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类型机电一体化设计-搬运机械手设计,原创。盗用必究.docx

  • 上传人:dzzj200808
  • 文档编号:2997315
  • 上传时间:2018-10-01
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    机电一体化设计-搬运机械手设计 原创。盗用必究.docx
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    1、机电一体化设计设计题目: 搬运机械手及 PLC 控制 姓 名: 王 鹏 学 号: 20091388 学 院: 机 电 学 院 专业班级: 09 级 农机 2 班 指导老师: 苑 进 完成日期: 12 年 10 月 25 日 机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913881搬运机械手及 PLC 控制系统设计【摘要】:通过对设计要求的分析,设计出机械手的总体方案,重点阐述了手部结构的设计以及控制系统硬软件的设计,能够实现机械手的基本搬运功能,达到预期要求,具有一定的应用前景。【关键词】:PLC;搬运机械手;控制系统;梯形图一机械手概念:机械手可分为专用机械手和通用机械手两大类。专用机械手:它

    2、作为整机的附属部分,动作简单,工作对象单一,具有固定(有时可调)程序,使用大批量的自动生产。如自动生产线上的上料机械手,自动换刀机械手,装配焊接机械手等装置。通用机械手:它是一种具有独立的控制系统、程序可变、动作灵活多样的机械手。它适用于可变换生产品种的中小批量自动化生产。它的工作范围大,定位精度高,通用性强,广泛应用于柔性自动线。机械手最早应用在汽车制造工业,常用于焊接、喷漆、上下料和搬运。机械手延伸和扩大了人的手足和大脑功能,它可替代人从事危险、有害、有毒、机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913882低温和高热等恶劣环境中的工作;代替人完成繁重、单调重复劳动,提高劳动生产率,保证

    3、产品质量。目前主要应用于制造业中,特别是电器制造、汽车制造、塑料加工、通用机械制造及金属加工等工业。机械手与数控加工中心,自动搬运小车与自动检测系统可组成柔性制造系统(FMS )和计算机集成制造系统(CIMS ),实现生产自动化。随着生产的发展,功能和性能的不断改善和提高,机械手的应用领域日益扩大。二设计目的和控制要求机械手能模仿人手和臂的某些动作功能, 用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的机械电子装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化,能在有害环境下操作以保护人身安全,因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。本课题设计出一种用于搬运的机械手结构, 并对其进行

    4、控制系统的设计。例如:图中为一个将工件由 A 处传送到 B 处的机械手,上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电,就一直保持现有的机械动作,例如一旦下降的电磁阀线圈通电,机械手下降,即使线圈再断电,仍保持现有的下降动作状态,直到相反方向的线圈通电为止。另外,夹紧/ 放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成,线圈通电执行夹紧动作,线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关,它的工作过程如图所示,有八个动作,即为:三搬运机械手的结构针对企业提出机械手的工作要求, 设计的搬运机械手的手部和臂部是装在可移动的小车上, 手部安装于气缸的活塞杆上,手部可以

    5、上下移动,手部的抓紧动作是由一小气缸驱动。搬运机械手的功能是抓起储气罐运送至另一处装配并充气, 然后移至水箱将储气罐浸入水中检验其气密性, 检查完毕再将储气罐运至指定地点。机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913883根据工作要求设计搬运机械手结构如图 1 所示。四搬运机械手工作过程电动小车用于承载机械手,移动滚轮由电机带动,机械手可以在小车和滚轮的驱动下前后左右移动。小气缸用于抓取气罐,大气缸用于提升和下降。整个动作过程:大气缸伸出的同时小气缸伸出,小气缸活塞杆收回抓紧储气罐,大气缸提升,小车(通过电动机带动)移动到检测水池,工人给储气罐充气,充气后大气缸下降储气罐浸入水中,工人观察

    6、气密性,大气缸提升,合格的放一边,不合格的放另一边。五控制系统设计由于机械手控制系统的输入/输出接点少, 要求性价比高,编程简单,维护方便,机身小巧,故选用三菱公司的 FX2N-32MR-001 型号。根据设计要求,可写出如下 I/O 分配表见表 1。机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913884根据设计要求和 I/O 分配表可写出如下顺序功能图,如图 2 所示。机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913885控制按照一般继电器控制系统的逻计, 设计其梯形图如图 3 所示。机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913886六结论根据机械手动作和工作环境的要求, 设计气电组合式

    7、机械手,机械手动作由气压驱动,搬运动作由电动机驱动,结构简单、刚性好、体积小、寿命长和维修方便。用可编程控制器设计的机械手电气控制系统,线路简单,系统的可机电一体化设计 山东农业大学 王鹏 200913887靠性高,功能强,可以实现储气罐搬运的自动化。同时,对于知识,我熟悉编程器的功能,掌握其他使用方法;通过实习我们重温了电工实习时候的学习的技巧和知识。通过实习学会了如何实现 PLC 的功能,将其运用到工程设计中。参考文献1 宋娟.上下料机械手 PLC 控制系统设计J.装备制造技术, 2008(10).2 黄伟,胡青龙.机械手 PLC 控制系统的设计J.机电工程技术,2008(11).3 方传青,尹丽娟.仿真设计(ADAMS) 在农业机械手设计中的应用 J.农业装备与车辆工程,2008(2).4 席思文,李伟光,罗玮韬,朱火美.一种搬运机械手的运动学仿真研究 J.机电工程技术,2009(2).

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