毕业设计（论文）-PLC机械手设计.docx

机械手PLC控制
设计题目：机械手的PLC控制
机械手及其应用
总体方案选择
驱动系统方案选择
控制方式选择
驱动系统设计
PLC控制系统设计
参考文献及设计心得
设计：魏超
指导：王富春
班级：09机电一班
时间：系统。
液压驱动 液压技术比较成熟，具有动力大、力惯量比大、快速响应 高、易于实现直接驱动等特点，适用于承载能力大、惯量大以及在防 爆环境中工作的机械手。
气压驱动 具有速度快、系统结构简单、维修方便价格低等特点，适 用于中小负载的系统中。难于实现伺服控制，多用于程序控制的机械 手中，在上下料和冲压机械手中应用较多。
电动驱动随着低惯量、直流伺服电机及配套的伺服驱动器的广泛采 用，这种驱动系统被大量选用。
目前广泛采用的驱动系统的比较如下表:
特性
输出功率
和使用范
围
控制性能
和安全性
结构性 能
安装和
维护要
求
效率和制
造成本
气压驱
气压较低，
压缩性
结构体
安装要
效率低，（为
动
输出功率
大，对速
积较大，
求不高，
0. 15~0. 2)
小，当输出
度、位置
结构易
能在恶
气源方便，
功率增大
精确控制
于标准
劣环境
结构简单，
时，结构尺
困难。阻
化。易实
种工作，
成本低
寸将过大
尼效果
现直接
维护方
只适用于小
差。低速
驱动，密
便
型，快速驱
不易控
封问题
动
制，排气
不突出
有噪音
液压驱
油压高，可
液体不可
结构较
安装要
效率中等为
动
获得较大的
压缩，压
气动要
求高（防
0. 3~0. 6,管
输出功率，
力、流量
小，易于
泄漏），
路结构较复
适用于重
易控制，
标准化，
要配置
杂，成本高
型，低速驱
反应灵
易实现
液压元
动器
敏，可无
直接驱
设备，安
级调速、
动，密封
装面积
能实现速
问题显
大，维护
度、位置
得重要
要求较
的精确控
高
制，传动
平稳，泄
漏对环境
污染
交直流
普通电
动机
适用于抓其
重量较大而
速度低的
中、重型机
器人的驱动
输出力较大
控制性能
差，惯性
大，不易
精确定位
对环境无
影响
电动机
驱动以
实现标
准化，需
减速装
置，传动
体积较
大
安装维
修方便
成本低
效率为0. 5
左右
步进、
伺服电
动机
步进电动机 输出力较
小、伺服电
机可大一些
适用于运动 控制要求严 格的中、小 型机器人
控制性能
好，控制
灵活性
强，可实
现速度、
位置的精
确控制，
对环境无
影响
体积小，
需减速
装置
维修使
用较复 杂
成本较高
效率为0. 5
左右
综合考虑以上驱动系统的优缺点以及工作要求，选择气动驱动跟步进 电机系统混合作为驱动方式。
气动机械手装置如图1所示，主要由机械手抓紧放松夹紧装置、 上下气动移行装置、底座及各电气、气动元件和传感器等组成。工作 过程如下，从图1所示的原始位置开始，升降气缸1向下移动气动夹紧 机构3并夹紧A处之物料块，然后向上移动。到位后，气动夹紧机构连 同升降气缸向右移动，升降气缸2向下移动气缸，最后夹紧机构3放 松即将物料块放到B处,然后沿相反方向使机械手处于原始位置。为下 一个工作周期准备，以实现循环。此装置能够实现物料在一个平面内 的搬运。上下移动气缸2行程为710mm,为了防止工件偏移，上下移动 气缸2的缸体上各安装了两个磁性开关用于上下极限位置的检测;在 传送带A这边安装了光电感应开关用于有无工件（物料块）检测。
1） 气源压缩机的设计原理，气源装置的组成和布置示意图，如图
9
图3


气源装置一般由四部分组成，即空气压缩机；压缩空气的净化、 贮存装置；管道系统和气动三大件。
在图六中，空气压缩机1是用来产生压缩空气的。空气压缩机 的吸气口装有过滤器，可以减少进入空气压缩机内的气体的灰尘。后 冷却器2用来冷却空气压缩机排出的高温气体，使汽化的水和油凝结 出来。油、水分离器3用来分离并排出凝结出来的水滴、油滴和杂质 等。贮气罐4和7用来贮存压缩空气，稳定压缩空气的压力，同时使 压缩空气中的部分油分和水分沉积在