642 PLC控制机械手设计
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1PLC 控制机械手设计机械手电气控制系统,除了有多工步特点之外,还要求有连续控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打向回原点时,系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时,系统自动完成各工步操作,且循环动作。当旋钮打向手动时,每一工步都要按下该工步按钮才能实现。以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。1、机械手传送工件系统示意图,如图 1 所示。图 1 机械手传送示意及操作面板图22、输入和输出点分配表及原理接线图表 1 机械手传送系统输入和输出点分配表名 称 代号 输入 名 称 代号 输入 名 称 代号 输出启动 SB1 X0 夹紧 SB5 X10 电磁阀下降 YV1 Y0下限行程 SQ1 X1 放松 SB6 X11 电磁阀夹紧 YV2 Y1上限行程 SQ2 X2 单步上升 SB7 X12 电磁阀上升 YV3 Y2右限行程 SQ3 X3 单步下降 SB8 X13 电磁阀右行 YV4 Y3左限行程 SQ4 X4 单步左移 SB9 X14 电磁阀左行 YV5 Y4停止 SB2 X5 单步右移 SB10 X15 原点指示 EL Y5手动操作 SB3 X6 回原点 SB11 X16连续操作 SB4 X7 工件检测 SQ5 X1733、操作系统操作系统包括回原点程序,手动单步操作程序和自动连续操作程序,如图 3 所示。其原理是:把旋钮置于回原点,X16 接通,系统自动回原点, Y5 驱动指示灯亮。再把旋钮置于手动,则 X6 接通,其常闭触头打开,程序不跳转(CJ 为一跳转指令,如果 CJ 驱动,则跳到指针 P 所指 P0 处) ,执行手动程序。之后,由于 X7 常闭触点,当执行 CJ 指令时,跳转到 P1 所指的结束位置。如果旋钮置于自动位置, (既 X6 常闭闭合、 X7 常闭打开)则程序执行时跳过手动程序,直接执行自动程序。4、回原位程序回原位程序如图 4 所示。用 S10S12 作回零操作元件。应注意,当用 S10S19 作回零操作时,在最后状态中在自我复位前应使特殊继电器M8043 置 1。45、手动单步操作程序如图 5 所示。图中上升/下降,左移/右移都有联锁和限位保护。56、自动操作程序自动操作状态转移见图 6 所示。当机械手处于原位时,按启动 X0接通,状态转移到 S20,驱动下降 Y0,当到达下限位使行程开关 X1 接通,状态转移到 S21,而 S20 自动复位。S21 驱动 Y1 置位,延时 1 秒,以使电磁力达到最大夹紧力。当 T0 接通,状态转移到 S22,驱动 Y2 上升,当上升到达最高位,X2 接通,状态转移到 S23。S23 驱动 Y3 右移。移到最右位,X3 接通,状态转移到 S24 下降。下降到最低位,X1 接通,电磁铁放松。为了使电磁力完全失掉,延时 1 秒。延时时间到,T1 接6通,状态转移到 S26 上升。上升到最高位, X2 接通,状态转移到 S27左移。左移到最左位,使 X4 接通,返回初始状态,再开始第二次循环动作。在编写状态转移图时注意各状态元件只能使用一次,但它驱动的线圈,却可以使用多次,但两者不能出现在连续位置上。因此步进顺控的编程,比起用基本指令编程较为容易,可读性较强。7、机械手传送系统梯形图如图 7 所示。图中从第 0 行到第 27 行为回原位状态程序。从第 28行到第 66 行,为手动单步操作程序。从第 67 行到第 129 行为自动操作程序。这三部分程序(又称为模块)是图 3 的操作系统运行的。回原位程序和自动操作程序。是用步进顺控方式编程。在各步进顺控末行,都以 RET 结束本步进顺控程序块。但两者又有不同。回原位程序不能自动返回初始态 S1。而自动操作程序能自动返回初态 S2。78、指令语句表8南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)前期工作材料学 生 姓 名 : 唐晓静 学 号: 0101140104学 院 (系 ): 机械工程学院专 业 : 机械设计制造及其自动化设计 (论 文 )题 目 : 近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动式指 导 教 师 : 吕夏 副高(姓 名) (专业技术职务)材 料 目 录序号 名 称 数量 备 注1 毕业设计(论文)选题、审题表 12 毕业设计(论文)任务书 13 毕业设计(论文)开题报告含文献综述 14 毕业设计(论文)外文资料翻译含原文 15 毕业设计(论文)中期检查表 12005 年 6 月 南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)开题报告学 生 姓 名: 唐晓静学 号:0101140104专 业 : 机械设计制造及其自动化设计 (论文 )题目 : 近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动式指 导 教 师 : 吕夏2005 年 3 月 31 日开题报告填写要求1开题报告(含“文献综述” )作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下,由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成,经指导教师签署意见及所在专业审查后生效;2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式(可从教务处网页上下载)打印,禁止打印在其它纸上后剪贴,完成后应及时交给指导教师签署意见;3 “文献综述”应按论文的格式成文,并直接书写(或打印)在本开题报告第一栏目内,学生写文献综述的参考文献应不少于15 篇(不包括辞典、手册) ;4有关年月日等日期的填写,应当按照国标 GB/T 740894数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求,一律用阿拉伯数字书写。如“2004 年 3 月 15 日”或“2004-03-15”。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告1结合毕业设计(论文)课题情况,根据所查阅的文献资料,每人撰写2000 字左右的文献综述:文 献 综 述随着我国工业生产的飞跃发展,自动化程度的迅速提高,实现工件的装卸、转向、输送或操持焊枪、喷枪、扳手等工具进行加工、装配等作业的自动化,已愈来愈引起人们的重视。机械手是模仿着人手的部分动作,按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运或操作的自动机械装置。在工业生产中应用的机械手被称为“工业机械手” 。生产中应用机械手可以提高生产的自动化水平和劳动生产率;可以减轻劳动强度、保证产品质量、实现安全生产;尤其在高温、高压、低温、低压、粉尘、易爆、有毒气体和放射性等恶劣的环境中,它代替人进行正常的工作,意义更为重大。机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装置等组成。(一)执行机构包括手部、手腕、手臂和立柱等部件,有的还增设行走机构。1、手部 即与物件接触的部件。由于与物件接触的形式不同,可分为夹持式和吸附式手部。2、手腕 是联接手部和手臂的部件,其调整或改变工件方位的作用。3、手臂 支承手腕和手部的部件,用以改变工件的空间位置。4、立柱 是支承手臂的部件,立柱也可以是手臂的一部分,手臂的回转运动和升降(或俯仰)运动均与立柱有密切的联系。5、行走机构 机械手为了完成远距离的操作和扩大使用范围,可以增设滚轮行走机构。滚轮式行走机构可分为有轨的或是无轨的两种。6、机座 它是机械手的基础部分,机械手执行机构的各部件和驱动系统均安装于基座上,故起支承和联接的作用。(二)驱动系统机械手的驱动系统是驱动执行机构运动的传动装置。常用的有液压传动、气压传动、电力传动和机械传动等四种形式。1、液压传动 是以油液的压力来驱动执行机构运动。其主要特点是:抓重可达几百公斤以上、传动平稳、结构紧凑、动作灵敏。但对密封装置要求严格,不然有的泄漏对机械手的工作性能有很大的影响,且不宜在高温、低温下工作。2、气压传动 是以压缩空气的压力来驱动执行机构运动。其主要特点是介质来源极方便、气动动作迅速、结构简单、成本低。但是,由于空气具有可压缩的特性,工作速度的稳定性差,而且气源压力较低,适用于高速、轻载、高温和粉尘大的环境中进行工作。3、机械传动 即由机械传动机构(如凸轮、连杆、齿轮和齿条、间歇机构等)驱动。其动力是由工作机械传递的。它的主要特点是运动准确可靠、动作频率高,但结构较大,动作程序不可变。它常被用于为工作主机的上、下料。4、电力传动 即由特殊结构的感应电动机、直线电机或功率步进电机直接驱动执行机构运动,因为不需要中间的转换机构,故机械结构简单。其中直线电机机械手的运动速度快和行程长,维护和使用方便。此类机械手目前还不多,但有发展前途。(三)控制系统有电气控制和射流控制两种,一般常见的为电气控制。它是机械手的重要组成部分,它支配着机械手按规定的程序运动,并记忆人们给与机械手的指令信息(如动作顺序、运动轨迹、运动速度及时间) ,同时按其控制系统的信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手的动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。(四)位置检测装置控制机械手执行机构的运动位置,并随时将执行机构的实际位置反馈给控制系统,并与设定的位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定的进度达到设定位置。这里介绍我将要做的近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动。一、气源系统压缩空气是保证气动系统正常工作的动力源,空气压缩机是将动力机供给的机械能转换成气体压力能的一种能量转换装置。二、气动执行机构气动执行机构由气缸和气动马达。气缸是利用压缩空气的压力能转换为机械能的一种能量转换装置。它可以输出力,驱动工作部分作直线往复运动或往复摆动。气缸可分为:单向作用式气缸和双作用式气缸。气动马达是把压缩空气的压力能转变为机械能的能量转换装置,其作用同于液压传动的油马达。它输出力矩,驱动机构作回转运动。三、空气控制阀1、 压力控制阀分为:调压阀、安全阀和顺序阀等。2、 流量控制阀是用来调节和控制压缩空气的流量、流速以改变执行机构的工作速度。流量控制阀主要有节流阀、单向截流阀和排气节流阀等。3、方向控制阀是用来控制气流的方向、气路的通断,从而使执行机构的动作发生变化的气动原件。方向控制阀在整个气动元件中数量占有相当大的比例,并在气动系统中起着神经中枢的作用。四、气动基本回路1、方向控制回路主要有:单作用气缸中间停止回路,双作用气缸换向回路,双作用气缸的活塞可在任意位置停止的回路,延时控制回路。2、速度控制回路主要有:单作用气缸的速度控制回路,双作用气缸单向速度控制回路,双作用气缸双向速度控制回路,双作用气缸速回运动控制回路,双缸同步动作的速度控制回路,缓冲回路。五、其他部分行走机构有:车轮式行走机构,履带式行走机构,步行式行走机构。六、机械手的发展趋势:机械手目前多数应用于机床、模锻压力机的上下料,以及点焊、喷漆等作业,它可按事先制订的程序完成操作,但普通不具备传感反馈能力,不能应付外界的变化。如发生某些偏离时,将引起零件甚至机械手本身的损坏。为此,机械手发展趋势是大力研制具有某种智能的机械手,设它拥有一定的传感能力,能反馈外界条件的变化作相应的变更,如位置发生稍些偏差时即能更正,并自行检测。重点是研究视觉功能,将机械手和柔性制造系统和柔性制造单元相结合,从而根本改变目前的机械制造系统的人工操作状态。主要参考文献:1 曹承志.电机、拖动与控制学.第 3 版. 北京:机械工业出版社.20002 王庭树.机器人运动学及动力学.第 2 版. 西安:西安电子科技大学出版社, 1990.123 孟繁华.机器人应用技术.第 1 版. 哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1989.64 马香峰.机器人机构学.第 1 版.北京:机械工业出版社.1991.95 赵锡芳.机器人动力学.第 1 版.上海:上海交通大学出版社,1992.126 高松海.遥控机器人.第 1 版.北京:原子能出版社,19817 孙耀明.微型机算计在机器人技术中的作用.第 1 版.北京:科学技术文献出版社,19878 路甬祥.液压气动技术手册.第 2 版.北京:机械工业出版社.20029 陈奎生.液压传动与气压传动.第 1 版.武汉:武汉理工大学出版社,2001.810 何存兴.张铁华.液压传动与气压传动.第 3 版.武汉:华中理工大学出版社,199811 宋学义.袖珍液压气动手册.第 1 版.重庆:重庆大学出版社,199712 机械工业部.中小型电机产品样本.第 1 版.北京:机械工业出版社,199513 李发海.王岩.电机与拖动基础.第 1 版.北京:清华大学出版社,199414 诸静.机器人与控制技术.第 1 版.浙江:浙江大学出版社,199115 熊有伦.丁汉.刘恩沧.机器人学.第 1 版. 机械工业出版社,199316 吴广玉.姜复兴.机器人工程导论.第 1 版.哈尔滨工业大学出版社,1988 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径):在机械制造业中,机械手已被广泛应用,从而大大地改善了工人劳动条件,显著的提高劳动生产率加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。本课题主要研究的问题是“近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动式” 。设计包括两大方面,其中之一是自动行走部分,另一部分为手臂的运转。采用同一驱动能源气泵。行走部分可以采用气压马达带动两轮转动。气压泵固定在某处,用一软管将泵与马达相连,马达安装在行走装置中。运动手臂的直线运动用气缸来实现,旋转运动用气压马达来实现。分析手臂的受力,考虑到整个装置的平衡。行走的时候手臂不动,手臂运动的时候,行走部分停止运动。行走部分我采用滚轮式,用轮子在地面上滚动的方式完成行走运动时比较稳定的,应为轮子总是离不开地面的。运动手臂采用三个自由度,分别为上升下降,前后和转动。 毕 业 设 计(论 文)开 题 报 告指导教师意见:1对“文献综述”的评语:该生对机器人的类型及应用领域已比较清楚,说明该生已阅读了一定的相关资料。并对毕业设计任务所要面临的问题有了初步的了解,并已明确了设计任务中所要用到的气动原件,为开展毕业设计奠定了良好的基础。该生的开题报告已达到了学校规定的要求。2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计(论文)结果的预测:该生的设计任务适中,且已明确了目标,故预计能够圆满完成毕业设计任务。指导教师: 吕夏 2005 年 4 月 13 日所在专业审查意见:负责人: 年 月 日 南 京 理 工 大 学毕业设计说明书(论文)作 者 : 唐晓静学 号:0101140104学院 (系 ): 机械工程学院专 业 : 机械设计制造及其自动化题 目 : 近距离自动移动式机械手臂设计-气压驱动式指导者: (姓 名) (专业技术职务)评阅者: (姓 名) (专业技术职务)2005 年 6 月吕夏 副高毕 业 设 计 说 明 书 ( 论 文 ) 中 文 摘 要机械手是能够模仿人手动作,并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓(吸)取、搬运工件或工具或进行操作的自动化装置,它能部分的代替人的手工劳动。较高级型式的机械手,还能模拟人的手臂动作,完成较复杂的作业。在机械制造业中,机械手已被广泛应用,从而大大地改善了工人的劳动条件,显著的提高劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。在我国,工业机械手近年来有较快的发展,投入了大量的人力物力加以研究和应用,并且很好的效果。本课题主要研究的问题是“近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动式”。设计包括两大方面,其中之一是自动行走部分,另一部分为手臂的运转。采用同一驱动能源气泵。行走部分可以采用气压马达带动两轮转动。气压泵固定在某处,用一根软管将泵与马达相连,马达安装在行走装置中。运动手臂的直线运动用气缸来实现,旋转运动用气压马达来实现。行走的时候手臂不动,手臂运动的时候,行走部分停止运动。关键词 机械手 气压驱动 自动移动 气泵 毕 业 设 计 说 明 书 ( 论 文 ) 外 文 摘 要Title THE DESIGN OF MECHANIC ARM MOVING AUTOMATICLY IN CLOSE RANGE-THE DRIVE OF ATMOSPHERIC PRESSURE AbstractManipulator is to be able to imitate manpower movement, and according to set program, locus and requirement substitute manpower to grab (inhale), take things or tool or the automation installation that operated, it can be partial to replace the handwork labor of person. The manipulator of higher level type can still imitate the arm movement of person,completes more complex work. In mechanical manufacturing industry, manipulator has been applied extensively,so improved the labor condition of worker greatly, raising labor productivity notably, quickly realize the step of industrial production mechanization and automation. In our country, industrial manipulator has more rapid development in recent years, have put in plenty of manpower material resources to study and apply,and get very good effect. The problem of this program major research is “the design of manipulator arm moving automatically in close range - the drive of atmospheric pressure ”. Design includes two big aspects, one is pushcart move part,the other is the operation of arm. They both With same drive energy - air pump. Walk part can drive two wheels to turn with the motor of atmospheric pressure. The pump of atmospheric pressure fixed in certain place, use a flexible tube linked the pump and motor, motor installation in walk part. The movement of arm in straight line realizes with cylinder, revolving movement realizes with the motor of atmospheric pressure. Walking arm do not move, when the arm moving, walk part stop sport.Keywords Manipulator The drive of atmospheric pressure Automatic movable Air pump 本 科 毕 业 设 计 说 明 书 ( 论 文 ) 第 页 共 页目 次 1 引言(或绪论) 11.1 机械手及其组成 11.2 机械手的分类 21.3 应用机械手的意义 31.4 机械手的发展概况 32 机械手的设计 52.1 机械手设计的总体方案52.2 机器人的规格参数62.3 气动部件设计的简要分析 73 机械手的计算 173.1 设计手臂结构应注意的问题173.2 小车的设计及计算 234 机械手臂的工作原理 214.1 气动原理图 254.2 电磁铁动作程序表 274.3 机械手的缓冲和定位 28结论 29致谢 30参考文献31附录 A 装配图 28附录 B 零件图 281附件 1:外文资料翻译译文机器人应用的用户指南工业机器人的应用的发展和运用能够通过一个符合逻辑顺序的方法来被很好的探讨。由于机器人内部固有的限制,仔细考虑这些限制对任何一个机器人的成功应用是很重要的。对一般固定位置索引的选择,机器人应用的短周期的方法包括:更长更复杂的周期;有跟踪系统,不同寻常的姿势及位置的机器人和分步操作代替工具操作的流水线操作等的平行操作。维护和编程应该由受过机构内部培训的人员来操作,而不是签订服务合同的制造商。在应用中大多数设备维护人员都要有必需的专门知识并且他们的职责应该包括编程和维护机器人。介绍在生产操作中工业机器人的使用是制造工程的一个比较新的方面。机器人的应用的发展和运用一般跟随着像其它任何制造过程一样的步骤。然而,为了成功应用,机器人的灵活性和局限性的独特结合还需要一些特殊的考虑。通过对机器人十年的实践以及它们在汽车集中制造的各种各样的任务中的使用,一个对机器人应用的系统而有序的方法已经在这里产生和提出了。一些选择“传统的”机器人的方法也已被提出并且它们的潜在优势已被发掘了。维护和编写程序的必要条件也已被考察并且机构内部的性能在这些领域的发展也被讨论了。一个基于实际经验经过慎重考虑的标明了“要做什么”和“不要做什么”的列表来做为机器人应用发展的检查清单。应用发展机器人应用发展的第一步是去熟悉它们的潜在能力并且使设备的限制变为可行的。今天的机器人从简单选择并放置设备到多路线变化,计算机用从几盎司到半吨或者更多吨的处理能力和在操作中在固定的方位上停止,点位控制或是连续轨迹运动控制机器。为了简化这项任务,首先要决定你想让机器人执行什么操作然后集中精神的查看一下有能力执行这些工作的机器。例如,如果你想把胶水、油漆或相似的材料涂到一个物体上(它通常包括一个喷雾器) ,你将2有可能需要一个连续轨迹控制的机器,这个机器能够缩小相当大的搜索范围。从机器人制造商那里可以获得很多详细的信息,这些信息能够作为数据的主要来源。为了使分析更简单,开发一个模型,这样可以直接的对如负载能力、削减的数量、工作面、存贮容量、控制系统、速度、价格,购买权等等这些方面进行比较,这样能够快速的在各种各样的机器人中作出决定。这个模型在转变成具体的实物应用时将成为一个有价值的参考工具。同时也要记录可以得到机器人的其他一些独特的特征以供将来参考。做关于各种各样机器人能力和缺陷等具体问题的笔记并且和制造商一起讨论一下。实际上,你对可用设备越熟悉,确定是否任何机器都有做这项具体任务的能力就越简单,其次可以缩小范围进行充分的选择。用所有的这些知识来武装自己,你就有能力对潜在的应用做一个最初的调查了。某种意义上讲,寻找的这个任务应该符合这些标准:根据负载,工作面和复杂性等方面,操作必须在机器人的能力范围之内;不可以要求用来判断除了简单关系外的操作,并且这些操作必须符合机器人的使用标准。首先这些标准不能超越机器人的能力,必须相当确定的按照工作量和工作范围。这个任务的复杂度将决定存贮容量和/或者所需的控制复杂度,同时还有必须的运动所减少的次数。按照判断需求,除了它编程好的位置,机器人完全依赖于外部信息。一个部分的偏离或缺少就是一个比特的信息,这些信息通常是必要的并且提供这些信息是很容易被做到的。然而,决定这个部位是好是坏可能明显的更困难并且如果这个决定是必要的,你就应该考虑到另外一些任务的机器化。应该有这样一个想法,一个机器人是一个通过编程而移动和在空间不同位置停止的装置,它以一个相当高的精度和重复度来执行这项工作;然而,如果要处理的物体或者工作不是以至少相似的精度连续定位的,那么机器人就不可以了。同样的,如果机器人用工具处理故障,即使它不完成任何事情,机器人仍然会按其原本的轨迹运动。最后的标准正当的应该包括一些因素,例如:经济,健康状况,安全性,工作强度或生产质量,至少在最初的调查阶段,你将需要一些指导或方法来引导你。3你的最初调查将产生一个潜在应用的列表,这个列表将需要更多的详细的调查来补充它。在进行这一步之前,和各种各样的能完成这些工作的机器人的制造商洽谈一下,就你现有的机器人模型的性能决定向那家制造商咨询。要求他们的应用工程师看一下你的清单上所列的工作并且对其中每个做一下评价。在这个过程中,他们也将了解一下你所忽略的潜在问题。极力建议你多找几个生产商看一下你所列的工作,至少要两个,而且如果可能的话越多的意见越好。如果只有大概三分之一的意见是积极的,那么至少要在你有更多经验的时候你才可以通过这项工作。在可视过程中另外一个求助源可能是有相似机器人应用的其他人(如果你知道一些)或者其他机器人的主要用户。通常制造商在这方面能给你一些指导。即使你已经征求了他们的意见,但是谨慎的考虑一下制造商的意见和推荐还是很明智的。记住他们的工作就是卖机器人即使他们不可能故意误导,但有时他们也有些趋于“积极” 。经过初步的对机器人潜在应用的广泛调查,你在细节上完全准备完毕。为了机器人的第一次安装,在你的工作清单上选择最简单的工作。复杂的,不易懂的工作从工程立场上看更有挑战性并且可能甚至在投资上得到更大的回报,但是最好避免试图去征服这些坚硬的机器人直到你已建立了相当程度的能力和合理的自信。一旦首次应用被选定后,选好并了解工作。如果是一个手工操作(或将是)确保你对机器人所要做的每件事都要了解。记住,机器人在做决定的能力上是及其受限制的,确保机器人不要用感官如看或摸,这些都是它所没有的或者它不能够做出有价值的判断。同时,保证你所见的每件事都是机器人必须做的。不要被那些机器人不能处理但人也不能做到的行为和过程所误导。在这一点上,建议你考虑一些别的选择,而不是要机器人做手边上的工作。如果这项工作用专用自动化设备来做更简单更廉价,并且这种自动化设备在短期内不会被淘汰的话,那么机器人就不是最好的选择了。换句话说,不要轻易的使用机器人因为它们还是新颖的独特的。要注意的另外一件事是从某种意义上讲,固定一个机器人的可能优势并不是脚着地的姿势,许多机器人可以是倒立的,在工作位置上悬挂的或者是悬在4墙上的或者是相似的支撑。机器人的一个不同寻常的姿势可能对解决另外的难题提供一个简单的解决方法。但你必须选择一个能操作你已为它设定好的不同姿势的机器人,并且考虑把通常的拿着工具去工作的方式倒过来让机器人带着工作去设计工具。在分析工作中,应尽力预先考虑和这项工作相关联的所有有可能出错的东西,这也是许多明显比较简单的运用失败的地方。例如:如果这个操作是要求将零件转移到传输机上。钩子或篓筐会停在同一个地方吗?当传输机停止钩子会稳定吗或是像钟摆一样摇摆呢?输送进来的零件会经常在同一个地方或是朝着同一个方向吗?如果传输机在机器人准备好之前拿了另一个零件,会有什么事发生呢?如果机器人错过了一个钩子,它将做什么呢,再试一次或是等待下一个钩子?甚至它知道自己错过了吗?假设在下一次操作中来了一个空的钩子,将会是什么结果呢?记住机器人执行工作是有一系列的顺序的并且很多都不能改变它们的工作方式。在查看操作上花点时间,大多数问题将会最终避免掉。在你看得时候站在机器人的角度上思考一下,想像它在执行任务中将经历的动作。下一步要考虑的是为你的机器人做好一个辅助系统。虽然机器人已相当的可靠(长时间的实践平均可达 98%) ,但它们仍然有坏的时候。为了保证在机器人坏的时候不会造成生产的损失,辅助系统是必须被提供的。这个辅助系统能简单的存储若干的零件把它放到后来的操作中或者是一个手工的备份系统。在多机器人安装时,用机器人自己来互相安装将是有可能的,但这将可能不会提供 100%的生产效率。开发一个辅助系统所要考虑的另一点是:当机器人坏了后,将不可能很快回到流水线上,它通常是一个复杂的装置并且即使是一个经验丰富的人员进行故障查找也是相当慢的。现在,你将为你的特殊任务来选择机器人做好准备并且设计应用。确保所选的机器人做这工作时的速度、存贮、编程能力、负载能力上能达到要求。如果可能的话提供一些额外的能力。不要忘记了机器人的负载也包括工具部分并且高速操作也能使设备上的惯性负载明显增加。考虑一下环境,内部安全和防爆性可能被要求或者机器人被保护而不受灰尘、油漆喷涂、金属微粒,过热等的危害。5一旦选好机器人,为安装做一个布局来决定它的位置、可能的干涉、设备所需的变动等,这时也要决定在机器人和其他设备之间需要什么结合面和设备供应的打算像电力、压缩的空气、冷却水等。为了保护那里的工作人员(记住机器人是看不见的)足够的连锁装置和保护装置是必须被提供的并且也要保护机器不受材料处理器和其他的可能伤害。末端执行器作业也必须被提供。这里机器人制造商将能帮助你尤其在设计零件抓紧装置的操作设备上。如果需要线性跟踪,一个合适的反馈装置的安装和交互必须被提供。而且,当机器人坏了的时候,要提供一个辅助系统为了保护生产、备用零件和用来维护的测试设备。假若你已有安装的资格和已经预订了机器人,你应该为安装尽可能的多做些准备工作。服务的落实,场地的准备,连接界面,布局和末端执行器作业都应提前做好。在机器人来之前应该先在制造商的设备上进行维护和编程的训练,但是不要太过提前而且一些最新的训练还是要现场被安排。当机器人来时,安装和内部连接就可以完成了,维护训练能够被执行并且程序也将产生。一般,在安装和启动时,像安装任何新的设备一样你将会遇到一些启动问题,这时机器人制造商将会提供帮助。程序将必须被改善,工具被调整,时间和连锁装置被一致化等等。然而,如果你已经做了工程应用的整个工作,这些启动时的问题将减少。一旦进行生产,要对操作进行一段时间相当严密的监控。保留停机时间的轨迹(做个记录是很好的方法)以便你能够辨认要出现的问题,不只对机器人而且对周围的设备。在某种意义上讲,你应该对预算和实际花费做一下比较,储蓄和性能供将来参考。当然,连续的对操作进行监视将会有改善的方法。6南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)外文资料翻译学院( 系): 机械工程学院 专 业: 机械设计及其自动化 姓 名: 唐晓静 学 号: 0101140104 外文出处: INDUSTRIAL ROBOTS 附 件:1.外文资料翻译译文;2.外文原文。 (用外文写)7指导教师评语:签名: 年 月 日注:请将该封面与附件装订成册。附件 2:外文原文(复印件)南 京 理 工 大 学毕业设计(论文)前期工作材料学 生 姓 名 : 唐晓静 学 号: 0101140104学 院 (系 ): 机械工程学院专 业 : 机械设计制造及其自动化设计 (论 文 )题 目 : 近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动式指 导 教 师 : 吕夏 副高(姓 名) (专业技术职务)材 料 目 录序号 名 称 数量 备 注1 毕业设计(论文)选题、审题表 12 毕业设计(论文)任务书 13 毕业设计(论文)开题报告含文献综述 14 毕业设计(论文)外文资料翻译含原文 15 毕业设计(论文)中期检查表 12005 年 6 月1PLC 控制机械手设计机械手电气控制系统,除了有多工步特点之外,还要求有连续控制和手动控制等操作方式。工作方式的选择可以很方便地在操作面板上表示出来。当旋钮打向回原点时,系统自动地回到左上角位置待命。当旋钮打向自动时,系统自动完成各工步操作,且循环动作。当旋钮打向手动时,每一工步都要按下该工步按钮才能实现。以下是设计该机械手控制程序的步骤和方法。1、机械手传送工件系统示意图,如图 1 所示。图 1 机械手传送示意及操作面板图 南 京 理 工 大 学毕业设计说明书(论文)作 者 : 唐晓静学 号:0101140104学院 (系 ): 机械工程学院专 业 : 机械设计制造及其自动化题 目 : 近距离自动移动式机械手臂设计-气压驱动式指导者: (姓 名) (专业技术职务)评阅者: (姓 名) (专业技术职务)2005 年 6 月吕夏 副高毕 业 设 计 说 明 书 ( 论 文 ) 中 文 摘 要机械手是能够模仿人手动作,并按设定程序、轨迹和要求代替人手抓(吸)取、搬运工件或工具或进行操作的自动化装置,它能部分的代替人的手工劳动。较高级型式的机械手,还能模拟人的手臂动作,完成较复杂的作业。在机械制造业中,机械手已被广泛应用,从而大大地改善了工人的劳动条件,显著的提高劳动生产率,加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。在我国,工业机械手近年来有较快的发展,投入了大量的人力物力加以研究和应用,并且很好的效果。本课题主要研究的问题是“近距离自动移动式机械手臂设计气压驱动式”。设计包括两大方面,其中之一是自动行走部分,另一部分为手臂的运转。采用同一驱动能源气泵。行走部分可以采用气压马达带动两轮转动。气压泵固定在某处,用一根软管将泵与马达相连,马达安装在行走装置中。运动手臂的直线运动用气缸来实现,旋转运动用气压马达来实现。行走的时候手臂不动,手臂运动的时候,行走部分停止运动。关键词 机械手 气压驱动 自动移动 气泵 毕 业 设 计 说 明 书 ( 论 文 ) 外 文 摘 要Title THE DESIGN OF MECHANIC ARM MOVING AUTOMATICLY IN CLOSE RANGE-THE DRIVE OF ATMOSPHERIC PRESSURE AbstractManipulator is to be able to imitate manpower movement, and according to set program, locus and requirement substitute manpower to grab (inhale), take things or tool or the automation installation that operated, it can be partial to replace the handwork labor of person. The manipulator of higher level type can still imitate the arm movement of person,completes more complex work. In mechanical manufacturing industry, manipulator has been applied extensively,so improved the labor condition of worker greatly, raising labor productivity notably, quickly realize the step of industrial production mechanization and automation. In our country, industrial manipulator has more rapid development in recent years, have put in plenty of manpower material resources to study and apply,and get very good effect. The problem of this program major research is “the design of manipulator arm moving automatically in close range - the drive of atmospheric pressure ”. Design includes two big aspects, one is pushcart move part,the other is the operation of arm. They both With same drive energy - air pump. Walk part can drive two wheels to turn with the motor of atmospheric pressure. The pump of atmospheric pressure fixed in certain place, use a flexible tube linked the pump and motor, motor installation in walk part. The movement of arm in straight line realizes with cylinder, revolving movement realizes with the motor of atmospheric pressure. Walking arm do not move, when the arm moving, walk part stop sport.Keywords Manipulator The drive of atmospheric pressure Automatic movable Air pump
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