机械手控制系统设计毕业设计指导书(实物)

毕业设计!

课题四：机械手控制系统设计毕业设计指导书

一、 设计目的

1、通过毕业设计培养学生综合运用所学的基础理论、基础知识、基本技能进行分析和解决实际问题的能力。

2、使学生接受PLC系统开发的综合训练，达到能够进行PLC系统设计和实施的目的。

3、掌握机电一体产品或工业生产流水线控制系统工作原理和设计思路。

二、 课题介绍

1、设计目标:

本课题设计的四自由度气动机械手，课应用于工件在生产输送线上的搬运转移、自动分拣、自动装箱等设备上。机械手可在X轴和Z轴上运行，行程分别为500MM和175MM。运动速度可人工调节。在Z轴上装有V型气夹，用于夹持工件。气夹可180度转动，由气压转角缸完成该动作。X轴和Z轴也是由气缸驱动。整个系统由PLC控制，通过控制各个电磁阀的顺序动作，实现气缸的各种动作，达到系统的运动要求。机械手的各运动部件应可进行手动控制，也可以进行自动运行。部件行程由磁性开关的安装位置决定。

2．设计内容：

1）根据设计目标，选择合适的气缸、PLC和电气部件。

2）根据所选的气缸，设计机械手的安装支架和底座，画出CAD图纸。

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3）设计气路的连接图纸。

3）设计控制系统的电路图，利用CAD软件画出图纸。

4）根据机械手动作要求，编写PLC程序。

5）机械手部件装配和接线。

6）机电联调，达到设计目标。

2、控制要求

1）机械手工作过程:每次循环动作均从原位开始。开始运行后，如果机械手不在初始位置上，控制气缸动作（横轴向手抓方向移动，竖轴向上移动）。归位后首先竖轴气缸工作，缸杆下伸；到位后，气爪夹紧；延时过后，竖轴上升，同时横轴向另一方向移动；当横轴、竖轴到位后，气爪旋转，然后竖轴下降，电磁阀动作，气爪张开；延时后竖轴上升复位，然后开始下一周期动作。

机械手动作顺序图

2）控制功能

1．在传输带A端部，安装了光电开关或微动开关，用以检测物品的到来。当它们检测到物品时为ON状态。

2.机械手在原位时，按下起动按钮，系统起动，传送带A运转。当光电开关检测到物品后，传送带A停。

3．传输带A停止后，机械手进行一次循环动作，把物品从传送带A上搬到传送带B(连续运转）上。

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4.机械手返回原位后，自动再起动传送带A运转，进行下一个循环。

5．按下停止按钮后，应等到整个循环完成后，才能使机械手返回原位，停止工作。

6.机械手的上升／下降和左移／右移的执行结构分别采用二位三通和二位五通电磁阀驱动气缸实现。

7.抓紧／放松由单线圈二位电磁阀驱动V型气夹完成，线圈通电时执行抓紧动作，线圈断电时执行放松动作。

8.机械手的上升、下降、左移、右移动作均由磁性开关控制。

机械手示意图

三、设计步骤与安排(10年１1月20日～11年1月10日)

（一） 收集资料及方案确定

时间：10年11月20日～10年１1月30日

分好组选定设计课题后，查找与课题相关资料：如PLC、传感器、电子电路、电气控制原理、气动控制等各方面的专业知识。了解相关部件的价格，下载相关应用软件：如AUTOCAD、编程软件、仿真软件、PROTELL99SE等。

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（二） 设计阶段内容及时间安排

时间：10年12月1日～11年1月10日

第一阶段：确定整体方案，时间：12月1日～12月15日

1. 分析工艺流程、明确控制要求、确定电气控制方案。

2. 确定输入输出设备（如输入设备的种类及数量）及信号特点、选择机型。

3. 分配输入输出点地址、设计电气线路（包括电气原理图、电气设备平面布置图及其他图纸）,设计安装支架图纸，设计气路图纸。

4. 设计控制程序是整个控制系统设计的核心。根据控制要求用编程软件编程。

（以上内容作为绘图与设计说明书的原始资料，注意保存!）

第二阶段：模拟调试和装配，时间：12月16日～12月31日

各部分图纸图及程序经指导老师审核后，执行以下步骤：

5. 各部件的采购，加工。

6. 对各部件进行机械和电气的连接。

7. 进行模拟仿真调试。完成调试后检验结果是否正确。

第三阶段：联机调试，时间：1月1日～1月5日

在进行模拟调试后，确认其他电气接线正确无误，进行现场联机调试，完成调试直至满足设计要求。

（三）编写说明书

时间：1月5日～1月10日

按规定格式编制设计说明书和设计报告书。要求上交设计说明书

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和设计报告书。

说明书统一用16开白纸书写或A4纸打印，并编写页号，加封面装订成册。

设计说明书内容包括：

1、封面；

2、目录；

3、设计任务；

1）绪论

①设计的目的和意义；

②设计项目发展情况；

③设计原理。

2）各电器设备的控制方式及控制要求

①系统的作用和特性；

②传感技术和传动系统。

3）电器元件、设备的选择

①PLC机型的选择；

②电源模块；

4）气缸安装支架的设计

5）控制流程

6）控制系统的软、硬件设计

①控制系统的硬件设计

②控制系统的软件设计

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6）设计小结

7）参考资料

4、应完成的技术资料；

1) 程序清单及注释；

2) 毕业设计说明书(5000字左右);

3）电气原理图；

4）机械部件图。

（四）、审定及答辩

教师审核时间：5月７日～5月30日