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氣動機械手的設計及其PLC控制

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更新時間：2014-06-18
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氣動機械手的設計及其PLC控制
摘要
在工業生產和其他領域內，由于工作的需要，人們經常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，增加了工人的勞動強度，甚至于危及生命。自從機械手問世以來，相應的各種難題迎刃而解。機械手可在空間抓、放、搬運物體，動作靈活多樣，適用于可變換生產品種的中、小批量自動化生產，廣泛應用于柔性自動線。機械手一般由耐高溫，抗腐蝕的材料制成，以適應現場惡劣的環境，大大降低了工人的勞動強度，提高了工作效率。機械手是工業機器人的重要組成部分，在很多情況下它就可以稱為工業機器人。工業機器人是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。廣泛采用工業機器人，不僅可以提高產品的質量與產量，而且對保障人身安全，改善勞動環境，減輕勞動強度，提高勞動生產率，節約原材料消耗以及降低生產成本，有著十分重要的意義。
本設計所用機械部件有滾珠絲杠、滑軌、氣控機械抓手等。電氣方面有可編程控制器（PLC）、編程器、電磁閥等部件。由主機發出指令來實現對手臂的伸縮、上下、轉動位置的控制；主機發信號到氣動電磁閥，以控制手爪的張合來抓放物體。本設計可根據工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關參數，具有很大的靈活性和可操作性。
關鍵詞：可編程控制器；機械手；電磁閥
目錄

前言……………………………………………………………………………1
1機械手……………………………………………………………………………2
1.1機械手概況……………………………………………………………………2
1.1.1機械手發展概況……………………………………………………………2
1.1.2對機械手的一般要求………………………………………………………2
1.1.3機械手的發展趨勢…………………………………………………………3
1.2機械手的組成、分類及型式…………………………………………………3
1.2.1組成…………………………………………………………………………3
1.2.2分類…………………………………………………………………………4
1.2.3基本型式……………………………………………………………………5
1.3機械手移動工件控制系統……………………………………………………5
1.3.1機械手移動工件的基本結構、工作流程及工作原理……………………6
1.3.2設備控制要求………………………………………………………………8
2 PLC……………………………………………………………………………9
2.1 PLC簡介……………………………………………………………………9
2.2 PLC發展趨勢………………………………………………………………10
2.3 PLC的結構和工作原理……………………………………………………10
2.3.1 PLC的組成…………………………………………………………………10
2.3.2 PLC程序的表達方式………………………………………………………13
2.3.3 PLC的工作方式……………………………………………………………14
3機械手移動工件控制系統的PLC選型及系統連接…………………………18
3.1 控制系統構成圖……………………………………………………………18
3.2 PLC模塊選型及介紹………………………………………………………18
3.3 I/O地址分配及外部配線……………………………………………………19
4安裝維護………………………………………………………………………21
4.1擴展設備組成…………………………………………………………………21
4.2現場環境………………………………………………………………………21
4.3安裝工程………………………………………………………………………22
4.3.1安裝注意事項………………………………………………………………22
4.3.2配線方面的注意事項………………………………………………………23
5機械手移動工件控制系統程序設計…………………………………………24
5.1編程軟件及應用………………………………………………………………24
5.2程序流程圖……………………………………………………………………24
6機械手移動工件控制系統PLC程序…………………………………………26
6.1系統資源分配…………………………………………………………………26
6.2源程序…………………………………………………………………………28
6.2.1總體安排……………………………………………………………………28
6.2.2手動操作程序………………………………………………………………29
6.2.3自動操作程序………………………………………………………………30
6.2.4操作系統總程序……………………………………………………………33
7技術經濟分析…………………………………………………………………37
7.1需求分析………………………………………………………………………37
7.2控制系統的經濟特點………………………………………………………37
8結論…………………………………………………………………………40
致謝………………………………………………………………………………41
參考文獻………………………………………………………………………42
附錄A 譯文……………………………………………………………………43附錄B 外文文獻………………………………………………………………52
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