C615車床上料機(jī)械手設(shè)計(jì)畢業(yè)設(shè)計(jì)論文

1機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械2編寫上。在整體設(shè)計(jì)過(guò)程中按照“提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題”productionequipmentrespectivemerit,especiallyhasmanifestedthehuman3manipulatordefinition:“haswiththepersonarmsimimonotonousredundantworkarduously,raiseselectricappliancemanufacture,automobilemanufacture,plasticprocessing,generalmachinemanufactureandmetalworking.Themanipulatorandthenumericalcontrolmachiningtheproductionautomation.Alongwiththeproductiondevelopment,thefunctionandtheperfimprovementandtheenhancement,manipulator'sapplication4high-qualitygoodsmanipulator,themanipulatorcompletes9elementaryactions.Themanipulatoramovement,realizesthemanipulatortorework..5摘要 1Abstract 2 5 8 8 9二、C615車床上料機(jī)械手的總體方案 11 11 11三、液壓結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 14（一）液壓缸的設(shè)計(jì) 14 15 166 17 18 19 20 22 22 22 23 23 23 23 24 24 25 25 26 26 26 26 27 27 28 28 29五、可編程控制器硬件系統(tǒng)配置 30 307 30 32 32 33 33 34 38六、可編程控制器的工作原理 40 40 41 41 41七、PLC在工業(yè)機(jī)械手控制中的應(yīng)用 42 43 45 45 47 47 49結(jié)束語(yǔ) 50 8機(jī)械手最早應(yīng)用在汽車制造工業(yè)，常用于焊接、噴漆、上下料和單調(diào)重復(fù)勞動(dòng)，提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，保證產(chǎn)品質(zhì)量。目前主要應(yīng)用于制造業(yè)中，特別是電器制造、汽車制造、塑料加工、通用機(jī)械制造及金統(tǒng)可組成柔性制造系統(tǒng)(FMS)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)自動(dòng)化。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，功能和性能的不斷改善和提高，機(jī)械作。機(jī)械手由液壓缸驅(qū)動(dòng)，液壓缸受電磁閥控制。限位開(kāi)關(guān)檢測(cè)機(jī)械可編程控制器(PLC)控制機(jī)械手的動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)機(jī)械手換料自動(dòng)運(yùn)9編寫上。在整體設(shè)計(jì)過(guò)程中按照“提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，解決問(wèn)題”合，這些機(jī)電結(jié)合的軍用技術(shù)，戰(zhàn)后轉(zhuǎn)為民用，對(duì)戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)的恢復(fù)起20世紀(jì)70年代~80年代為第二階段，可稱為蓬勃發(fā)展階段。這一時(shí)期，計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、通信技術(shù)的發(fā)展，為機(jī)電一體化的新階段，機(jī)電一體化進(jìn)入深入發(fā)展時(shí)期。一方面，光學(xué)、通信技術(shù)等應(yīng)用。國(guó)務(wù)院成立了機(jī)電一體化領(lǐng)導(dǎo)小組并將該技術(shù)列為“863計(jì)機(jī)電一體化將向著智能化趨勢(shì)、模塊化趨勢(shì)、網(wǎng)絡(luò)化趨勢(shì)、微型綜上所述,機(jī)電一體化的出現(xiàn)不是孤立的,它是許多科學(xué)技術(shù)發(fā)展的結(jié)晶,是社會(huì)生產(chǎn)力發(fā)展到一定階段的必然要求和產(chǎn)物。當(dāng)然,與機(jī)電一體化相關(guān)的技術(shù)還有很多,并且隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種技術(shù)相互融合的趨勢(shì)將越來(lái)越明顯,機(jī)電一體化技術(shù)的發(fā)展前景也越機(jī)械手握取重量、定位、精度等參數(shù)都有密切關(guān)系，同時(shí)也直接影響若機(jī)構(gòu)的主動(dòng)件數(shù)少于機(jī)構(gòu)自由度數(shù),如圖的平面鉸鏈五桿機(jī)構(gòu),只使機(jī)構(gòu)卡住不動(dòng)，甚至遭到破壞。但是，對(duì)于平面鉸鏈五桿機(jī)構(gòu)，再為算在內(nèi))，每個(gè)活動(dòng)構(gòu)件有3個(gè)自由度，即圖中沿X、Y軸的獨(dú)立移制2個(gè)自由度,其中轉(zhuǎn)動(dòng)副(如圖中A)限制x、y兩個(gè)移動(dòng)，移動(dòng)副限Ⅲ類運(yùn)動(dòng)副；轉(zhuǎn)動(dòng)副有5個(gè)相對(duì)約束，即x、y、z、θ、θ,稱為要減少個(gè)。這樣，空間機(jī)構(gòu)自由度的計(jì)算公式為式中Pk為有k個(gè)約束的k級(jí)運(yùn)動(dòng)副數(shù)。對(duì)于公共約束數(shù)m＝0液壓缸是輸出力和活塞有效面積及其兩邊的壓差成正比的直液壓缸是將液壓能轉(zhuǎn)換為往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)換液壓缸基本上由缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩緩沖裝置與排氣裝置視具體應(yīng)用場(chǎng)合而定，其他裝置則必不可少。常用液壓缸的分類及圖形符號(hào)、典型液壓缸的結(jié)構(gòu)及其特點(diǎn)、活塞式液壓缸、柱塞式液壓缸、伸縮式液壓缸、可旋轉(zhuǎn)式液壓缸、擺動(dòng)式液壓缸、組合式液壓缸、電液步進(jìn)式液壓缸、液壓油、液壓缸用油的污染控制合成腔體的擴(kuò)大，必然使因傳壓損失而形成的合成棒外殼與芯部的壓力差加大，即壓力場(chǎng)的壓力梯度加大；同時(shí)，金剛石的生長(zhǎng)過(guò)程也導(dǎo)致壓力場(chǎng)的變化：眾所周知，高溫高壓下以葉臘石為傳壓介質(zhì)的石墨轉(zhuǎn)化為金剛石過(guò)程中包含一系列的相變過(guò)程：葉臘石礦物相變產(chǎn)生藍(lán)晶石和柯石英、石墨相變產(chǎn)生金剛石，由于這些相變的產(chǎn)物比重大，產(chǎn)生相變前后的體積收縮，造成合成腔內(nèi)部壓力下降；而且，由于葉臘石在相變這些都造成腔體內(nèi)更大的壓力梯度，而優(yōu)質(zhì)金剛石單晶的生長(zhǎng)需要相對(duì)穩(wěn)定的壓力條件，因此，如何更好的降低壓力梯度，是大1.升壓曲線可控，這樣可以配合加熱曲線有效控制壓力梯度2.保壓階段壓力曲線遞增，減小因合成相變?cè)斐傻膫鲏禾荻仍龃罄硎峭ㄟ^(guò)按設(shè)定曲線控制電流或電壓，從而按比例連續(xù)的控制比在系統(tǒng)中采用比例壓力閥或比例泵，不僅能在保壓階段實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)壓力連續(xù)遞增，并且也能實(shí)現(xiàn)在升壓階段的升壓速度連續(xù)可控，即封效果，傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)存有諸多缺陷，不能滿足連續(xù)性生產(chǎn)的要求。為液壓缸在高速或重載的工況下，對(duì)缸頭缸尾產(chǎn)生較大的沖擊載內(nèi)裝的緩沖裝置的目的是將加速度的突然變化所造成的減速力和尖其特點(diǎn)是產(chǎn)生很高的壓力尖峰，然后隨著行程的繼續(xù)逐漸降低，值，造成機(jī)器振動(dòng)、噪聲和磨損，緩沖效果差。其緩沖性能曲線見(jiàn)圖但往往壓力建立遲緩，造成緩沖不足。其性能曲線見(jiàn)圖4。而新型緩沖設(shè)計(jì)——階梯緩沖設(shè)計(jì)可針對(duì)具體的負(fù)載和速度條件的壓力而移出。而多重“V”型密封中，通過(guò)緊固密封蓋上的壓力便止定。密封件2實(shí)際上是一個(gè)刮圈，它去除粘附牢固的最后油層。該密時(shí)退讓，更能順應(yīng)活塞和缸體。該變形作用增加接觸面積，防止接觸上線運(yùn)行至今，運(yùn)行狀況良好。使用壽命與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)相比，至少提高的發(fā)展，這種裝置的功能已經(jīng)大大超過(guò)了邏輯控制的范圍，因此，今接線及開(kāi)關(guān)接點(diǎn)數(shù)已減少倒數(shù)百甚至數(shù)千分之一，故障也就大大降常工作、鋰電池電壓是否過(guò)低、交流電源是否掉電、輸入電路電壓是PLC作為通用工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，使面向工礦企業(yè)的工控設(shè)備。它用戶不必自己設(shè)計(jì)和制作硬件，在硬件方面的設(shè)計(jì)工作只是確定PLCPLC是微機(jī)技術(shù)和控制技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，是一種以微處理器機(jī)型不同而不同，常用的由三類：通用微處理器(如Z80\8086\80286和數(shù)據(jù)2）診斷電源、PLC內(nèi)部電路的工作故障和誤等3）通過(guò)輸入接口接收現(xiàn)場(chǎng)的狀態(tài)或數(shù)據(jù)，并存入輸入映像寄存器或數(shù)據(jù)寄存器中4）從存儲(chǔ)器逐條讀取用戶程序，通過(guò)解釋后執(zhí)行5）根據(jù)執(zhí)行的結(jié)果，更新有關(guān)標(biāo)志的狀態(tài)和輸出映像寄存器ROM、PROM或E-PROM中，用戶不能訪的控制要求而編制的應(yīng)用程序。為了便于讀出、檢查和修改，用戶程I/O接口上通常還有狀態(tài)指示，使PLC工作狀況直觀，便于維護(hù)。要類型有：數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸入、數(shù)字量（開(kāi)關(guān)量）輸出、模擬量流或直流負(fù)載，但其響應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)，動(dòng)作頻率低，只能用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)與計(jì)算機(jī)連接，可組成多級(jí)分布式控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)控制與管理相結(jié)編程裝置的作用是編輯、調(diào)試、輸入用戶程序，也可在線監(jiān)控PLC內(nèi)部狀態(tài)和參數(shù)，與PLC進(jìn)行人機(jī)專用編程器只能對(duì)指定廠家的生命周期也十分有限。因此，現(xiàn)廠家提供的編程軟件和應(yīng)用的硬件接口裝置即可。這樣，用戶只用基于個(gè)人計(jì)算機(jī)的程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)功能強(qiáng)大，既可以編制、修改寫入器、外存儲(chǔ)器、人一機(jī)接口裝置等。人一機(jī)接口裝置用來(lái)實(shí)現(xiàn)輸入處理程序、編譯程序、信息傳送程序、監(jiān)控程序等。系統(tǒng)程序PLC編程語(yǔ)言是多種多樣的，對(duì)于不同生產(chǎn)廠家、不同系列的種類型；一是采用字符表達(dá)方式的編程語(yǔ)言，如語(yǔ)句表等；二是采梯形圖（Ladder）編程語(yǔ)言是從繼電器控制系統(tǒng)原理圖的基礎(chǔ)梯形圖的一個(gè)關(guān)鍵概念是“能流”（PowerFlow上的“能流”.在中，把左邊的母線假想為電源“火線”,而把右邊流。當(dāng)D\E\F觸點(diǎn)中任何一個(gè)接通，線圈Q就被激勵(lì)。要強(qiáng)調(diào)的是，為了對(duì)梯形圖有一個(gè)深入的認(rèn)識(shí)，其實(shí)“能流”在梯形圖中是不存代表邏輯“輸入”條件，如開(kāi)關(guān)、按鈕和內(nèi)部條件等；線圈通常代語(yǔ)言。它將一個(gè)完整的控制過(guò)程分為若干階段，各階段具有不同的上一階段動(dòng)作結(jié)束，下一階段動(dòng)作開(kāi)始。用功能表圖的方式來(lái)表達(dá)語(yǔ)言等進(jìn)行編程。采用高級(jí)語(yǔ)言后，用戶可以像使用普通微型計(jì)算便于擴(kuò)展、性價(jià)比高，可以近乎完美地滿足小規(guī)模控制的要求。本節(jié)多功能達(dá)到了大、中型PLC的水平，但價(jià)格卻和小型的PLC一樣，因結(jié)構(gòu)小巧、可靠性高、運(yùn)行速度快，繼承和發(fā)揮了它在大、中型PLC功能包括串行\(zhòng)并行數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換、通信格式的識(shí)別、數(shù)據(jù)傳輸?shù)某鲥e(cuò)對(duì)話的通道，通過(guò)它PLC可以和編程器、顯示器、打印機(jī)等外部設(shè)備它的速度快，具有極強(qiáng)的通信能力。下面介紹5種不同相比，存儲(chǔ)容量擴(kuò)大了一倍，并且有7個(gè)擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時(shí)鐘，有相比，增加了通信口的數(shù)量、通信能力大大增強(qiáng)，因此，它可用于點(diǎn)可以擴(kuò)展特殊功能模塊。一般的特殊功能模塊有SM253位置控制?！狹icro\WIN32。該編程軟件可安裝在個(gè)人計(jì)算機(jī)上，提對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)進(jìn)行讀寫訪問(wèn)的方式即為尋址方式。S7—200的尋格式：標(biāo)識(shí)符數(shù)據(jù)長(zhǎng)度類型字輸出階段，將輸出映像寄存器的值送到輸出模塊，驅(qū)動(dòng)外部負(fù)載（值寄存器區(qū)為16B，能存儲(chǔ)128點(diǎn)信息，尋址范圍Q0.0~Q15.7。輸出映同的數(shù)字?jǐn)U展模塊組層，則各模塊輸入\輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的Q1.1系列標(biāo)志位存儲(chǔ)器區(qū)為32B，有256位，尋址范圍M0.0~M31.7。殊標(biāo)志位存儲(chǔ)器可以按位、字節(jié)、字或雙字訪問(wèn)。CPU22x系列特殊SM0.1該位在首次掃描時(shí)為1。用途之一是調(diào)用初始化子程序作錯(cuò)誤存儲(chǔ)器位，或用來(lái)調(diào)用特殊啟動(dòng)順序功能作在啟動(dòng)操作之前給設(shè)備提供一個(gè)預(yù)熱時(shí)間SM0.7該位指示CPU工作方式開(kāi)關(guān)的位置，0為TERM,1為RUNSMB1包含了各種潛在的錯(cuò)誤提示，在執(zhí)行某些指令時(shí)這些位被置位SM1.1當(dāng)執(zhí)行了某些指令，其結(jié)果溢出，或查出非法數(shù)值時(shí)，將該SM1.2當(dāng)執(zhí)行數(shù)學(xué)運(yùn)算，其結(jié)果為負(fù)數(shù)時(shí)，將該位置1SM1.5當(dāng)執(zhí)行LIFO或FIFO指令，試1SMSM1.6當(dāng)試圖把一個(gè)非BCD數(shù)轉(zhuǎn)換為二進(jìn)制數(shù)時(shí)，將該位置1SM1.7當(dāng)ASCII碼不能轉(zhuǎn)換為變量存儲(chǔ)器標(biāo)識(shí)符為V，其功能為存放各類數(shù)據(jù)。變量存儲(chǔ)器5KB。因此，通常變量存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)大量存儲(chǔ)一些中間狀態(tài)等位信息。變量存儲(chǔ)器可以按位、字節(jié)、字或雙字序控制標(biāo)志位的存儲(chǔ)區(qū)為32個(gè)字節(jié)，共256個(gè)點(diǎn)，尋址范圍M0.0定時(shí)器標(biāo)識(shí)符為T，其功能為定時(shí)控制。每個(gè)定時(shí)器各有一個(gè)計(jì)數(shù)器標(biāo)識(shí)符為C，其功能為累計(jì)輸入脈沖的個(gè)數(shù)。分為加計(jì)正數(shù)、1表示負(fù)數(shù)，其余各位為數(shù)值位。整數(shù)型常32位可以表示一個(gè)很大的數(shù)，也可以表示一個(gè)很小的數(shù)。實(shí)數(shù)型常要求的控制任務(wù)。每一個(gè)循環(huán)所經(jīng)歷的時(shí)間稱為一個(gè)掃描周期。在掃描周期主要由用戶程序執(zhí)行的時(shí)間決定。一般PLC的掃描周期在10ms~100ms之間，若超出該范圍，則可能是用戶程序出錯(cuò)或進(jìn)入死CPU在執(zhí)行用戶程序時(shí)，使用的輸入值不是直接從實(shí)際輸入端得個(gè)暫存區(qū)，一個(gè)是輸入映像寄存器，一個(gè)是輸出映像寄存器。在讀取入端狀態(tài)的變化只能在下一個(gè)循環(huán)掃描周期的讀取輸入階段才被讀在執(zhí)行指令時(shí)，所需要的信號(hào)狀態(tài)或數(shù)據(jù)，從輸入\輸出映像寄劣工作環(huán)境、效率高、安全穩(wěn)定和可進(jìn)行高強(qiáng)度工作的優(yōu)點(diǎn)，在自動(dòng)工業(yè)機(jī)械手的控制過(guò)程并不復(fù)雜，共有6個(gè)動(dòng)作，分為3組，即機(jī)械手動(dòng)作示意圖例如，當(dāng)下降電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手下降，當(dāng)下降電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手下降停止。只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升，當(dāng)上升電磁閥斷電時(shí)，機(jī)械手停止上升。同樣，左移右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。機(jī)械手的放松\夾緊動(dòng)作由一個(gè)單線圈的兩位電磁閥控制。當(dāng)該線圈通電時(shí)，機(jī)械手夾緊；當(dāng)該線圈斷電時(shí)，機(jī)械手放從原點(diǎn)開(kāi)始，按下啟動(dòng)按鈕，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降，下降到底時(shí)，碰到下限位開(kāi)關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時(shí)接通夾緊電磁閥，機(jī)械手夾緊，夾緊后，上升電磁閥通電，機(jī)械手上升，上升到頂時(shí)，碰到上限位開(kāi)關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通右移電磁閥，機(jī)械手右移。右移到位后，碰到右限位開(kāi)關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。若此時(shí)右工作臺(tái)上無(wú)工件，則光電開(kāi)關(guān)接通，下降電磁閥通電，下降到底時(shí)，碰到下限位開(kāi)關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時(shí)夾緊電磁閥斷電，機(jī)械手放松。放松后，上升電磁閥上升停止；同時(shí)接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。左移到原點(diǎn)時(shí)，碰到左移限位開(kāi)關(guān)后，左移電磁閥斷電，左移停止。至此，機(jī)械手經(jīng)過(guò)9步動(dòng)作完成了一個(gè)周期的工作。機(jī)械手的每次循環(huán)動(dòng)作均由原位開(kāi)（1）手動(dòng)操作：利用按鈕操作對(duì)機(jī)械手的每一步運(yùn)動(dòng)進(jìn)行單獨(dú)控制。例如，當(dāng)選擇上\下運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手下降；按下停止按鈕，機(jī)械手上升。當(dāng)選擇左右運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手右移，按下停止按鈕，機(jī)械手左移。當(dāng)選擇夾緊放松運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下（2）步進(jìn)操作：每按一次啟動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一個(gè)周期的動(dòng)（3）單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開(kāi)