机械手的PLC控制完整.pdfVIP

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毕业设计报告

课题：机械手的PLC控制

系部：机电系

专业：电气自动化

班级：电气1332

学号：

指导老师：

2016-6

摘要

机械手是工业自动化系统中传统的任务执行机构，是机器人的关键部件之一。

机械手的机械结构采用滚珠丝杆、滑杆、等机械器件组成；电气方面有交流电机、

传感器、等电子器件组成。该装置涵盖了可编程控制技术，位置控制技术、检测

技术等，是机电一体化的典型代表仪器之一。本文介绍的机械手是由PLC输出三

路脉冲，控制机械手横轴和竖轴的精确定位，微动开关将位置信号传给PLC主机；

位置信号由接近开关反馈给PLC主机，通过交流电机的正反转来控制机械手手爪

的张合，从而实现机械手精确运动的功能。本课题拟开发的物料搬运机械手可在

空间抓放物体，动作灵活多样，可代替人工在高温和危险的作业区进行作业，并

可根据工件的变化及运动流程的要求随时更改相关参数。

关键词：机械手PLC交流电机

目录

摘要1

引言3

第一章机械手机械结构4

1．1传动机构4

1．2机械手夹持器和机座的结构6

第二章机械手PLC及电机的应用8

2.1PLC简介_______________________________________________________________8

2.2PLC内部原理___________________________________________________________10

2.3机械手PLC选择及参数12

2.4机械手电机的选用13

第三章机械手PLC控制系统设计14

3.1机械手的工艺过程14

3.2PLC控制系统16

致答谢词21

参考文献21

引言

在现代工业中，随着工业现代化的进一步发展,自动化已经成为现代企业

中的重要支柱,无人车间、无人生产流水线等等，已经随处可见。同时，现代

生产中，存在着各种各样的生产环境，如高温、放射性、有毒气体、有害气体

场合以及水下作业等，这些恶劣的生产环境不利于人工进行操作。

工业机械手是近代自动控制领域中出现的一项新的技术，是现代控制理

论与工业生产自动化实践相结合的产物，并以成为现代机械制造生产系统中

的一个重要组成部分。工业机械手是提高生产过程自动化、改善劳动条件、提

高产品质量和生产效率的有效手段之一。尤其在高温、高压、粉尘、噪声以及

带有放射性和污染的场合，应用得更为广泛。在我国，近几年来也有较快的

发展，并取得一定的效果，受到机械工业和铁路工业部门的重视。

本课题拟开发物料搬运机械手，采用日本三菱公司的FX2N系列PLC,对机

械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。该装置机械部分有滚珠丝杠、滑

轨、机械抓手等；电气方面由交流电机、操作台等部件组成。我们利用可编程

技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。

由于时间仓促和个人水平限制，我的设计存在着许多还没来得及解决的

问题，希望广大老师、同学能够给予批评指正并予以解决。

第一章机械手机械结构

11

．传动机构

1.1.1螺旋机构

螺旋机构由螺杆、螺母和机架组成，其主要功能是将转动变换为直线运动，

并同时传递运动和动力，按螺旋副中的摩擦性质，螺旋机构可以分为滑动螺旋机

构和滚动螺旋机构两种类型。按用途可以分为传力螺旋、传导螺旋和调整螺旋三

种类型。

螺旋机构具有结构简单，制造方便，传动平稳，无噪声易于自锁等优点。

1.1.2滑动螺旋机构

螺旋副内为滑动摩擦的的螺旋机构，称为滑动螺旋机构。滑动螺旋机构所用

的螺纹为传动性能好，效率高的矩形、梯形和锯齿形螺纹。

滑动螺旋机构由螺母和螺杆组成。根据机构的组成及运动方式，滑动螺旋机

构又分为以下两种。

（1）．由螺母和螺杆组成的滑动螺旋机构，螺母