機(jī)械手的電氣設(shè)計(jì)

1、目錄一、 緒論 (2)二、分析JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn) (3)三、繼電器-接觸器控制線路的設(shè)計(jì)(5)四、 可編程控制器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)(13)五、 設(shè)計(jì)總結(jié) (15)六、參考文獻(xiàn)（16）附圖一：繼電器電氣原理圖附圖二：PLC電氣原理圖 一 緒論1.1 機(jī)械手的概述機(jī)械手是一種能模擬人的手臂的部分動(dòng)作，按預(yù)定的程序、軌跡及其它要求，實(shí)現(xiàn)抓取、搬運(yùn)工件或操縱工具的自動(dòng)化裝置；它是在機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。近年來(lái)，隨著電子技術(shù)特別是電子計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用，機(jī)器人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新興技術(shù)，它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展，使得機(jī)械手能更

2、好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。 機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活，但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng)、不知疲勞、不怕危險(xiǎn)、抓舉重物的力量比人手大等特點(diǎn)，因此，機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視，并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用，例如：(1)、機(jī)床加工工件的裝卸，特別是在自動(dòng)化車床、組合機(jī)床上使用較為普遍。(2)、在裝配作業(yè)中應(yīng)用廣泛，在電子行業(yè)中它可以用來(lái)裝配印制電路板，在機(jī)械行業(yè)中它可以用來(lái)組裝零部件。(3)、可在勞動(dòng)條件差，單調(diào)重復(fù)易子疲勞的工作環(huán)境工作，以代替人的勞動(dòng)。(4)、可在危險(xiǎn)場(chǎng)合下工作，如軍工品的裝卸、危險(xiǎn)品及有害物的搬運(yùn)等。(5)、宇宙及海洋的開(kāi)發(fā)。(6)、軍事工程及生物醫(yī)學(xué)方面的研究和試驗(yàn)

3、。1.2設(shè)計(jì)要求機(jī)械手一般由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測(cè)裝置三大部分組成，智能機(jī)械手還具有感覺(jué)系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)多數(shù)采用電液（氣）機(jī)聯(lián)合傳動(dòng)。 JS01工業(yè)機(jī)械手屬于圓柱坐標(biāo)式、全液壓驅(qū)動(dòng)機(jī)械手，具有手臂升降、伸縮、回轉(zhuǎn)和手腕回轉(zhuǎn)四個(gè)自由度。執(zhí)行機(jī)構(gòu)相應(yīng)由手部、手腕、手臂伸縮機(jī)構(gòu)、手臂升降機(jī)構(gòu)、手臂回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和回轉(zhuǎn)定位裝置等組成，每一部分均由液壓缸驅(qū)動(dòng)與控制。它完成的動(dòng)作循環(huán)為：插定位銷手臂前伸手指張開(kāi)手指夾緊抓料手臂上升手臂縮回手腕回轉(zhuǎn)180o拔定位銷手臂回轉(zhuǎn)95 o 插定位銷手臂前伸手臂中停（此時(shí)主機(jī)的夾頭下降夾料）手指松開(kāi)（此時(shí)主機(jī)夾頭夾著料上升）手指閉合手臂縮回手臂下降手腕回

4、轉(zhuǎn)復(fù)位拔定位銷手臂回轉(zhuǎn)復(fù)位待料，泵卸載。二 分析JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)工作原理及特點(diǎn)JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖如圖1所示。各執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)作均由電控系統(tǒng)發(fā)信號(hào)控制相應(yīng)的電磁換各閥，按程序依次步進(jìn)動(dòng)作。電磁鐵動(dòng)作順序見(jiàn)表1。 圖1 JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)表1 JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)電磁鐵、壓力繼電器動(dòng)作順序表動(dòng)作順序1Y2Y3Y4Y5Y6Y7Y8Y9Y10Y11Y12YK26插定銷位+手臂前伸+ +手指張開(kāi)+手指抓料+手臂上升+手臂縮回+手腕回轉(zhuǎn)+拔定位銷+手臂回轉(zhuǎn)+插定位銷+手臂前伸+手臂中停+手指張開(kāi)+手指閉合+手臂縮回+手臂下降+手腕反轉(zhuǎn)+拔定位銷+手臂反轉(zhuǎn)+待料卸載+該液壓系

5、統(tǒng)的特點(diǎn)歸納如下：1）系統(tǒng)采用了雙聯(lián)泵供油，額定壓力為6.3MPa，手臂升降及伸縮時(shí)由兩個(gè)泵同時(shí)供油，流量為（35+18）L/min，手臂及手腕回轉(zhuǎn)，手指松緊及定位缸工作時(shí)，只由小流量泵2供油，大流量泵1自動(dòng)卸載。由于定位缸和控制油路所需壓力較低，在定位缸去路上串聯(lián)有減壓閥8，使之獲得穩(wěn)定的1.51.8MPa壓力。2）手臂的伸縮和升降采用單桿雙作用液壓缸驅(qū)動(dòng)，手臂的伸出和升降速度分別由單向調(diào)整閥15、13和11實(shí)現(xiàn)回油節(jié)流調(diào)速；手臂及手腕的回轉(zhuǎn)由擺動(dòng)液壓缸驅(qū)動(dòng)，其正反向運(yùn)動(dòng)亦采用單向調(diào)速閥17和18、23和24回油節(jié)流調(diào)速。3）執(zhí)行機(jī)構(gòu)的定位和緩沖是機(jī)械手工作平穩(wěn)可靠的關(guān)鍵。從提高生產(chǎn)率來(lái)說(shuō)，

6、希望機(jī)械手正常工作速度越快越好，但工作速度越高，啟動(dòng)和停止時(shí)的慣性力就越大，振動(dòng)和沖擊就越大，這不僅會(huì)影響到機(jī)械手的定位精度，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損傷機(jī)件。因此為達(dá)到機(jī)械手的定位精度和運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)性的要求，一般在定位前要采取緩沖措施。該機(jī)械手手臂伸出、手腕回轉(zhuǎn)由死擋鐵定位保證精度，端點(diǎn)到達(dá)前發(fā)信號(hào)切斷油路，滑行緩沖；手臂縮回和手臂上升由行程開(kāi)關(guān)適時(shí)發(fā)信號(hào)，提前切斷油路滑行緩沖并定位。此外，手臂伸縮缸和升降缸采用了電液換向閥換向，調(diào)節(jié)換向時(shí)間，亦增加緩沖效果。由于手臂的回轉(zhuǎn)部分質(zhì)量圈套，轉(zhuǎn)速較高，運(yùn)動(dòng)慣性矩圈套，系統(tǒng)的手臂回轉(zhuǎn)缸除采用單向調(diào)速閥回油節(jié)流調(diào)速外，還在回油路上安裝有行程和節(jié)流閥19進(jìn)行減速緩沖，最

7、后由定位缸插銷定位，滿足定位精度要求。4）為使手指夾緊缸夾緊工件后不受系統(tǒng)壓力波動(dòng)的影響，保證牢固地夾緊工件，采用了液控單向閥21的鎖緊回路。5）手臂升降缸為立式液壓缸，為支承平衡手臂運(yùn)動(dòng)部件的自重，采用了單向順序閥12的平衡回路。三、繼電器-接觸器控制線路的設(shè)計(jì) （一）選用控制線路的設(shè)計(jì)方法 控制線路的設(shè)計(jì)大體可分為二種，分別為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法和邏輯設(shè)計(jì)法。 1 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本步驟 （1）收集分析國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有同類設(shè)備的相關(guān)資料，使所設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)合理，滿足設(shè)計(jì)要求。 （2）控制線路設(shè)計(jì)，一般的壓力機(jī)控制線路設(shè)計(jì)包括主電路，控制電路輔助電路的設(shè)計(jì)。 首先進(jìn)行主電路設(shè)計(jì)：主要是考慮從電源到執(zhí)行元件（例

8、如電動(dòng)機(jī)）之間的線路設(shè)計(jì)。 然后進(jìn)行控制線路設(shè)計(jì)：主要考慮如何滿足電動(dòng)機(jī)的各種運(yùn)動(dòng)功能及生產(chǎn)工藝要求，包括實(shí)現(xiàn)加工過(guò)程自動(dòng)化或半自動(dòng)化的控制等，也就是完成正確地“選擇”和有機(jī)地“組合”的任務(wù)；最后考慮如何完善整個(gè)控制電路的設(shè)計(jì)，各種保護(hù)，聯(lián)瑣以及信號(hào)，照明等輔助電路的設(shè)計(jì)。（3）全面檢查所設(shè)計(jì)電路，有條件時(shí)，可以進(jìn)行模擬試驗(yàn)，以進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)。2 經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的基本特點(diǎn)（1）設(shè)計(jì)過(guò)程是逐步完善的，一般不易獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。但該方法簡(jiǎn)單易行，應(yīng)用很廣。（2）需反復(fù)修改，這樣會(huì)影響設(shè)計(jì)速度。（3）需要一定的經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中往往會(huì)因考慮不周而影響電路的可靠性。（4）一般需要進(jìn)行模擬試驗(yàn)。 3 邏輯設(shè)計(jì)法

9、的基本概念 邏輯設(shè)計(jì)法，主要是根據(jù)生產(chǎn)工藝的要求（工作循環(huán)，液壓系統(tǒng)圖等），將控制線路中的接觸器，繼電器線圈的通電與斷電，觸點(diǎn)的閉合與斷開(kāi)，以及主令元件的接通和斷開(kāi)等看成邏輯變量，并將這些邏輯變量關(guān)系表示為邏輯函數(shù)的關(guān)系式，再運(yùn)用邏輯函數(shù)基本公式和運(yùn)算規(guī)律，對(duì)邏輯函數(shù)式進(jìn)行簡(jiǎn)化，然后根據(jù)簡(jiǎn)化的邏輯函數(shù)式畫(huà)出相應(yīng)的線路原理圖，最后再進(jìn)一步檢查，化簡(jiǎn)和完善，以期獲得既滿足工藝要求，又經(jīng)濟(jì)合理的最佳設(shè)計(jì)方案。 4 邏輯設(shè)計(jì)法的一般步驟（1）按工藝要求作出工作循環(huán)圖。（2）確定執(zhí)行元件與檢測(cè)元件，并作出執(zhí)行元件節(jié)拍表和檢測(cè)元件狀態(tài)表。（3）根據(jù)檢測(cè)元件狀態(tài)表寫(xiě)出各程序的特征數(shù)，并確定分組，設(shè)置中間記憶

10、元件，各分組所有程序能區(qū)分開(kāi)。（4）列寫(xiě)中間記憶元件開(kāi)關(guān)函數(shù)及其執(zhí)行元件動(dòng)作邏輯函數(shù)表達(dá)式，并畫(huà)出相應(yīng)的電路圖。（5）對(duì)按邏輯函數(shù)表達(dá)式畫(huà)出的控制邏輯電路圖進(jìn)行檢查，化簡(jiǎn)和完善。 邏輯設(shè)計(jì)法與經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法相比，采用邏輯設(shè)計(jì)的電路較為合理，能節(jié)省所用元件的數(shù)量，能獲得某種邏輯功能的最簡(jiǎn)電路，但是邏輯設(shè)計(jì)法整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程較為復(fù)雜，對(duì)于一些復(fù)雜的控制要求，還必須設(shè)計(jì)許多新的條件，同時(shí)對(duì)電路競(jìng)爭(zhēng)問(wèn)題也較難處理。因此，在一般的電器控制線路設(shè)計(jì)中，邏輯設(shè)計(jì)法僅為經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)法的輔助和補(bǔ)充。（二）繼電器接觸器控制線路 對(duì)于線路的設(shè)計(jì)我們采用的是邏輯設(shè)計(jì)法，根據(jù)JS01工業(yè)機(jī)械手液壓系統(tǒng)圖和機(jī)械手的動(dòng)作要求，我作出了

11、其繼電器電氣原理圖，見(jiàn)附圖一。這里我們對(duì)其繼電器電氣原理圖進(jìn)行說(shuō)明。圖中SB2實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)功能，按下SB2能KM線圈得電，啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，為下面的順序動(dòng)作做準(zhǔn)備。當(dāng)要進(jìn)行順序動(dòng)作時(shí)，繼電器工作順序如下 ：1插定位銷 按下SB1，中間繼電器K1線圈得電并自鎖；1Y，12Y，K26得電，機(jī)械手的定位缸右移，到達(dá)極限位置時(shí)，插上定位銷。2手臂前伸 當(dāng)定位缸到達(dá)極限位置時(shí)，同時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST1，中間繼電器K2得電并自鎖，中間繼電器K2的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電，同時(shí)5Y得電，手臂伸縮缸開(kāi)始前伸，實(shí)現(xiàn)手臂前伸功能。3手指張開(kāi) 當(dāng)手臂伸縮缸伸到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST2，中間繼電器K3得電并自鎖，中間繼電器

12、K3的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，5Y失電；同時(shí)9Y得電，手指夾緊缸向右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指張開(kāi)功能。4手指抓料 當(dāng)手指夾緊缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST3，中間繼電器K4得電并自鎖，中間繼電器K4的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，9Y失電；手指夾緊缸向左滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手指抓料功能。5手臂上升 當(dāng)手指夾緊缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST4，中間繼電器K5得電并自鎖，中間繼電器K5的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電；同時(shí)3Y得電，手臂升降缸開(kāi)始上升，從而實(shí)現(xiàn)手臂上升功能。6. 手臂縮回 當(dāng)手臂升降缸上升到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST5，中間繼電器K6得電并自鎖，中間繼電器K6的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，3Y失電；同時(shí)6Y得電，手臂伸縮

13、缸開(kāi)始向右滑動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手臂縮回功能7手腕回轉(zhuǎn) 當(dāng)手臂伸縮缸向右縮到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST6，中間繼電器K7得電并自鎖，中間繼電器K7的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，6Y失電；同時(shí)10Y得電，手腕回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)功能8拔定位銷 當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST7，中間繼電器K8得電并自鎖，中間繼電器K8的輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，12Y失電，K26失電，10Y失電；拔出定位銷。9手臂回轉(zhuǎn) 當(dāng)定位缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST8，電磁閥7Y得電并自鎖，手臂回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手臂回轉(zhuǎn)功能。10插定位銷 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)動(dòng)到一定位置時(shí)會(huì)觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST9，中間繼電器K10得電并自鎖

14、，其輔助動(dòng)斷點(diǎn)斷開(kāi)，7Y失電；中間繼電器K9得電，其輔助動(dòng)合點(diǎn)關(guān)閉，12Y得電，K26得電，機(jī)械手的定位缸右移，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST11時(shí)，插上定位銷。11手臂前伸 當(dāng)定位缸觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST10，中間繼電器K13得電并自鎖，中間繼電器K11得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)關(guān)閉，5Y得電；中間繼電器K12得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電；手臂伸縮缸開(kāi)始前伸，實(shí)現(xiàn)手臂前伸功能。12手臂中停 當(dāng)手臂伸縮缸觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST11，中間繼電器K14得電并自鎖，同時(shí)其動(dòng)斷中間繼電器K11得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)關(guān)閉，5Y失電；同時(shí)6Y時(shí)間繼電器KT0得電，開(kāi)始延時(shí)。13. 手指張開(kāi) 延時(shí)1S，延時(shí)開(kāi)關(guān)KT0閉合，中間繼電器K15得電，其

15、動(dòng)短觸點(diǎn)斷開(kāi)，此時(shí)，中間繼電器K12失電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)閉合，1Y得電；中間繼電器K16得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，9Y得電；手指夾緊缸向右滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指張開(kāi)功能。14 手指閉合 當(dāng)手指夾緊缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST12中間繼電器K17得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，9Y失電；手指夾緊缸向左滑動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手指閉合。15手臂縮回 當(dāng)手指夾緊缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST13中間繼電器K20得電并自鎖，中間繼電器K18得電，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，1Y失電；中間繼電器K19得電，其動(dòng)合觸點(diǎn)閉合，6Y得電，手臂伸縮缸向右滑動(dòng)實(shí)現(xiàn)縮回功能。16. 手臂下降 當(dāng)手臂伸縮缸向右滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)

16、ST14中間繼電器K21得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，6Y失電；同時(shí)4Y得電，手臂升降缸開(kāi)始下降實(shí)現(xiàn)手臂下降功能。17. 手腕反轉(zhuǎn) 當(dāng)手臂升降缸下降到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST15，中間繼電器K22得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，4Y失電；同時(shí)11Y得電。手腕回轉(zhuǎn)缸開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)功能。18. 拔定位銷 當(dāng)手腕回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST16，中間繼電器K23得電并自鎖，其動(dòng)斷觸點(diǎn)斷開(kāi)，11Y失電，12Y失電，壓力繼電器K26失電。定位缸開(kāi)始向左滑動(dòng)，拔下定位銷。19. 手臂反轉(zhuǎn) 當(dāng)定位缸向左滑動(dòng)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST17，中間繼電器K24得電并自鎖；同時(shí)8Y得電。手臂回轉(zhuǎn)缸開(kāi)

17、始轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)手臂反轉(zhuǎn)動(dòng)。20. 待料卸載 當(dāng)手臂回轉(zhuǎn)缸轉(zhuǎn)到一定位置時(shí)，觸動(dòng)行程開(kāi)關(guān)ST18，2Y得電，實(shí)現(xiàn)待料卸載。KT1得電開(kāi)始計(jì)時(shí)，延時(shí)3S后，中間繼電器K25得電,所有動(dòng)作結(jié)束。（三）一些低壓電器的選擇在設(shè)備電氣控制線路中，為了滿足生產(chǎn)工藝及電力拖動(dòng)的需要，電動(dòng)機(jī)要經(jīng)常地起動(dòng)、制動(dòng)、改變運(yùn)動(dòng)方向、調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速；當(dāng)電路發(fā)生過(guò)載、短路、欠壓或失壓等情況時(shí)，控制電路的保護(hù)環(huán)節(jié)還應(yīng)當(dāng)自動(dòng)切斷電路，保護(hù)線路和設(shè)備。所有這些要求都需要借助于電器來(lái)完成。由于各類電器在設(shè)備電氣控制系統(tǒng)中所處的位置和所起的作用不同，其因此選用的方法也不盡相同。生產(chǎn)機(jī)械常用低壓電器的選擇，主要依據(jù)是電器產(chǎn)品目錄上的各項(xiàng)指標(biāo)或數(shù)

18、據(jù)。正確合理地選擇低壓電器是電氣系統(tǒng)安全運(yùn)行、可靠工作的保證。對(duì)于電氣元件的選擇，在選擇時(shí)我們應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1） 根據(jù)對(duì)控制元件功能的要求，確定電氣元件功能的要求，確定電氣元件類型。如繼電器與接觸器，當(dāng)元件用于通，斷功率較大的主電路時(shí)，應(yīng)選擇交流接觸器；若元件用于切換功率較小的電路（如控制電路）時(shí)，則應(yīng)選擇中間繼電器；若伴有延時(shí)要求時(shí)，則應(yīng)選用時(shí)間繼電器。（2） 根據(jù)電氣控制的電壓，電流及功率的大小來(lái)確定元件的規(guī)格，滿足元器件的負(fù)載能力及使用壽命。（3） 掌握元器件預(yù)期的工作環(huán)境及供應(yīng)情況，如防油，防塵，貨源等。（4） 為了保證一定的可靠性，采用相應(yīng)的降額系數(shù)，并進(jìn)行一些必要的技術(shù)和校核。

19、1 按鈕 按鈕通常是用來(lái)短時(shí)間接通或斷開(kāi)小電流控制電路的開(kāi)關(guān)。 目前按鈕在結(jié)構(gòu)上有多種形式：旋鈕式手動(dòng)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行操作；指示燈按鈕內(nèi)裝入了信號(hào)指示燈；緊急式裝有蘑菇形式旋帽，用于緊急操作；等等。一般來(lái)說(shuō)，停止按鈕采用紅色。按鈕主要根據(jù)所需要的觸點(diǎn)數(shù)，使用場(chǎng)合及顏色來(lái)選擇。2 低壓開(kāi)關(guān) 低壓開(kāi)關(guān)主要包括如下幾種。1)刀開(kāi)關(guān)刀開(kāi)關(guān)主要用于接通或切斷長(zhǎng)期改組設(shè)備的電源。一般刀開(kāi)關(guān)的額定電壓不超過(guò)500V額定電流為10A到上千安多種等級(jí)。有些刀開(kāi)關(guān)附有熔斷器。不帶熔斷器式刀開(kāi)關(guān)主要有HD型及HS型，帶熔斷器式開(kāi)關(guān)有HK，HR3系列等。刀開(kāi)關(guān)主要根據(jù)電源種類，電壓等級(jí)，電動(dòng)機(jī)容量，所需極數(shù)及使用場(chǎng)來(lái)選擇。

20、2)組合開(kāi)關(guān)組合開(kāi)關(guān)主要是作為電源引入開(kāi)關(guān)，所以也稱電源隔離開(kāi)關(guān)。它可以啟停5KW以下的異步電動(dòng)機(jī)，但每小時(shí)的接通次數(shù)不宜超過(guò)10次，開(kāi)關(guān)的額定電流一般取電動(dòng)機(jī)額定電流的1.52.5倍。 組合開(kāi)關(guān)主要根據(jù)電源種類，電壓等級(jí)，所需觸點(diǎn)數(shù)及電動(dòng)機(jī)容量進(jìn)行選用。常用的組合開(kāi)關(guān)為HZ-10系列，額定電流10A，25A，60A和100A四種，適用于交流電壓380V以下，支流電壓220V以下的電氣設(shè)備中。3)限位開(kāi)關(guān)（行程開(kāi)關(guān)） 限位開(kāi)關(guān)是依據(jù)生產(chǎn)機(jī)械運(yùn)動(dòng)的行程位置而動(dòng)作的小電流開(kāi)關(guān)。它的選用主要根據(jù)機(jī)械位置對(duì)開(kāi)關(guān)形式的要求，對(duì)觸點(diǎn)數(shù)目，電壓種類，電壓與電流等級(jí)的要求來(lái)確定。機(jī)床常用的有LX2型，LX19

21、型，JLXK1型，LXW11型和JLXK-111型微動(dòng)開(kāi)關(guān)等。對(duì)于要求動(dòng)作快，靈敏度高的行程控制，可采用接近開(kāi)關(guān)。接近開(kāi)關(guān)也稱為無(wú)觸點(diǎn)限位開(kāi)關(guān)，它是通過(guò)運(yùn)動(dòng)部件引起的電磁場(chǎng)變化而動(dòng)作的。接近開(kāi)關(guān)壽命長(zhǎng)，可靠性好，但精度和價(jià)格不如限位開(kāi)關(guān)。 4)自動(dòng)開(kāi)關(guān) 自動(dòng)開(kāi)關(guān)又稱自動(dòng)空氣斷路器，自動(dòng)開(kāi)關(guān)在壓力機(jī)上應(yīng)用的很廣泛。這是因?yàn)樽詣?dòng)開(kāi)關(guān)既接通或分?jǐn)嗾９ぷ麟娏?，也能自?dòng)分?jǐn)噙^(guò)載或短路電流，分?jǐn)嗄芰?qiáng)，有欠壓和過(guò)載短路保護(hù)作用。 選擇自動(dòng)開(kāi)關(guān)應(yīng)考慮其主要技術(shù)參數(shù)：額定電壓，額定電流和允許切斷的極限電流等。自動(dòng)開(kāi)關(guān)拖扣器的額定電流應(yīng)等于或大于負(fù)載允許的長(zhǎng)期平均電流；自動(dòng)開(kāi)關(guān)的極限分?jǐn)嗄芰σ笥冢辽僖扔?/p>

22、電路最大短路電流；自動(dòng)開(kāi)關(guān)拖扣器電流整定應(yīng)按下面的原則：欠電壓拖扣器額定電壓等于主電路等于主電路額定電壓；熱拖扣器的整定電流與被控對(duì)象（負(fù)載）額定電流相等；電磁拖扣器的瞬時(shí)拖扣器整定電流應(yīng)大于負(fù)載正常工作時(shí)的尖峰電流；保護(hù)電動(dòng)機(jī)時(shí)，電磁拖扣器的瞬時(shí)拖扣電流為電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)電流的1.7倍。3 接觸器的選用 選擇接觸器主要依據(jù)以下數(shù)據(jù)：電源種類（直流或交流）；主觸點(diǎn)額定電流；輔助觸點(diǎn)的種類、數(shù)量和觸點(diǎn)的額定電流；電磁線圈的電源種類、頻率和額定電壓；額定操作頻率等。機(jī)床用的最多的是交流接觸器。交流接觸器的選擇主要考慮主觸點(diǎn)的額定電流、額定電壓、線圈電壓等。交流接觸器主觸點(diǎn)的額定電壓一般按高于線路額定電壓

23、來(lái)確定。根據(jù)控制回路的電壓決定接觸器的線圈電壓。為保證安全，一般接觸器吸引線圈選擇較低的電壓。但如果在控制線路比較簡(jiǎn)單的情況下，為了省去變壓器，可選用380V電壓。值得注意的是，接觸器產(chǎn)品系列是按使用類 別設(shè)計(jì)的，所以要根據(jù)接觸器負(fù)擔(dān)的工作任務(wù)來(lái)選用相應(yīng)的產(chǎn)品系列。接觸器輔助觸點(diǎn)的數(shù)量、種類滿足線路的需要。 4 繼電器的選用 1）一般繼電器的選用 一般繼電器是指具有相同電磁系統(tǒng)的繼電器，又稱電磁繼電器。選用時(shí)，除滿足繼電器線圈電壓或線圈電流的要求外，還應(yīng)按照控制需要分別選用過(guò)電流繼電器、欠電流繼電器、過(guò)電壓繼電器、欠電壓繼電器中間繼電器等。另外電壓、電流繼電器還有交流、直流之分，選擇時(shí)也應(yīng)當(dāng)注

24、意。2）時(shí)間繼電器的選擇時(shí)間繼電器是壓力機(jī)控制線路中常用電器之一。它的類型有：電磁式，空氣阻尼式，電動(dòng)式及電子式等。用的較多的是空氣阻尼式時(shí)間繼電器，它的特點(diǎn)是工作可靠，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，延時(shí)整定范圍較寬（可達(dá)0.4s180s）時(shí)間繼電器型式多樣，各具特點(diǎn)，選擇時(shí)應(yīng)從以下幾方面考慮。(1) 根據(jù)控制線路的要求來(lái)選擇延時(shí)方式，即通電延時(shí)型或斷電延時(shí)型。(2) 根據(jù)延時(shí)準(zhǔn)確度要求和延時(shí)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)選擇。(3) 根據(jù)使用場(chǎng)合、工作環(huán)境選擇合適的時(shí)間繼電器。 3）熱繼電器的選擇 熱繼電器的選擇應(yīng)按電動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境、起動(dòng)情況、負(fù)載性質(zhì)等因素來(lái)考慮。一方面要充分發(fā)揮電動(dòng)機(jī)的過(guò)載能力，另一方面，對(duì)電動(dòng)機(jī)在短時(shí)過(guò)載與

25、起動(dòng)瞬間不受影響。熱繼電器結(jié)構(gòu)形式的選擇。星形連接的電動(dòng)機(jī)可以選擇兩相或三相結(jié)構(gòu)的熱繼電器，三角形連接的電動(dòng)機(jī)應(yīng)當(dāng)選擇帶斷相保護(hù)裝置的三相結(jié)構(gòu)熱繼電器。根據(jù)以上步驟及參考資料的查找，制定了本課程設(shè)計(jì)中繼電器元件表。（見(jiàn)表3-1） 表3-1 壓力機(jī)電氣元件表符號(hào)名稱型號(hào)規(guī)格數(shù)量M異步電動(dòng)機(jī)JO22141.1KW 380V 2.67A 1410R/MIN1FR1熱繼電器JR16B20額定電流3.5A 整定電流2.67A1FU1熔斷器RL115熔體15A1K中間接觸器JZ744線圈電壓127V 5A25KM交流接觸器CJ105線圈電壓127V 40A1SB控制按鈕LA10黑色3KT0 KT1時(shí)間繼電

26、器JZ7-1A5A 380V/1272ST行程開(kāi)關(guān)JLXK1-311動(dòng)作力大于20N18四、 可編程控制器PLC控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) （一）可編程控制器控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則。 在設(shè)計(jì)可編程控制器系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)遵循以下基本原則。1） 最大限速地滿足控制要求 充分發(fā)揮可編程控制器功能，最大限度地滿足被控對(duì)象的控制要求，是設(shè)計(jì)中最重要的一條原則。設(shè)計(jì)人員要深入現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查研究，收集資料。同時(shí)要注意和現(xiàn)場(chǎng)工程管理和技術(shù)人員及操作人員緊密配合，共同解決重點(diǎn)問(wèn)題和疑難問(wèn)題。2） 保證系統(tǒng)安全可靠保證可編程控制器控制系統(tǒng)能夠長(zhǎng)期安全，可靠，穩(wěn)定運(yùn)行，是設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的重要原則。3）力求簡(jiǎn)單，經(jīng)濟(jì)，使用與維修方便在滿足

27、控制要求的前提下，一方面要注意不斷擴(kuò)大工程的效益，另一方面也要注意不斷降低工程的成本，不宜盲目追求自動(dòng)化和高指標(biāo)。 4）適應(yīng)發(fā)展的需要適當(dāng)考慮到今后控制系統(tǒng)發(fā)展和完善的需要。（二）可編程控制器系統(tǒng)設(shè)計(jì)的步驟1）分析被控對(duì)象并提出控制要求 在設(shè)計(jì)繼電器-接觸器的時(shí)候我們已經(jīng)對(duì)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的動(dòng)作要求和功能進(jìn)行了詳細(xì)的分析，確定了其控制方案并擬訂了任務(wù)書(shū)。2）確定輸入/輸出設(shè)備 根據(jù)壓力機(jī)液壓系統(tǒng)的控制要求，確定系統(tǒng)所需的全部輸入設(shè)備和輸出設(shè)備。 輸入設(shè)備：開(kāi)關(guān)SB1， SB2，SB3，18個(gè)行程開(kāi)關(guān) 輸出設(shè)備：手臂伸縮缸的伸縮、手臂回轉(zhuǎn)缸的回轉(zhuǎn)、手指夾緊缸的夾緊與張開(kāi)、手腕回轉(zhuǎn)缸的轉(zhuǎn)動(dòng)、定位缸的

28、滑動(dòng)、手臂升降缸升降。 3）選擇可編程控制器本系統(tǒng)有輸入信號(hào)19個(gè)，輸出信號(hào)12個(gè)，均為開(kāi)關(guān)量。根據(jù)輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，類型及控制要求，同時(shí)考慮到維護(hù)，改造和經(jīng)濟(jì)性等諸多因素，由參考資料1表5-1選擇可編程控制器型號(hào)為-001，共有24個(gè)輸入點(diǎn)，24個(gè)輸出點(diǎn)，可滿足控制要求。 4）軟件編制 根據(jù)系統(tǒng)要求可知，繪制PLC電氣原理圖如附圖二，根據(jù)PLC電氣原理圖寫(xiě)出指令表，見(jiàn)表4-1. 表4-1 系統(tǒng)指令表步序指令步序指令步序指令步序指令0LD M800228SET S2556STL S3084LD X151SET S2029STL S2557RST 1Y85SET S362STL S2030RST

29、3Y58SET 5Y86STL S363LD X131SET 6Y59LD X1187SET 1Y4SET S2132LD X660SET S3188SET 11Y5OR X033SET S2661STL S3189RST 4Y6SET 1Y34STL S2662RST 5Y90LD X167SET 12Y35SET 1Y63OUT T091SET S378SET K2636RST 6Y64K1092STL S379STL S2137SET 10Y65LD T093RST 11Y10RST 1Y38 LD X766SET S3294RST 12Y11SET 5Y39SET S2767STL S3295RST K2612LD X240STL S2768SET 1Y96LD X1713SET S2241RST 10Y69SET 9Y97SET S3814STL S2242RST 12Y70LD X1298STL S3815SET 1Y43RST K2671SET S3399SET 8Y16RST 5Y44LD X872STL S33100LD X1817SET 9Y 45SET S2873RST 9Y101SET S3918LD X346STL S2874LD X13102STL S3919SET S2347SET 7Y75S