核心内容摘要
燃烧吧！羁绊与宿命：《长门小南萝卜游戏》漫画，一次触及灵魂的视觉盛宴
基于PLC的工业机械手控制系统设计(设计源文件万字报告讲解)支持资料、图片参考_相关定制_文章底部可以扫码摘 要生产制造企业在生产过程中主要关注的内容是工作人员的工作的效率还有一个就是工人的安全问题。
我们之所以要关注这些东西主要是我国现代工业技术快速的发展工业生产已经实现了全自动化特别是工业方面的自动化程度很高。
生产过程不仅工人劳动强度较大且浪费了大量人工成本整体生产的自动化水平较低。
工业与科学技术日新月异的进步使得当今工业生产的自动化水平越来越高机器取代人工实现全社会工业生产的全自动化也成为了当前的必然趋势因此提高现有的机械手生产模式的自动化水平和生产效率也成为了必然的选择。
所以对于机械手控制系统进行设计是至关重要的。
在工业化的机器人使用中特别是在制造机械制造行业中机器人的更新换代还有技术发展是很快的而且我们也逐步的开始频繁的使用机器人之类的辅助工具。
在现阶段我们运用机器人在一些码头的装卸机床的装卸焊接和喷漆还有落锤压力机比较多。
这是一项能够大幅度提高生产效率和降低人工成本并且施工也发展到机械化自动化程度的一个方法。
机器人里面内置的程序然后我们在使用的过程中他就会根据他的一些程序的反馈并且是从外面接收到的一些数据能够按照既定目标去实现他的一个操作。
所以对于机械手进行设计。
关 键 词机械手远程控制PLC论文类型应用研究目 录1绪 论
1
1 课题背景
1
2国内外研究现状
2
3机械手的分类 32可编程控制器PLC
6
1 PLC简介
6
2 PLC内部结构
72.
1 中央处理器CPU
72.
2存储器
72.
3 输入输出单元
82.
4电源部分
8
3 PLC的选型 83机械手系统机构组成
1
1 机械手模型的机能特性
1
2 夹紧机构
1
3 躯干
1
4 旋转编码盘 114机械手控制系统设计
1
1 控制系统硬件设计
124.
1 PLC梯形图中的编程元件
134.
2 PLC的I/O分配
144.
3 机械手控制系统的外部接线图
1
2 控制系统软件设计
154.
1初始化程序设计
164.
2运动模式选择程序设计
174.
3原点回归程序设计
184.
4手动控制程序设计 195
总结 21致 谢 22参考文献 23附件 24网络学院毕业论文独创性声明 24毕业论文知识产权权属声明 241绪 论
1 课题背景众所周知的是工业的生产力的水平是每一个国家都非常重视的一个数据因为这项数据是我们在世界范围内评定一个国家发展速度快慢的一个重要的指标。
我国现在在经济中在现在一个非常的速度在向前迈步。
但是公认的处境不是很好他们在生产的过程中生产环境还是比较恶劣的。
现在的情况就是很多工厂或者说是企业在生产过程中已经开始使用全自动化的一些设备这样子的话能够一方面保证工作人员的安全另一方面提高生产的效率和精度。
然后对于工人来说能够有效的保证工人在工作中的安全性减少生产过程中安全事故发生的概率。
在各国的工业制造中手机械技术是应用最为广泛的一种技术现在的机器人的适应性很强并且有很高的智能性质。
他们可以根据不同的要求做出不同的变化并且同时可以在生产过程中随时的钱是制造的情况。
根据监视所反馈的一些数据来做出相应的调整这样的话企业或者说公司在生产的过程中他们的产品的一个质量就可以得到保证然后再制造的稳定性方面也可以得到大幅度的提高。
机器人就是新世纪的福音他们为我们带来了超高的生产效率同时也能保证实现超高的一个生产的质量这样来说的话我们换一个角度来思考机器人他们是从另外一个方向促进了社会的现代化促进了社会的发展。
同时在本文中我们可以关注到在机床还有焊接工艺中我们使用的机器人也具有各种各样的功能并且能够实现各式各样的要求。
对于机器人的研究来说我们需要各个学科的在研究过程中的相结合因为机器人是一个需要很多不同的知识才能够建成的体系。
在中国的话现在已经有很多的先进的技术被运用在机器人的研究中像比如说电子计算机还有一些传感器之类的技术。
PLC技术这是一个在工业生产中经常能够听到的一项技术他的意思呢就是说这项技术能够实现一个对生产的远程的还有一个自动化的一个控制。
通过在生产制造的各个环节中使用这一项技术这将会为我们带来高质量的生产还有降低工人的工作风险并且能够与我们实现一个高新技术产业的实现的目标。
同时机械手可以能够借助软件的编程对不同的生产对象完成不同的控制使生产制作的能力加大在一些高人力行业机器人的应用与使用技术我们大多是用在减少人力和控制方面。
实现产业的最大化。
这个机器人在生产过程中已经服役了很多年他在早期的过程中能够实现一个与加工然后他有一个非常高的的适应性因为他还是比较简单的所以比较便于使用而且维修成本也不是很高。
所以对于工业机械手控制系统设计是至关重要的。
2国内外研究现状目前国际工业机器人已拥有了相对成熟的技术水平形成了一批技术力量雄厚、市场占有率较高的国际机器人。
日本是拥有该领域最强技术的国家之一国际知名公司有FANUCAnclman和MOTOMA等。
除此之外德国和瑞典也有一些著名的机器人公司像KUKA和ABB等。
日本机器人的发展起步较晚但发展十分迅速。
日本机器人刚起步时通过购买国外相关研究成果而建立基础。
像川崎重工集团购买了美国Unimation公司的相关研究和制造专利。
但日本科学家并不局限于研究购买专利而是对机器人进行了越来越深入的研究。
在短短两年时间里他们自主研发生产自己的机器人实现了生产专有的机器人。
关于机器人技术的发展日本己经建立了机器人协会采取各种措施鼓励使用机器人。
结果日本的机器人技术和机器人的数量已超过美国成为“机器人王国”。
许多公司都有能力开发和生成机器人比如川崎三菱和丰田索尼这些汽车企业又比如雅马哈和其他电子公司。
近年来许多公司和企业也纷纷加入了机器人的研究工作中。
企业与大学联合研发工业机器人的合作也逐渐密切这在一定程度上取得了显著的良好效果。
例如哈尔滨工业大学先后开发了奇瑞汽车有限公司和西安北村精密数控加工开发的点焊机器人弧焊机器人由东南大学和昆山华恒联合开发所有这些都为机器人研究的发展做出了贡献。
高校是研究机器人的重要力量。
近些年来学校自己的独立研究也有一些显著的成果涌出。
例如南京工业大学。
该大学开发的自动机器人是一个气动自动化机械手系统由多个不同的子系统组成也可以实现从成品加工到物流存储的全过程的自动化运输和装卸另一个创新的特征是机器人使用气体驱动来实现货物处理和机械手周转的效果。
该气动机械手能模仿人体关节的特征通过手手腕手臂和腰部的关节运动实现物品的运动、周转和抓握。
浙江大学也是较一旱一批进行机械手研究的高校。
其自主研发的机械手具有其高精度和高稳定性等特点如气动书法机器人的出现。
虽然机械手的空间和抓地力不能应用于工业应用但它的出现为机器人的研究奠定了技术基础。
总的来说我国机械手的研究水平和成就与国外相比还存在一定差距但就我国机器人发展的时间而言目前的制造技术水平己有了很大提高。
随着未来科学技术水平的与日俱增机械手研究的发展必然会到达新的高度。
3机械手的分类根据驱动方式机器人的类型可分为液压式、气动式、电动式和机械式;它们可根据应用范围分为特殊机器人和普通机器人;它们可以根据轨迹控制模式分为点控制和连续轨迹控制。
根据它们的运动模式它们可以分为笛卡尔坐标圆坐标极坐标和多关节机器人。
以下是从其动作模式中分类的机械手类型的详细描述。
直角坐标型(笛卡尔坐标)机械手是国内外工业生产中广泛使用的一种机械手。
根据其结构简单、强度高、运动简单、无奇异状态的特点直角坐标型机械手广泛用于焊接、搬运、装卸、包装、测试、装配、编码和喷涂领域[[s]。
在不同的应用场合下直角坐标机械手可以方便快捷地组合成多种规格的形态例如壁挂式机械手悬臂机械手和具有不同尺寸、行程和承载能力的龙门机械手。
如果想进一步扩大应用范围还可以额外增加机械手的自由度。
直角坐标型机械手常见的缺点有机器人体积覆盖面积大、运动方式单
灵活性和功能性较低。
如图
所示。
图
直角坐标型机械手圆柱坐标型机械手主要用于转移搬运。
如图
所示。
该类型机械手作业(动作)范围大而且机械臂后部占据了很大的静态区域。
由于圆柱坐标型机器人的垂直平面是直角坐标类型而水平平面是极坐标类型因此需要处理对象的坐标变换计算和姿势控制。
图
直角坐标型机械手极坐标机械手的特征在于自带三个自由度的运动方式两个旋转运动和一个线性运动。
如图
所示。
它的工作范围很大占地面积很小。
若要充分发挥其灵活性的需要对加工对象进行坐标变换计算和姿势控制以及需要增加其手的自由度因此在实际应用中存在不易控制的特点。
根据以上结构特点极坐标机械手常用于点焊和喷漆工作。
图
极坐标型机械手多关节机械手在工作空间区域大小、复杂位移轨迹和姿态控制方面优于其他机械手。
虽然它也需要对加工对象进行多次坐标变换和姿态控制并且控制系统比其他机器人更复杂但它与人手具有最高的结构相似性并且具有快速移动速度高灵活性和良好的通用性。
因此世界上许多国家在多关节机器人的研究和开发方面投入了大量的工作。
如图
所示。
根据以上描述的结构特点多关节机械手常用于连续路径弧焊、装配、涂装等工作。
2可编程控制器PLC
1 PLC简介可编程逻辑控制器PLC在20世纪60年代被提出来取代继电器控制器。
半个世纪之后他们发展沉淀SPS的范围不断扩大。
与此同时数字时代来临信息技术的快速发展推动了各个行业去实现自动化。
其强大的开关控制和逻辑控制使其在现代工业中的作用变得越来越重要。
PLC诞生于汽车行业的发展。
在汽车工业的早期自动化过程中继电器是一个在控制方面使用的器械。
他有两个缺点第一个是继电器的控制非常的复杂如果他们有了故障这将是件非常难受的事情因为很难进行维护。
第二个呢就是因为他的效率不是很高在汽车已经开始实现高度的自动化的过程中最累的控制器已经于所匹配的汽车技术相脱节她不在能够适应汽车行业发展需要所以呢我们就迎来了PLC技术的一个发展的高速时期。
PLC的计算能力很强。
人们首先在PLC中编写逻辑控制程序。
PLC连续地将特定电信号发送到相应的输出端子。
电信号控制外部电路的接通/断开从而逐渐完成预期的移动命令。
在逐步扫描时计数器记录的步骤相应的数字。
PLC完成扫描所花费的时间是扫描时间。
世界上第一台PLC在1969年诞生于美国。
今天美国和欧盟主要生产大型PLC。
日本和德国主要生产中小型PLC。
中国在这方面还需要加油到现在为止我们还没有掌握什么像样的技术而中国独立于PLC的道路仍然充满挑战。
到现在为止我们已经经历了很长一段时间的工业的自动化的路程所以我们可以发现这一个控制系统在我们的日常生活中在生活中的各个方面已经得到了很多很广泛的应用。
那么我们用他们的原因是因为他们的计算速度是相当快的而且相比于其他的一些控制起来说他们的体积很小很轻巧而现在的这个相比于很早的时候刚兴起的这个控制器来说我们可以发现他以前多了很多新的功能比如说我们可以通过网络来实现他的一个交互功能。
中国在这方面仍然充满了信心因为我们其实比西方的那些国家起步晚了很长时间。
但是我们在近年来的研究过程中有了相当快速的进展。
所以我们也能够知道这样的一个控制系统他有着他自己的智能化的特点也是一个在该领域的主流的使用的一个东西。
PLC具有高可靠性和稳定的控制系统。
并且它在半个世纪一个功能完善的发展和
总结中逐步的取得并具有较高的适应能力。
PLC的编程和别的编程比起来大大的减少了系统设计周期使维护变成简单容易的样子。
PLC的众多功能模块大大丰富了PLC的控制面板可以满足不同条件下的控制要求。
2 PLC内部结构PLC的内部结构如图
所示。
该组由CPU存储器输入/输出接口和电源组成。
图
PLC内部结构
2.
1 中央处理器CPU中央处理器相当于人的大脑我们可以知道的是它存在于在系统的中央的一个位置。
CPU能够接收输入单元的信号识别和处理信号并且将电信号施加到输出单元以实现输入和输出的协调协调。
CPU可以识别自己的信息检测错误消息并警告提醒。
当伙伴PLC运行时它可以控制系统扫描执行适当的计算和逻辑运算并以循环扫描模式控制输出。
CPU是逐步读取器扫描每个步骤。
如果当前的步骤完成时信息将在存储区域被传递。
控制输出端信号的产生。
每在一个固定的扫毛周期内CPU都重复进行着相同的动作。
2.
2存储器控制器和电脑一样他也具有一个储存的功能然后我和电脑很相似的一点是呢他也氛围就是一个系统的储存区也就是类似于电脑的内存还有的一个就是用户的程序的一个储存区就相当于电脑的一个外存然后呢。
我们可以把相应的数据啊程序啊还有一些变量都储存在这些储存器里面。
2.
3 输入输出单元对于那些能够实现输入还有输出高的那些单元来说他们的原理我们就不在此赘述了PLC源极和漏极输入如图
所示。
图
PLC漏形输入和源形输入接线输入和流出的原理易得。
下面我们具体的解释一下输出单元是什么。
他其实就是一个端口用来给外部的电路来传达一个信号。
然而通常由于其负载容量继电器输出更有效。
当输出电流时电流从外部流进到达端子。
这时候公共端连接到24V。
然而如果输出是晶闸管的输出则正负交流电源对输出没有影响。
可以自由选择。
2.
4电源部分必须为PLC操作供电。
通过直流电源的高低电平这样来我们就可以实现开关闭合和断开的控制从而PLC必须在运行期间被提供受控的稳定的直流电流。
3 PLC的选型PLC型号众多在进行相关设计和应用的时候如何准确的选择尤为重要。
在PLC的选型时候可从以下几个方面进行。
首先确定进入和退出点的数量。
我们可以举出三菱FX系列PLC的一个例子输入和输出点有10点14点20点30点32点64点等。
选择PLC时第一个我们就必须要能够确定输入点和输出控制器。
确定基本选择方向的点数。
并且输入和输出应该保留大约10的接触总数作为准备点这点值得注意。
其次我们要有足够的能力取选择恰当的电源类型以满足设计要求。
第三了解输出信号的性质。
PLC输出类型分为三种一是继电器的输出二是晶体管的输出三是晶闸管的输出。
继电器的输出模式具有大的输出频率这还蛮多见的。
一般的我们能见到的系统中该语音模式可以适应给定的输出信号。
晶闸管的输出模式与用于信号输出的继电器输出进行比较具有快速信号变化频率。
但是输出功率为低和支撑功率低。
总的来说在我们对PLC进行选择的时候我们要根据我们的真实情况然后实施宏观的分析和比较这样才能选择最合适的PLC从而减少麻