0013-四自由度氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì)
0013-四自由度氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì),自由度,氣動(dòng),機(jī)械手,設(shè)計(jì)
畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告
題 目 多用途氣動(dòng)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
專 業(yè)
班 級(jí)
學(xué) 號(hào)
姓 名
導(dǎo) 師
論 文 題 目:
一、課題簡(jiǎn)介
摘 要:(約150字)
本文簡(jiǎn)要介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念,機(jī)械手硬件和軟件的組成,即PLC控制的氣動(dòng)機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理,機(jī)械手各個(gè)部件的整體尺寸設(shè)計(jì),氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn),PLC控制的特點(diǎn)。本文對(duì)機(jī)械手進(jìn)行總體方案設(shè)計(jì),確定了機(jī)械手的坐標(biāo)形式和自由度,確定了機(jī)械手的技術(shù)參數(shù)。同時(shí),設(shè)計(jì)了機(jī)械手的夾持式手部結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手腕結(jié)構(gòu),計(jì)算出了手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)力矩和回轉(zhuǎn)氣缸的驅(qū)動(dòng)力矩。設(shè)計(jì)了機(jī)械手的手臂結(jié)構(gòu)。設(shè)計(jì)出了機(jī)械手的氣動(dòng)系統(tǒng),繪制了機(jī)械手氣壓系統(tǒng)工作原理圖,大大提高了繪圖效率和圖紙質(zhì)量。利用可編程序控制器對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制,選取了合適的PLC型號(hào),根據(jù)機(jī)械手的工作流程制定了可編程序控制器的控制方案,畫(huà)出了機(jī)械手的工作時(shí)序圖,并繪制了可編程序控制器的控制程序。
關(guān)鍵詞:(3-5個(gè))
工業(yè)機(jī)器人 機(jī)械手 氣動(dòng) 可編程序控制器(PLC)
二、選題背景及其意義
(課題所屬研究領(lǐng)域、國(guó)內(nèi)外研究概況及發(fā)展趨勢(shì)、課題的理論意義和應(yīng)用價(jià)值等)
國(guó)外機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展近幾年有如下幾個(gè)趨勢(shì):
(1)工業(yè)機(jī)器人性能不斷提高(高速度、高精度、高可靠性、便于操作和維修),而單機(jī)價(jià)格不斷下降,平均單機(jī)價(jià)格從91年的10.3萬(wàn)美元降至97年的65萬(wàn)美元。
(2)機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。例如關(guān)節(jié)模塊中的伺服電機(jī)、減速機(jī)、檢測(cè)系統(tǒng)三位一體化:由關(guān)節(jié)模塊、連桿模塊用重組方式構(gòu)造機(jī)器人整機(jī);國(guó)外已有模塊化裝配機(jī)器人產(chǎn)品問(wèn)市。
(3)工業(yè)機(jī)器人控制系統(tǒng)向基于PC機(jī)的開(kāi)放型控制器方向發(fā)展,便于標(biāo)準(zhǔn)化、網(wǎng)絡(luò)化;器件集成度提高,控制柜日見(jiàn)小巧,且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。
(4)機(jī)器人中的傳感器作用日益重要,除采用傳統(tǒng)的位置、速度、加速度等傳感器外,裝配、焊接機(jī)器人還應(yīng)用了視覺(jué)、力覺(jué)等傳感器,而遙控機(jī)器人則采用視覺(jué)、聲覺(jué)、力覺(jué)、觸覺(jué)等多傳感器的融合技術(shù)來(lái)進(jìn)行環(huán)境建模及決策控制;多傳感器融合配置技術(shù)在產(chǎn)品化系統(tǒng)中已有成熟應(yīng)用。
(5)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)器人中的作用已從仿真、預(yù)演發(fā)展到用于過(guò)程控制,如使遙控機(jī)器人操作者產(chǎn)生置身于遠(yuǎn)端作業(yè)環(huán)境中的感覺(jué)來(lái)操縱機(jī)器人。
(6)當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng),而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制,即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng),使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。美國(guó)發(fā)射到火星上的“索杰納”機(jī)器人就是這種系統(tǒng)成功應(yīng)用的最著名實(shí)例。
進(jìn)入21世紀(jì),隨著我國(guó)人口老齡化的提前到來(lái),近來(lái)在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象,迫切要求我們提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高我國(guó)工業(yè)自動(dòng)化水平勢(shì)在必行,本設(shè)計(jì)的目的就是設(shè)計(jì)一個(gè)氣動(dòng)搬運(yùn)機(jī)械手,應(yīng)用于工業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)線,把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn),減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動(dòng),同時(shí)又可以提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。
三、實(shí)施方案
本課題將要完成的主要任務(wù)如下:
(1)機(jī)械手為通用機(jī)械手,因此相對(duì)于專用機(jī)械手來(lái)說(shuō),它的適用面相對(duì)較廣。
(2)選取機(jī)械手的座標(biāo)型式和自由度。
(3)設(shè)計(jì)出機(jī)械手的各執(zhí)行機(jī)構(gòu),包括:手部、手腕、手臂等部件的設(shè)計(jì)。為了使通用性更強(qiáng),手部設(shè)計(jì)成可更換結(jié)構(gòu),不僅可以應(yīng)用于夾持式手指來(lái)抓取棒料工件,在工業(yè)需要的時(shí)候還可以用氣流負(fù)壓式吸盤(pán)來(lái)吸取板料工件。
(4)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本課題將設(shè)計(jì)出機(jī)械手的氣壓傳動(dòng)系統(tǒng),包括氣動(dòng)元器件的選取,氣動(dòng)回路的設(shè)計(jì),并繪出氣動(dòng)原理圖。
(5)機(jī)械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本機(jī)械手?jǐn)M采用可編程序控制器(PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制,本課題將要選取PLC型號(hào),根據(jù)機(jī)械手的工作流程編制出PLC程序,并畫(huà)出梯形圖。
四、工作特色及其難點(diǎn),擬采取的解決措施
機(jī)械手的工作原理:機(jī)械手主要由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)以及位置檢測(cè)裝置等所組成。在PLC程序控制的條件下,采用氣壓傳動(dòng)方式,來(lái)實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的相應(yīng)部位發(fā)生規(guī)定要求的,有順序,有運(yùn)動(dòng)軌跡,有一定速度和時(shí)間的動(dòng)作。同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。位置檢測(cè)裝置隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng),并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較,然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置.
(一)執(zhí)行機(jī)構(gòu)
包括手部、手腕、手臂和立柱等部件。
(二)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是驅(qū)動(dòng)工業(yè)機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的。它由動(dòng)力裝置、調(diào)節(jié)裝置和輔助裝置組成。此用的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是氣壓傳動(dòng)。
(三)控制系統(tǒng)
控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位(或機(jī)械擋塊定位)系統(tǒng)組成。該機(jī)械手采用的是PLC程序控制系統(tǒng),它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動(dòng),并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動(dòng)作順序、運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及時(shí)間),同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,必要時(shí)可對(duì)機(jī)械手的動(dòng)作進(jìn)行監(jiān)視,當(dāng)動(dòng)作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號(hào)。
(四)位置檢測(cè)裝置
控制機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)位置,并隨時(shí)將執(zhí)行機(jī)構(gòu)的實(shí)際位置反饋給控制系統(tǒng),并與設(shè)定的位置進(jìn)行比較,然后通過(guò)控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整,從而使執(zhí)行機(jī)構(gòu)以一定的精度達(dá)到設(shè)定位置.
五、預(yù)期成果
對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手的基本要求是能快速、準(zhǔn)確地拾-放和搬運(yùn)物件,這就要求它們具有高精度、快速反應(yīng)、一定的承載能力、足夠的工作空間和靈活的自由度及在任意位置都能自動(dòng)定位等特性。設(shè)計(jì)氣動(dòng)機(jī)械手的原則是:充分分析作業(yè)對(duì)象(工件)的作業(yè)技術(shù)要求,擬定最合理的作業(yè)工序和工藝,并滿足系統(tǒng)功能要求和環(huán)境條件;明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性,定位精度要求,抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等,從而進(jìn)一步確定對(duì)機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求;盡量選用定型的標(biāo)準(zhǔn)組件,簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)制造過(guò)程,兼顧通用性和專用性,并能實(shí)現(xiàn)柔性轉(zhuǎn)換和編程控制.本次設(shè)計(jì)的機(jī)械手是通用氣動(dòng)上下料機(jī)械手(如圖2-1所示),是一種適合于成批或中、小批生產(chǎn)的、可以改變動(dòng)作程序的自動(dòng)搬運(yùn)或操作設(shè)備,動(dòng)作強(qiáng)度大和操作單調(diào)頻繁的生產(chǎn)場(chǎng)合。它可用于操作環(huán)境惡劣的場(chǎng)合。
六. 論文工作量及預(yù)期進(jìn)度
1) 2008/ / ~ 2008/ / : 收集資料,確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案,翻譯有關(guān)外
文資料及閱讀技術(shù)文獻(xiàn),撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告
2) 2008/ / ~2008/ / : 開(kāi)題報(bào)告答辯準(zhǔn)備
3) 2008/ / ~2008/ / : 開(kāi)題報(bào)告答辯
4) 2008/ / ~2008/ / :
七、文獻(xiàn)綜述
摘 要
機(jī)械手的應(yīng)用情況,是一個(gè)國(guó)家工業(yè)自動(dòng)化水平的重要標(biāo)志。生產(chǎn)中應(yīng)用機(jī)械手可以提高生產(chǎn)的自動(dòng)化水平,可以減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、保證產(chǎn)品質(zhì)量、實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn);尤其在高溫、高壓、低溫、低壓、粉塵、易爆、有毒氣體和放射性等惡劣的環(huán)境中,它代替人進(jìn)行正常的工作,意義更為重大。因此,在機(jī)械加工、沖壓、鑄、鍛、焊接、熱處理、電鍍、噴漆、裝配以及輕工業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)等方面得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:機(jī)械手 工業(yè)自動(dòng)化水平
一.引 言
機(jī)械工業(yè)是國(guó)民的裝備部,是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)提供裝備和為人民生活提供耐用消費(fèi)品的產(chǎn)業(yè)。不論是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),還是新興產(chǎn)業(yè),都離不開(kāi)各種各樣的機(jī)械裝備,機(jī)械工業(yè)所提供裝備的性能、質(zhì)量和成本,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門(mén)技術(shù)進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)效益有很大的和直接的影響。機(jī)械工業(yè)的規(guī)模和技術(shù)水平是衡量國(guó)家經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。因此,世界各國(guó)都把發(fā)展機(jī)械工業(yè)作為發(fā)展本國(guó)經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。
工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來(lái)的一種高科技自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。工業(yè)機(jī)械手的是工業(yè)機(jī)器人的一個(gè)重要分支。它的特點(diǎn)是可通過(guò)編程來(lái)完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù),在構(gòu)造和性能上兼有人和機(jī)器各自的優(yōu)點(diǎn),尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景。
機(jī)械手是在機(jī)械化,自動(dòng)化生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)展起來(lái)的一種新型裝置。在現(xiàn)代生產(chǎn)過(guò)程中,機(jī)械手被廣泛的運(yùn)用于自動(dòng)生產(chǎn)線中,機(jī)械人的研制和生產(chǎn)已成為高技術(shù)鄰域內(nèi),迅速發(fā)殿起來(lái)的一門(mén)新興的技術(shù),它更加促進(jìn)了機(jī)械手的發(fā)展,使得機(jī)械手能更好地實(shí)現(xiàn)與機(jī)械化和自動(dòng)化的有機(jī)結(jié)合。機(jī)械手雖然目前還不如人手那樣靈活,但它具有能不斷重復(fù)工作和勞動(dòng),不知疲勞,不怕危險(xiǎn),抓舉重物的力量比人手力大的特點(diǎn),因此,機(jī)械手已受到許多部門(mén)的重視,并越來(lái)越廣泛地得到了應(yīng)用。
二.機(jī)械手概述
隨著工業(yè)自動(dòng)化的發(fā)展, 出現(xiàn)了數(shù)控加工中心,它在減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí), 大大提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率。但數(shù)控加工中常見(jiàn)的上下料工序, 通常仍采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動(dòng)化裝置。前者費(fèi)時(shí)費(fèi)工、效率低; 后者因設(shè)計(jì)復(fù)雜, 需較多繼電器,接線繁雜, 易受車(chē)體振動(dòng)干擾,而存在可靠性差、故障多、維修困難等問(wèn)題??删幊绦蚩刂破鱌LC控制的上下料機(jī)械手控制系統(tǒng)動(dòng)作簡(jiǎn)便、線路設(shè)計(jì)合理、具有較強(qiáng)的抗干擾能力, 保證了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性,降低了維修率, 提高了工作效率
機(jī)械手技術(shù)涉及到力學(xué)、機(jī)械學(xué)、電氣液壓技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)、傳感器技術(shù)計(jì)算機(jī)技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域,是一門(mén)跨學(xué)科綜合技術(shù)。
機(jī)械手是一種能自動(dòng)化定位控制并可重新編程序以變動(dòng)的多功能機(jī)器,它有多個(gè)自由度,可用來(lái)搬運(yùn)物體以完成在各個(gè)不同環(huán)境中工作。
機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開(kāi)始比較簡(jiǎn)單,專用性較強(qiáng),僅為某臺(tái)機(jī)床的上下料裝置,是附屬于該機(jī)床的專用機(jī)械手。隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展,制成了能夠獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作,適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”,簡(jiǎn)稱通用機(jī)械手。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序,適應(yīng)性較強(qiáng),所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。
氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來(lái)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。其主要特點(diǎn)是:介質(zhì)李源極為方便,輸出力小,氣動(dòng)動(dòng)作迅速,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。但是,由于空氣具有可壓縮的特性,工作速度的穩(wěn)定性較差,沖擊大,而且氣源壓力較低,抓重一般在30公斤以下,在同樣抓重條件下它比液壓機(jī)械手的結(jié)構(gòu)大,所以適用于高速、輕載、高溫和粉塵大的環(huán)境中進(jìn)行工作。
氣動(dòng)技術(shù)有以下優(yōu)點(diǎn):
(1)介質(zhì)提取和處理方便。氣壓傳動(dòng)工作壓力較低,工作介質(zhì)提取容易,而后排入大氣,處理方便,一般不需設(shè)置回收管道和容器:介質(zhì)清潔,管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問(wèn)題.
(2)阻力損失和泄漏較小,在壓縮空氣的輸送過(guò)程中,阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一),空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。外泄漏不會(huì)像液壓傳動(dòng)那樣,造成壓力明顯降低和嚴(yán)重污染。
(3)動(dòng)作迅速,反應(yīng)靈敏。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要0.02s-0.3s即可建立起所需的壓力和速度。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),便于自動(dòng)控制。
(4)能源可儲(chǔ)存。壓縮空氣可存貯在儲(chǔ)氣罐中,因此,發(fā)生突然斷電等情況時(shí),機(jī)器及其工藝流程不致突然中斷。
(5)工作環(huán)境適應(yīng)性好。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動(dòng)等惡劣環(huán)境中,氣壓傳動(dòng)與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越,而且不會(huì)因溫度變化影響傳動(dòng)及控制性能。
(6)成本低廉。由于氣動(dòng)系統(tǒng)工作壓力較低,因此降低了氣動(dòng)元、輔件的材質(zhì)和加工精度要求,制造容易,成本較低。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為:由于氣體具有可壓縮性,因此,在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高精度定位比較困難(尤其在高速情況下,似乎更難想象)。此外氣源工作壓力較低,抓舉力較小。雖然氣動(dòng)技術(shù)作為機(jī)器人中的驅(qū)動(dòng)功能已有部分被工業(yè)界所接受,而且對(duì)于不太復(fù)雜的機(jī)械手,用氣動(dòng)元件組成的控制系統(tǒng)己被接受,但由于氣動(dòng)機(jī)器人這一體系己經(jīng)取得的一系列重要進(jìn)展過(guò)去介紹得不夠,因此在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域里,對(duì)氣動(dòng)機(jī)械手、氣動(dòng)機(jī)器人的實(shí)用性和前景存在不少疑慮。
三.機(jī)械手控制系統(tǒng)的選擇
從滿足機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)的安全性、擴(kuò)展性、和可靠性、穩(wěn)定性方面考慮,目前常見(jiàn)的機(jī)械自動(dòng)控制系統(tǒng),主要有單片機(jī)控制、PLC控制、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)集中控制以及繼電器控制等類型。
隨著集成芯片技術(shù)的不斷提高,特別是高檔8位、16位單片機(jī)的普及,單片機(jī)軋管系統(tǒng)由單片計(jì)算機(jī)及其外圍芯片構(gòu)成機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)。其特點(diǎn)是單片機(jī)本身小巧、功耗低,實(shí)時(shí)控制功能強(qiáng),但是其軟、硬件的開(kāi)發(fā)必須借助于開(kāi)發(fā)工具,系統(tǒng)調(diào)試?yán)щy,不具有自開(kāi)發(fā)能力。
工業(yè)控制計(jì)算機(jī)機(jī)械手分揀系統(tǒng)有較強(qiáng)的軟、硬件支持。利用通用計(jì)算機(jī)的軟、硬件資源來(lái)支持機(jī)械手自動(dòng)控制系統(tǒng)系統(tǒng)進(jìn)行工作,具有自開(kāi)發(fā)能力,有較強(qiáng)的可視能力和數(shù)據(jù)處理能力,更適合于計(jì)算機(jī)集中控制系統(tǒng)應(yīng)用。
繼電器控制裝置是采用硬邏輯的方式,一個(gè)繼電器線圈的通斷將會(huì)同時(shí)影響該繼電器的所有常開(kāi)常閉觸點(diǎn)動(dòng)作,同觸點(diǎn)在控制線路的位置無(wú)關(guān)。雖然繼電器控制不需要很強(qiáng)的軟、硬件支持。價(jià)格相對(duì)便宜,但是性能不穩(wěn)定精度不高,不具備自動(dòng)控制功能。
PLC是一種新型的具有極高可靠性的通用工業(yè)自動(dòng)化控制裝置。它以微處理器為核心,有機(jī)地將微型計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)及通信技術(shù)融為一體。其特點(diǎn)如下:
(一) 高可靠性
1. 所有的I/O接口電路均采用光電隔離,使工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的外電路與PLC內(nèi)部電路之間電氣上隔離,防止外部高壓的竄入。
2. 各輸入端均采用R-C濾波器,其濾波時(shí)間常數(shù)一般為10~20ms,有效的抑制了高頻抗干擾信號(hào)。
3. 在PLC電路中設(shè)置了“看門(mén)狗”電路,能把因干擾而飛走的程序拉回來(lái)。
4. 采用性能優(yōu)良的開(kāi)關(guān)電源。
5. 對(duì)采用的器件進(jìn)行嚴(yán)格的篩選。
6. 良好的自診斷功能,一旦電源或其他軟,硬件發(fā)生異常情況,CPU立即采用有效措施,以防止故障擴(kuò)大。
7. 大型PLC還可以采用由雙CPU構(gòu)成冗余系統(tǒng)或有三CPU構(gòu)成表決系統(tǒng),使可靠性更進(jìn)一步提高。
(二)豐富的I/O接口模塊
PLC針對(duì)不同的工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)信號(hào),如:
· 交流或直流;
· 開(kāi)關(guān)量或模擬量;
· 電壓或電流;
· 脈沖或電位;
· 強(qiáng)電或弱電等。
有相應(yīng)的I/O模塊與工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的器件或設(shè)備,如:
· 按鈕
· 行程開(kāi)關(guān)
· 接近開(kāi)關(guān)
· 傳感器及變送器
· 電磁線圈
· 控制閥
直接連接。另外為了提高操作性能,它還有多種人-機(jī)對(duì)話的接口模塊; 為了組成工業(yè)局部網(wǎng)絡(luò),它還有多種通訊聯(lián)網(wǎng)的接口模塊,等等。
(三) 采用模塊化結(jié)構(gòu)
為了適應(yīng)各種工業(yè)控制需要,除了單元式的小型PLC以外,絕大多數(shù)PLC均采用模塊化結(jié)構(gòu)。PLC的各個(gè)部件,包括CPU,電源,I/O等均采用模塊化設(shè)計(jì),由機(jī)架及電纜將各模塊連接起來(lái),系統(tǒng)的規(guī)模和功能可根據(jù)用戶的需要自行組合。
(四) 編程簡(jiǎn)單易學(xué)
PLC的編程大多采用類似于繼電器控制線路的梯形圖形式,對(duì)使用者來(lái)說(shuō),不需要具備計(jì)算機(jī)的專門(mén)知識(shí),因此很容易被一般工程技術(shù)人員所理解和掌握。
(五) 安裝簡(jiǎn)單,維修方便
PLC不需要專門(mén)的機(jī)房,可以在各種工業(yè)環(huán)境下直接運(yùn)行。使用時(shí)只需將現(xiàn)場(chǎng)的各種設(shè)備與PLC相應(yīng)的I/O端相連接,即可投入運(yùn)行。各種模塊上均有運(yùn)行和故障指示裝置,便于用戶了解運(yùn)行情況和查找故障。
由于采用模塊化結(jié)構(gòu),因此一旦某模塊發(fā)生故障,用戶可以通過(guò)更換模塊的方法,使系統(tǒng)迅速恢復(fù)運(yùn)行。
使用方便。PLC的結(jié)構(gòu)不僅具有先進(jìn)的通訊和輸入、輸出能力,而且其模塊化的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、靈活的配置能力,使用戶可以靈活組成各種規(guī)模和不同要求的控制系統(tǒng)。
四.結(jié)束語(yǔ)
工業(yè)機(jī)器人由操作機(jī)(機(jī)械本體)、控制器、伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和檢測(cè)傳感裝置構(gòu)成,是一種仿人操作,自動(dòng)控制、可重復(fù)編程、能在三維空間完成各種作業(yè)的機(jī)電一體化自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量,提高生產(chǎn)效率,改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。
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指導(dǎo)教師意見(jiàn)
導(dǎo)師簽名:
年 月 日
開(kāi)題報(bào)告答辯評(píng)議表
評(píng)議小組意見(jiàn)
1、論文選題:□有理論意義;□有工程背景;□有實(shí)用價(jià)值 □意義不大。
2、論文的難度:□偏高;□適當(dāng);□偏低。
3、論文的工作量:□偏大;□適當(dāng);□偏小。
4、設(shè)計(jì)或研究方案的可行性:□好;□較好;□一般;□不可行。
5、學(xué)生對(duì)文獻(xiàn)資料及課題的了解程度:□好;□較好;□一般;□較差。
6、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的綜合能力和表達(dá)能力:
□好;□較好;□一般;□較差。
7、學(xué)生在論文選題報(bào)告中反映出的創(chuàng)新能力:
□好;□較好; 一般;□較差。
8、對(duì)論文選題報(bào)告的總體評(píng)價(jià):□好;□較好;□一般;□較差
(在相應(yīng)的方塊內(nèi)作記號(hào)“√”)
院、系、所確定評(píng)議小組名單
(3-5人)
組長(zhǎng): 、
組員: 、 、 、
單位蓋章 主管領(lǐng)導(dǎo)簽名: 年 月 日
評(píng)議
結(jié)論
評(píng)議小組組長(zhǎng)簽名:
評(píng)議小組組員簽名:
年 月 日
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自由度
氣動(dòng)
機(jī)械手
設(shè)計(jì)
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0013-四自由度氣動(dòng)機(jī)械手設(shè)計(jì),自由度,氣動(dòng),機(jī)械手,設(shè)計(jì)
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