机械手动作的模拟

1、目录一、摘要 1二、控制要求 2三、控制原理介绍及图示. 31、机械手动作的模拟实验面板图 32、输入/输出接线列表 33、控制过程 3四、控制方案. 51、工作过程分析 52、梯形图 6五、运行调试 9六、小结. 10七、参考文献 11一、摘要随着工业自动化的普及和发展，控制器的需求量逐年增大，搬运机械手的应用也逐渐普及。机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand能模仿人手和臂的某些动作功能，用以按固定程序抓取、搬运物件或操作工具的自动操作装置。它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，可以更好地节约能源和提高运输设备或

2、产品的效率，以降低其他搬运方式的限制和不足，满足现代经济发展的要求。因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。机械手的种类，按驱动方式可分为液压式、气动式、电动式、机械式机械手；按适用范围可分为专用机械手和通用机械手两种；按运动轨迹控制方式可分为点位控制和连续轨迹控制机械手等。机械手通常用作机床或其他机器的

3、附加装置，如在自动机床或自动生产线上装卸和传递工件，在加工中心中更换刀具等，一般没有独立的控制装置。有些操作装置需要由人直接操纵，如用于原子能部门操持危险物品的主从式操作手也常称为机械手。机械手在锻造工业中的应用能进一步发展锻造设备的生产能力，改善热、累等劳动条件。就个人而言，希望通过这次毕业设计对未来将从事的工作进行一次适应训练，从中锻炼自己分析问题、解决问题的能力，为今后的工作打下一个良好的基础。由于能力所限，设计尚有许多不足之处，恳请老师给予指教。2、控制要求图中为一个将工件由A处传送到B处的机械手，上升/下降和左移/右移的执行用双线圈二位电磁阀推动气缸完成。当某个电磁阀线圈通电，就一直

4、保持现有的机械动作，例如一旦下降的电磁阀线圈通电，机械手下降，即使线圈再断电，仍保持现有的下降动作状态，直到相反方向的线圈通电为止。另外，夹紧/放松由单线圈二位电磁阀推动气缸完成，线圈通电执行夹紧动作，线圈断电时执行放松动作。设备装有上、下限位和左、右限位开关，它的工作过程如图所示，有八个动作，即为：图1 动作顺序图三、控制原理介绍及图示1、机械手动作的模拟实验面板图：图2 实验模板图2、输入/输出接线列表表1 输入/输出接线列表输入接线SB1SQ1SQ2SQ3SQ4SB2X0X1X2X3X4X5输出接线YV1YV2YV3YV4YV5HLY0Y1Y2Y3Y4Y53、工作过程分析当机械手处于原位

5、时，上升限位开关I0.2、左限位开关I0.4均处于接通（“1”状态），移位寄存器数据输入端接通，使M10.0置“1”，Q0.5线圈接通，原位指示灯亮。按下启动按钮，SB1置“1”，产生移位信号，M10.0的“1”态移至M101，下降阀输出继电器I0.0接通，执行下降动作，由于上升限位开关U0.2断开，M10.0置“0”，原位指示灯灭。当下降到位时，下限位开关SQ1接通，产生移位信号，M10.0的“0”态移位到M10.1，下降阀Q0.0断开，机械手停止下降，M10.1的“1”态移到M10.2，M20.0线圈接通，M20.0动合触点闭合，夹紧电磁阀Q0.1接通，执行夹紧动作，同时启动定时器T37，

6、延时1.7秒。机械手夹紧工件后，T0动合触点接通，产生移位信号，使M10.3置“1”，“0”态移位至M102.，上升电磁阀YQ0.2接通，I0.1断开，执行上升动作。由于使用S指令，M20.0线圈具有自保持功能，Q0.1保持接通，机械手继续夹紧工件。当上升到位时，上限位开关I0.2接通，产生移位信号，“0”态移位至M10.3，Q0.2线圈断开，不再上升，同时移位信号使M10.4置“1”，Q0.4断开，右移阀继电器Q0.3接通，执行右移动作。待移至右限位开关动作位置，I0.3动合触点接通，产生移位信号，使M10.3的“0”态移位到M10.4，Q0.3线圈断开，停止右移，同时M10.4的“1”态已

7、移到M10.5，Q0.0线圈再次接通，执行下降动作。当下降到使I0.1动合触点接通位置，产生移位信号，“0”态移至M10.5，“1”态移至M10.6，Q0.0线圈断开，停止下降，R指令使M20.0复位，Q0.1线圈断开，机械手松开工件；同时T38启动延时1.5秒，T1动合触点接通，产生移位信号，使M10.6变为“0”态，M10.7为“1”态，Q0.2线圈再度接通，I0.1断开，机械手又上升，行至上限位置，I0.2触点接通，M10.7变为“0”态，M11.2为“1”态，I0.2线圈断开，停止上升，Y004线圈接通，X003断开，左移。到达左限位开关位置，X004触点接通，M11.2变为“0”态，

8、M11.3为“1”态，移位寄存器全部复位，Q0.4线圈断开，机械手回到原位，由于I0.2、I0.4均接通，M10.0又被置“1”，完成一个工作周期。再次按下启动按钮，将重复上述动作。四、控制方案1、工作过程分析：1） 使用状态转移指令当满足X000闭合条件时，跳转到S20，使线圈Y000得电，机械手开始下降；2） 当满足下限位开关X001闭合条件时，跳转到S21，触发定时器T0，延时1S后，使Y001得电并保持；机械手夹紧工件；3） 当满足定时器T0条件时，触发线圈Y002，机械手上升；4） 当满足上限位开关X002闭合条件时，跳转到S23，触发线圈Y003，使机械手带着工件右移；5） 当满足

9、右限位开关X003闭合条件时，跳转到S24，触发线圈Y000，使机械手带着工件下降；6） 当满足下限位开关X001闭合条件时，跳转到S25，使线圈Y001失电，机械手松开工件；定时器T0触发；7） 当满足定时器T0条件时，跳转到S26，触发线圈Y002，使机械手上升；8） 当满足上限位开关X002闭合条件时，跳转到S27，触发线圈Y004，使机械手左移；9） 当满足左限位开关X004闭合条件时，机械手停止左移，复位。 表2 机械手模拟控制系统的I/O分配表输入信号输出信号名称输入点编号名称输入点编号启动按钮SB1X000机械手下降指示灯YV1Y000下限位按钮SQ1X001机械手夹紧/放松指示

10、灯YV2Y001上限位按钮SQ2X002机械手上升指示灯YV3Y002右限位按钮SQ3X003机械手右移指示灯YV4Y003左限位按钮SQ4X004机械手左移指示灯YV5Y0042.梯形图 图3 梯形图五、运行调试1.实验步骤 1. 主机模块的COM接主机模块输入端的COM和输出端的COM1、COM2、COM3、COM4、COM5。 2. 主机模块的24+、COM分别接在实验单元的V+、COM。 3. 打开主机电源将程序下载到主机中。 4. 启动并运行程序观察实验现象。六、小结通过这次设计培养了我综合运用所学知识,发现,提出,分析和解决实际问题,锻炼实践能力的重要环节,是对我实际工作能力的具体训练和考察过程。懂得了理论与实际相结合的重要性，只有理论知识是远远不够的，只有把所学的理论知识与实践相结合起来，从理论中得出结论，从而提高自己的实际动手能力和独立思考的能力。对于PLC有了总体大致上的了解，也认识到了在这个机械手的课题上还有很大的不足，还可以有更