制请求设计的操纵台.
(一)控制请求
机械手设有调整、连续、单周及步进四种工作方式,工作时要首先选择工作方式,然后操纵对应按钮.
(二)机械手运转方式
1.调整工作方式
可按响应按钮实现左移、右移、上移、下移、加紧、放松各个动作的单独调整.
2.连续工作方式
按下起动按钮,机械手按降低→加紧→上升→右移→降低→放松→上升→左移的顺序循环往复的连续工作;按下停止按钮,机械手将主动结束本周期的工作,回到原位后停止.按下急停按钮,零碎立即停车.
3.单周工作方式
按下起动按钮后,机械手按降低→加紧→上升→右移→降低→放松→上升→左移的顺序主动工作一个周期停止.若要再工作一个周期,可再次按下起动按钮.按下停止按钮,机械手将主动结束本周期的工作,回到原位后停止.按下急停按钮,零碎立即停车.
4.步进工作方式
每按一次起动按钮,机械手完成一步动作后主动停止.按下急停按钮,零碎立即停车.
(三)程序设计要点
由机械手的工作过程可知,这是一个典型的顺序控制零碎.为此,可从机械手的连续工作方式入手编写程序.首先应绘出连续工作时的功能表图,然后直接列写逻辑表达式,用触点线圈指令编程,也可使用置位复位指令或顺序控制继电器指令来完成.为了将每一步的工作形态显示出来,动画模拟软件使用了内部存储器位M51、M52、M53、M54、M55、M56、M57、M40、M41来分别暗示①~⑧的运转形态.编程过程中,须要留意特别处理的成绩是①、⑤和③、⑦步的动作成绩,虽然①、⑤步都是降低操纵,但却具有分歧的意义,①步降低是空钩降低,而⑤步降低则是夹着工件降低.③、⑦步的上升操纵也是如许.
单周期操纵的程序实现可在连续工作程序的基础上通过经验点窜实现.其要点是是设法禁止机械手在一个周期工作结束后主动进入下一周期,普通在降低的启动回路设法子.
单步操纵的实现与单周期工作的实现是类似的.即设法在每一步工作结束后,不是直接启动下一步的工作,而是等待启动按钮的命令后再工作.
(四)程序结构框图
四、基于S7-200的机械手PLC控制程序
五、分析该设计优缺点
该设计方式初步满足了设计请求,实验证实能够按照设定的工作方式波动运转.以上是在同一个顺序控制程序中完成的连续工作、单周期工作和单步工作的程序编制思路,实际上也能够采取分段跳转的法子来完成这三种操纵.这类方法编制的程序结构清晰,但程序数量善于前一种方法.
称谢
岁月如梭,如歌.转眼间,三年的大学求先生活即将结束,站在结业的门槛上,回首往昔,奋斗和辛苦成为丝丝的记忆,甜美与欢笑也都尘埃落定.郑州经贸职业学院以其良好的进修风气、严谨的科研氛围教我求学,以其广博包涵的情怀胸怀、浪漫充实的校园生活育我成人.值此结业论文完成之际,我谨向所有关心、爱护、帮忙我的人们暗示最诚挚的感谢与最美好的祝福.本论文是在讲师XX老师的悉心指点之下完成的.三年来,老师赅博的专业常识,严谨的治学态度,精益求精的工作风格,诲人不倦的高尚师德,朴实无华、平易近人的人格魅力对我影响深远.老师不但授我以文,而且教我做人,虽历时三载,却赋予我毕生受益无量之道.本论文从选题到完成,几易其稿,每一步都是在XX老师的指点下完成的,倾注了老师大量的血汗,在此我向我的老师XX暗示深切的谢意与祝福!
本论文的完成也离不开其他各位老师、同学和朋友的关心与帮忙.在此也要感谢XX等各位老师在论文开题、初稿、预答辩期间所提出的贵重定见,感谢机电工程系为本论文提供的数据和建议,还要感谢同门的师兄师妹们,在论文创作过程中给我以很多鼓励和帮忙.回想全部论文的写作过程,虽有不容易,却让我除却浮躁,经历了思考和启示,也更加深切地体会了坚持的精髓和意义,是以倍感爱护保重.
最初,再次感谢所有关心和撑持我的同学们和老师们!
参考材料
[1]林伟.典型机电一体化零碎及利用[M]高等教育出版社
[2]陈远玲、黎亚元、富国强机床电气主动控制[M]重庆大学出版社
[3]王承义机械手及其利用[M]机械工业出版社
[4]王建明主动线与工业机械手技术[M]天津大学出版社
[5]杨后川、高建设西门子S7-200PLC利用100例[M]电子工业出版社
[6]肖峰、贺哲荣PLC编程100例[M]中国电力出版社
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 机电 一体化 专业 毕业论文