机电一体化高职机械包教学课件第10章

1、项目四 机电一体化系统控制技术任务4-3 PLC控制自动搬运机械手系统控制设计机电一体化机电一体化主要内容任 务 目 标1相 关 知 识2 做 一 做3机电一体化一、任务目标素质目标能力目标知识目标掌握PLC的基础知识。能自主进行PLC型号选择、系统设计以及常用PLC系统的分析。1.遵守机电操作规范；2.积极主动完成工作任务。3.主动查阅技术资料。机电一体化二、相关知识机械手是一种机电一体化装置，是机器人研究最典型最常用的对象，能够自动完成焊接、磨削、喷涂、装配、搬运和医护等作业操作，因此在工业现场，特别是恶劣危险以及要求精确性较高的环境中得到了广泛的应用。早期的机器人研究几乎都是围绕机械手展

2、开的。广义上的机器人研究涵盖了机械、材料、电子、光学、计算机、通信、自动控制、人工智能和仿生学等诸多学科，包括机械手、移动机器人、水下机器人等多种形式，机械手作为机器人的个分支，具有典型的模型对象、传感装置和控制方法，因而可以定义为狭义的机器人。（一）机械手的应用领域机电一体化二、相关知识1.一般按使用范围分为三类第一类是不需要人工操作的通用机械手，它是一种独立的不附属于某一主机的装置。它可以根据任务的需要编制称序，以完成各项规定操作。它的特点是除具备机械的物理性能之外，还是具备通用机械、记忆智能的三元机械。第二类是需要人工操作的，称为操作机。它起源于原子、军事工业，先是通过操作机完成特定的特

3、定的作业，后来发展到无线电信号操作机械手来进行探测月球等。工业中采用的锻造操作机也属于这一范畴。第三类是专用机械手，主要附属于自动机床或生产线上，用于解决机床上下料和工件传送。这种机械手在国外称为“Mechanical Hand”，它是为主机服务的，由主机驱动。（二）机械手的分类方法机电一体化二、相关知识2.按照机械手臂部的运动坐标形式可分为直角坐标式机械手、圆柱坐杯式机械手、球坐标式机械手、多关节式机械手等。直角坐标式机械手的臂部可以沿直角坐标轴X、Y、Z三个方向移动，亦即臂部可以前后伸缩、左右移动和上下升降等；圆柱坐杯式机械手臂可以沿直角坐标轴的X向和Z向移动，亦可绕Z轴转动，即臂部可以前

4、后伸缩、上下升降和左右转动；球坐标式机械手臂可以沿直角坐标轴的X向移动亦可绕Y轴和 Z轴转动，即臂部可以前后伸缩、上下摆动和左右转动；多关节式机械手的臂可以分为小臂和大臂，其大小臂的连接以及大臂和机体的连接均为关节式连接，亦小臂对大臂可绕肘部上下摆动，大臂可绕肩部摆动，手臂还可以左右转动。（二）机械手的分类方法机电一体化二、相关知识3.若按机械手的驱动方式可分为液压驱动机械手、气压驱动机械手、电力驱动机械手、机械驱动机械手等几种。若按机械手的比例大小分类可有微型机械手(臂力小于1kg)、小型机械手(臂力ll0kg)、中型机械手(臂力小于l030kg)和大型机械手（臂力大于30kg)等几种。（二

5、）机械手的分类方法机电一体化二、相关知识（三）PLC控制自动搬运机械手控制系统设计机电一体化二、相关知识1.电气控制的设计包括主电路和控制电路的设计。主电路由两台电动机，即慢速电机和快速电机，分别拖动小车慢行和快行，其控制如下：慢速电动机M1由接触器KM1、KM2分别控制其正传和反转；快速电动机M2由接触器KM3和KM4分别控制其正传和反转。机械手的夹紧放松动作是由一单电两位四通电磁阀控制的一个液压缸完成的，在通电情况下，机械手松开，得电时松开，可以防止在设备运行过程中突然断电导致的机械手松开，工件脱落的情况发生。（三）PLC控制自动搬运机械手控制系统设计机电一体化二、相关知识2. 操作面板及

6、操作说明根据控制和生产工艺的要求，控制操作包括手动和自动，手动又包括手动步进、回原位操作，自动控制包括单步、单周期、连续的操作。故操作方式选择开关设置有五个档位。手动工作方式下，手动动作包括上升、下降、放松、快进、慢进、快退、慢退和复位，故设置六个动作看官按钮。各个动作进行的同时均设有动作指示灯。另外设有启动停止按钮，如图4-28所示。（三）PLC控制自动搬运机械手控制系统设计机电一体化二、相关知识（三）PLC控制自动搬运机械手控制系统设计机电一体化二、相关知识3. I/O分配I/O设备即所需的I/O点数如下表所示：（三）PLC控制自动搬运机械手控制系统设计信号I/O设备I/O点数信号I/O设备I/O点数输 入操作方式选择旋钮开关手动时运动选择按钮启动停止按钮行程开关5829输 出交流接触器控制线圈电磁阀动作指示原点指示43814. 梯形图的设计机械手动控制属顺序控制，故其手动程序采用普通的PLC控制指令控制，自动程序采用步进梯形指令控制。机电一体化二、相关知识