注塑地板自动上下料装置的控制设计
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注塑地板自动上下料装置的控制设计介绍了一种注塑地板机自动上下料的控制装置。按照此装置的要求，提出了用PLC和变频器相结合的控制方案。阐述了控制系统的硬件和软件的设计，并进行了PLC编程和变频器的参数设置。整个装置从设计到投入生产表明：对这一非线性，速度要求变化的动作繁琐的控制系统，实行PLC和变频相结合控制是很实用且有效的。
在地板的注塑生产线中，为了提高生产效率，降低工人的劳动强度，要求将生产线中的人工手动上下料更换成自动上下料的全自动生产线。该自动上下料的控制装置就是基于以上条件设计的，根据实际生产线的要求，该装置包括上料，运输，下料三个工序。
上下料装置结构和工作流程
该地板注塑生产线的上下料装置的主要组成部分为：电机及减速装置，同步输送带，双向气缸，真空发生器，吸盘。在双向气缸的两端都安装磁性感应开关，用于判断气缸运动是否到位。吸盘用于抓取地板，吸盘内腔的负压（真空）是靠真空发生器产生的。
电气控制系统设计
由于注塑模具设计成梯形口，将毛坯地板放入注塑模具时，放置地板的定位误差可为±2mm,一块地板的注塑时间为50分钟,因此上下料装置完成一系列动作的时间要小于50分钟，因此地板在运输途中，除了快速运行外，在接近模具时，为了更准确地将地板放入模具中需减速直至停止。对于要求变速的装置多采用双速电动机驱动，但其调速范围窄，变速时有级差，运行稳定性不好，且运行效率低。变频器能对三相异步电动机实现平滑的无极调速，改善运输的平稳性和提高生产效率。由于此装置中有一系列的吸放提降电机正转反转快速和慢速动作，动作繁琐，为了提高整个生产线的自动化，上下料的控制还需与注塑机互相通讯，因此采用PLC和变频器相结合来控制此上下料装置。
2.1.PLC选型和I/O接口配置
PLC为控制系统的核心部分，来自各到位的光电开关、气缸的磁感应开关、手动时各按钮信号、注塑机结束信号通过输入接口进入PLC内部，PLC进行逻辑编程处理，经过输出单元分别向变频器发出正反向的变速和停止信号控制输送带的正反向和快慢速、气缸的上下运动、吸盘的吸气和放气和注塑机开始信号。
PLC的选型：根据控制要求分析，PLC的输入信号有：注塑结束信号1个，变频器故障1个，自动/手动切换1个，手动按钮信号5个，到位信号8个，共16个开关量输入信号；输出信号有：电磁阀的控制信号3
个，电机的正反转2个，快慢速2个，注塑机启动1个，共8个开关量输出信号，选用可控制功能强，可靠性高，输入点多的三菱可编程控制器：FX1N-40MR，24点直流输入，16点继电器输出，并向外提供24V直流电源，完全能满足控制要求。PLC与注塑机的通讯输入输出通过中间继电器来实现隔离，继电器KA1用来接收注塑结束上下料装置启动信号，KA6用来输出上料结束注塑机启动的信号。
2.2PLC程序
由于此装置的动作流程中有一系列的操作需要一环接着一环反复执行，因此程序结构选择步进式控制的指令，使得程序更加结构化，编程和调试更加快速简单。
2.3安全保护装置
在传输带的两边分别安装了一个带有机械触点的行程开关，触点直接接在PLC控制电机正反转的输出端，以免光电开关失灵，快速有效地保护电机超行程，预防由于超行程造成电机堵转引起电流增大，损害变频器。
基于PLC和变频器控制原理，将PLC和变频器相结合起来对注塑地板自动上下料装置实施控制，能提升传输装置自动化水平，降低操作人员的劳动强度、提高生产效率、可靠性高、维修方便。
— 内容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器 ， — ] \
目录 第一章绪论 (1) 国内外自动门发展现状 (1) 本课题研究的内容 (1) 本课题研究的目的和意义 (2) 第二章自动门控制系统总体方案设计 (3) 自动门的功能需求分析 (3) 系统设计的基本步骤 (4) 自动门技术参数的确定 (4) 自动门的机械传动机构设计 (4) 第三章自动门硬件系统的设计 (5) 控制系统结构设计 (5) 可编程控制器(PLC)的选型 (6) 驱动装置的选型 (8) 变频器的选型 (9) 感应开关的选型 (11) 后记 (12) 参考文献 (13)
自动门控制系统的设计 第一章绪论 国内外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国内，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门内外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国内外建筑市场上得到大范围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。 本课题研究的内容 本设计将在以下几个方面对自动门的控制系统进行研究和论证。
摘 要 对工业机械手各部分机械结构和功能的论述和分析，设计了一种圆柱坐标形式机械 手。重点针对机械手的立柱、手臂、手爪等各部分机械结构以及机械手控制系统进行了 详细的设计。具体进行了机械手的总体设计，立柱结构的设计，机械手手臂结构的设计， 末端执行器（手爪）的结构设计，机械手的机械传动机构的设计，机械手驱动系统的设 计。同时对液压系统和控制系统进行了理论分析和计算。基于PLC对机械手的控制系统 进行了深入细致的设计，通过对机械手作业的工艺过程和控制要求的分析，设计了控制 系统的硬件电路，同时编制了机械手的控制程序，达到了设计的预期目标。 关键词：机械手,可编程控制器PLC,液压伺服定位,电液系统
Abstract Integratting the knowledge of the past four years of Machine, discuss and analysis the each part and function of manipulator? design a kind of cylinderical coordinate manipulator used to pack and unload work piece for CNC machine tools. In particular, made the detailed design about base, arm, and end effector and the control system etc. including Total design, waist’s construction design, the arm’s construction design, the wrist’s construction design, the end effector’s construction design, and the drive system of manipulator. At the same time, analysis and compute the hydraulic pressure system and control system. Deeply design the manipulator’s control system, which based on PLC. After analysis about the craft process and the requests of the manipulator, the hardware circuit and the control program of the manipulator then is designed. In a word, the design of the manipulator has come to the anticipant object. Keyways: Manipulator, Programmable Logic Controller, Hydraulic servo control, Electrohydraulic system
学号2014215945 《电气控制与PLC》 课程设计 （2014级本科） 学院：物理与机电工程学院 专业：电气工程及其自动化 作者姓名：张林 指导教师：盛海龙职称：工程师 完成日期：2017 年 6 月25 日
课程设计任务书
目录 第1章分析评估及控制任务 (5) 1.1课题的分析评估 (5) 1.2课题的控制任务 (5) 1.2.1课题内容： (5) 1.2.2控制要求： (6) 第2章PLC的选型 (7) 2.1 PLC容量的选择 (7) 2.2 PLC及外设型号的选择 (7) 第3章功能器件的基本工作原理 (10) 3.1 自动感应门机的基本工作原理 (10) 3.2 自动门的分类 (10) 3.3 限位开关的工作原理 (11) 3.4 光电开关介绍 (11) 第4章I/O地址分配 (13) 第5章电气原理图 (14) 5.1 方案说明 (14) 5.2 程序流程图 (15) 5.3 继电器接触控制图 (16) 5.4 plc控制输出输入接线 (17) 第6章系统程序设计 (18) 6.1 梯形图 (18) 6.2 语句表 (19) 6.3 过程分析 (20) 第7章总结 (21) 参考文献 (22)
第1章分析评估及控制任务 1.1课题的分析评估 随着PLC功能的不断提高和完善，PLC几乎可以完成工业领域的所有任务。但PLC还是有它最适合的应用场合，所以在接到一个控制任务后，要分析被控对象的控制过程和要求，看看用什么控制装备（PLC，单片机，DCS或IPC）来完成该任务最合适，比如仪器及仪表装置，家电的控制器就要用单片机来做；大型的过程控制系统大部分要用DCS来完成。而PLC最合适的控制对象是：工业环境较差，而对安全性，可靠性要求较高，系统工艺复杂，输入/输出以开关量为主的工业制动控制系统或装置。其实，现在的可编程控制器不仅处理开关亮，而且对模拟量的处理能力也很强。所以在很多情况下，也可以取代工业控制计算机（IPC）作为主控制器，来完成复杂的工业控制任务。 控制对象及控制装置（选定为PLC）确定后，还要进一步确定PLC的控制范围。一般来说，能够反映生产过程的运行情况，能用传感器进行直接测量的参数，控制逻辑复杂的部分都由PLC完成。另外，如紧急情况停车的环节，对主要控制对象还要加上手动控制功能，这就需要在设计电气系统原理图与编程时统一考虑。 1.2课题的控制任务 1.2.1课题内容： 1．自动门控制装置的硬件组成： 自动门控制装置由门内光电探测开关K1，门外光电探测开关K2，开门到位限位开关K3，关门到位限位开关K4，开门执行机构KM1（使直流电动机正转），关门执行机构KM2（使直流电动机反转）等部件组成。
设计说明书 《可编程控制器》课程设计 设计题目：自动门控制装置 学院：机电工程学院 学号： 102261008001 专业（方向）年级：电气工程及其自动化 学生姓名：何智杰 福建农林大学机电工程学院电气工程系 2013年 6 月 17日
设计说明书 目录 1引言 (3) 2系统总体方案设计 (4) 2.1 系统硬件配置及组成原理 (4) 2.2 系统变量定义及分配表 (4) 2.3 系统接线图设计 (5) 3控制系统程序设计 (6) 4控制系统的上位机设计 (8) 4.1 人机界面选择 (8) 4.2 人机界面设计 (9) 5系统调试及结果分析 (11) 5.1 PLC程序调试及解决的问题 (11) 5.2 PLC与上位机联调 (11) 5.3 结果分析 (11) 结束语： (12) 参考文献 (13)
1引言 在人来人往的商业化城市以及自动化经营的现代化都市中，实现自动化的开关门动作控制系统，在经济进一步提高的今天，具有至关重要的作用。设计出一个可以感应的门控制装置是我设计的主要目的，以符合设计任务书为前提，精简流程、简化硬件、可持续应用为基础，以期设计出实用、简洁的自动门控制装置。自动门控制系统，在现当代社会是一个应用非常广泛的设备，自动门已经广泛应用于酒店、银行、超市、停车场或公共建筑等入口，其主要核心部分——自动门控制系统正是我们这论文的主要研究讨论的课题。自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修等缺点已逐渐被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器（以下简称PLC）,PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程，PLC具有可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，适用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展，因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等特点，因此，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动门行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。由于用PLC控制自动门具有故障频率低、可靠性高、维修方便等优点，而Siemens s7—200系列PLC性价比高，在各个行业中的运用非常普遍，本研究重点讨论使用s7—200系列PLC来实现自动门控制系统的设计与应用。
套类零件自动上下料机构设计 设计者：
摘要 针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。 关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件
Abstract This paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNC lathe.Its function is processing the crawls, automatic positioning and clamping of the workpiece.The automatic baiting agencies mainly consist of the automatic fixture, the manipulator for picking up the workpiece and billets and the drive and control system.Among them,the automatic positioning and clamping of the sets parts is achieved by the axis fetal heart rate rising to the workpiece centering hole.When clamping the workpiece,flexible tube folder can center and clamp the cylindrical hole through the expansion and inflation;blank grasping of the workpiece and the intervals are achieved by the manipulator arm by stretching and rotating.In the issue,it is necessary for the movements of the manipulator arm and the automatical fixture Zhang to require the coordination.Taking into account that the actual workpiece size,the quality and the various features of the driven approach to the system,we decide to adopt the aerodynamic control,using compressed air to achieve the movements of the clamping fixture and manipulator. Keywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts
自动门及其控制系统简介 摘要：门是伴随着人们的文明而诞生的，随着科学的发展，门的种类越来越多，技术也越来越复杂。自动门从理论上理解应该是门的使用观念的延伸，是人们根据需要对门的功能的提升和完善。所以对自动门的认识应该从人对门功能的要求开始。作为建筑物一部分的门，从最基本的意义上讲，要同时满足隔离外部环境和不妨碍人的通行这两种要求。因此门体本身应牢固、密封。 自动门是随着人们对生活条件的不断追求、科技的不断发展应运而生的高科技产品，因此，它具备了普通门所没有的优势：雅观漂亮，而且使用管理起来更加的安全、方便、舒适，通电后可以实现无人看管，同时又可节约空调能源、防风、防尘、降低噪音，既方便又提高了建筑的档次。因此自动门被广泛的应用于大型商场、银行、大酒店、机场、办公大厦等各种大型的公共场所。 本文通过结合PLC控制系统的简介及各种普遍应用的自动门的特点，对由PLC 作为控制系统的自动门的概况、主要分类、组成、原理、软硬件控制系统、PLC 程序的编写等都进行了一定的介绍。 关键词：自动门；PLC；控制；编程 Abstract: The door is accompanied by the birth of human civilization, with the development of science, the types of doors more and more, technology is more complex. Automatic doors from the theoretical understanding of the concept should be an extension of the use of the door, door people as needed to enhance and improve the function. Therefore, the understanding of the automatic door to door should be functional requirements from the beginning people. As part of the building door, from the most basic sense, isolated from the external environment to meet people and do not hinder the passage of these two requirements. Thus door itself should be firmly sealed. Automatic door is the living conditions as people continue to pursue the development of science and technology came into being in the high-tech products, so it does not have the advantages of ordinary doors: decency beautiful, but it is more secure use and management, convenience, Comfort, power can be achieved after the unattended while at the same energy saving air conditioning, wind, dust, noise reduction, convenient and improve the grade of the building. Therefore, automatic doors are widely used in large shopping malls, banks, large hotels, airports, office buildings and other large public places. In this paper, combined with PLC control system and a variety of widely used
编号：SM-ZD-30903 通用上下料气动机械手结 构设计 Organize enterprise safety management planning, guidance, inspection and decision-making, ensure the safety status, and unify the overall plan objectives 编制：____________________ 审核：____________________ 时间：____________________ 本文档下载后可任意修改
通用上下料气动机械手结构设计 简介：该安全管理资料适用于安全管理工作中组织实施企业安全管理规划、指导、检查和决策等事项，保证生产中的人、物、环境因素处于最佳安全状态，从而使整体计划目标统一，行动协调，过程有条不紊。文档可直接下载或修改，使用时请详细阅读内容。 气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，应用特点广泛。论文介绍了气动机械手的原理，对机械手的主要部件和设计要求做了相关的阐述，另外对机械手回转臂的结构帮了优化措施。 气动机械手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。气动机械手具有结构简单、重量轻、动作迅速、可靠、节能、不污染环境、可实现无级调速、易实现过载保护等优点，特别适用于汽车制造业、食品和药品包装行业、化工行业、精密仪器制造业和军事工业等。 在现代工业技术应用的气动机械手能够实现4个自由度的运动，其各自的自由度的驱动全部由气动肌肉来实现。最前端的气爪抓取物品，通过气动肌肉的驱动实现各自关节的转动，使物品在空间上运动，根据合理的控制，最终实现机
自动门控制装置 [摘要]：该自动门控制装置是利用热释电人体红外传感器检测信息，再用可编程序控制器（PLC）控制电动机的正反转。从而达到控制门的开、关。又介绍了三相异步电动机广泛应用，它具有结构简单、价格低廉、运行可靠和效率较高等特点。 [关键词] 热释电人体红外传感器 PLC控制程序电动机 一：引言 自动门控制装置采用热电释人体红外线传感器、PLC控制程序、电动机及相关设备构成的装置，它广泛用于生活中[1]。 可编程序控制器（PLC, Programmable Logic Controller）是采用微电脑技术制造的自动控制设备。他以顺序控制为主，回路调节为辅，能完成逻辑判断、定时、记忆和算术运算等功能。PLC大多采用多CPU结构，不断向高性能、高速度和大容量方向发展[2]。主要用的电动机是三相异步电动机，它现今得到了广泛的应用，具有结构简单、价格低廉、运行可靠和效率较高等特点[3]。 随着PLC技术的发展，其功能越来越多，集成度越来越高，网络功能越来越强，PLC与上位PC机联网形成的PLC及其网络技术广泛地应用到工业自动化控制之中，PLC集三电与一体，具有良好的控制精度和高可靠性，使得PLC成为现代工业自动化的支柱[4]。PLC的生产厂家和型号、种类繁多，不同型号自成体系有不同的程序语言和使用方法，本文拟就用日本立石公司生产的OMRON C20p型PLC，设计几个PLC在三相异步电机控制中的应用，与传统的继电器控制相比，具有控制速度快、可靠性高、灵活性强等优点，可作为高校学生学习PLC的控制技术的参考，也可作
为工业电机的自动控制电路。 PLC最主要的编程语言是梯形图。常用的图形符号是梯形图符号，类似于电器原理图的符号，较易为电器工作人员所接受，此外还有逻辑符号、流程图符号等。有的PLC也可使用高级语言，如BASTC，C语言等，其实只要有相应的编译软件，什么语言都可以使用。PLC并不是一个一成不变的产品，它是采用计算机的设计思想而开发生产出来，经过几十年的发展，各个生产厂商在竞争的同时不断的完善、优化，使其更贴近自动化的发展，更适应自动化的现场要求[5]。 本控制装置中用到的是红外传感器，红外技术是在最近几十年中发展起来的一门新技术。它已在科技、国防和工农业生产等领域获得了广泛的应用。红外线是一种不可见光，物理本质是热辐射。一个只热物体向外辐射的能量大部分是通过红外线辐射出来的。物体温度越高，辐射出来的红外线越多，辐射能量就越强[6]。 红外传感器一般由光学系统、探测器、信号调理电路等组成[7]。主要用到的红外探测器是光子探测器。它利用入射红外辐射的光子流与探测器材料中电子的相互作用，改变电子的能量状态，引起各种电学现象。称为光子效应[8]。光子探测器的主要特点是灵敏度高，响应速度快，具有较高的响应频率[9]。 各种类型的电机制造厂遍布全国各地，生产面貌迅速改观。对电机的新理论、新结构、新材料、新工艺、新运行方式和测试方法所进行的大量实验研究工作获得了可靠的成果[10]。 三相异步电动机又称为三相感应电动机，它在工农业生产中应用非常广泛。例如，中小型轧钢设备、矿山机械、机床和农副产品加工机械等大部分均采用三相异步电动机来拖动[11]。根据统计，在电网的总动力负载中，异步电机约占85%，随着电气化、自动化技术的发展，它在工农业生产和人民生活中的重要性也日益显
机床上下料机械手设计_说明书(65页) 机床上下料机械手设计说明书第1章绪论1.1 选题背景机械手是在自动化生产过程中使用的一种具有抓取和移动工件功能的自动化装置，它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型装置。近年来，随着电子技术特别是电子计算机的广泛应用，机器人的研制和生产已成为高技术领域内迅速发展起来的一门新兴技术，它更加促进了机械手的发展，使得机械手能更好地实现与机械化和自动化的有机结合。机械手能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提高劳动生产力。机械手越来越广泛的得到了应用，在机械行业中它可用于零部件组装，加工工件的搬运、装卸，特别是在自动化数控机床、组合机床上使用更普遍。目前，机械手已发展成为柔性制造系统FMS和柔性制造单元FMC中一个重要组成部分。把机床设备和机械手共同构成一个柔性加工系统或柔性制造单元，它适应于中、小批量生产，可以节省庞大的工件输送装置，结构紧凑，而且适应性很强。当工件变更时，柔性生产系统很容易改变，有利于企业不断更新适销对路的品种，提高产品质量，更好地适应市场竞争的需要。而目前我国的工业机器人技术及其工程应用的水平和国外比还有一定的距离，应用规模和产业化水平低，机械手的研究和开发直接影响到我国自动化生产水平的提高，从经济上、技术上考虑都是十分必要的。因此，进行机械手的研究设计是非常有意义的。 1.2 设计目的本设计通过对机械设计制造及其自动化专业大学本科四年的所学知识进行整合，完成一个特定功能、特殊要求的数控机床上下料机械手的设计，能够比较好地体现机械设计制造及其自
动化专业毕业生的理论研究水平，实践动手能力以及专业精神和态度，具有较强的针对性和明确的实施目标，能够实现理论和实践的有机结合。目前，在国内很多工厂的生产线上数控机床装卸工件仍由人工完成，劳动强度大、生产效率低。为了提高生产加工的工作效率,降低成本,并使生产线发展成为柔性制造系统,适应现代自动化大生产,针对具体生产工艺,利用机器人技术，设计用一台装卸机械手代替人工工作，以提高劳动生产率。本机械手主要与数控车床（数控铣床，加工中心等）组合最终形成生产线，实现加工过程（上料、加工、下料）的自动化、无人化。目前，我国的制造业正在迅速发展，越来越多的资金流向制造业，越来越多的厂商加入到制造业。本设计能够应用到加工工厂车间，满足数控机床以及加工中心的加工过程安装、卸载加工工件的要求，从而减轻工人劳动强度，节约加工辅助时间，提高生产效率和生产力。 1.3 国内外研究现状和趋势目前，在国内外各种机器人和机械手的研究成为科研的热点，其研究的现状和大体趋势如下： A．机械结构向模块化、可重构化发展。例如关节模块中的伺服电机、减速机、检测系统三位一体化；由关节模块、连杆模块用重组方式构造机器人整机。B．工业机器人控制系统向基于PC机的开放型控制器方向发展，便于标准化、网络化；器件集成度提高，控制柜日见小巧，且采用模块化结构；大大提高了系统的可靠性、易操作性和可维修性。 C．机器人中的传感器作用日益重要，除采用传统的位置、速度、加速度等传感器外，装配、焊接机器人还应用了视觉、力觉等传感器，而遥控机器人则采用视觉、声觉、力觉、触觉等多传感器的融合技术来进行决策控制；多传感器融合配置技术成为智能化机器人的关键技术。 D．关节式、侧喷式、顶喷式、龙门式喷涂机器人产品标准化、通用化、模块化、系列化设计；柔性仿形喷涂机器人开发，柔性仿形复合机构开发，仿形伺服轴轨迹规
目录 1. 绪论 0 1.1 自动上下料机构概述 0 1.2 自动上下料的组成分类及特点 0 1.3 自动上下料机构设计的意义 (2) 2.总体方案设计 (4) 2.1 机械手的基本形式的选择 (4) 2.2 自动上下料机构方案的拟定 (5) 2.3 CK6150型数控车床的主要参数 (7) 2.4 驱动方式的确定 (8) 2.5 机械手的技术参数列表 (11) 3.机械手机械结构设计 (12) 3.1 手部的设计 (12) 3.1.1手部的概述 (12) 3.1.2 机械手部的典型结构 (13) 3.1.3 机械式手爪设计 (14) 3.1.4 手部驱动力计算 (14) 3.2.1 臂部设计的基本要求 (18) 3.2.2 手臂的常用机构 (19) 3.3 机身设计 (24) 3.3.1 概述 (24)
3.3.2 俯仰与回转机身的设计 (24) 4.机械手的运动分析 (32) 4.1机械手的运动规划 (32) 4.2 机械手的主要部件和运动 (32) 4.2.1 机械手的手爪的运动 (33) 4.2.2 机械手的臂部的运动 (33) 4.3 机械手的整体运动分析 (34) 5.气动控制系统设计 (36) 5.1 气压传动系统原理图的拟定 (36) 5.1.2气压传动系统原理图的拟定 (36) 5.2 机械手的PLC控制设计（本设计中选用S7—200PLC） (38) 5.2.1 机械手自动上下料过程 (38) 5.2.2 机械手的PLC控制设计 (38) 图5.3 梯形图 (41) 结论与展望 (42) 参考文献 (43) 指导教师简介 (44)
1. 绪论 1.1 自动上下料机构概述 在自动化加工，装配生产线中,能自动完成将工件向加工或装配机械供给并上下料的装置，称为自动上下料装置。自动上下料装置就是为实现将毛坯自动选入加工位置，准确的定位，夹紧以及取下加工完的零件所必须的许多功能机构的总和。 统计表明，在工件的加工装配过程中，工件的供给，上料，下料及搬运等工序所需费用约占全部费用的三分之一，所费工时约占全部工时的三分之二以上，而且绝大多数的事故都发生在这些工序中。在当今工业发达国家，自动上下料装置在各类制造业中比比皆是，生产过程的自动化不仅仅大大提高了生产率，把人们从繁重的劳动中解脱出来，而且对提高产品质量，降低成本，促进产业结构的合理化起到了积极的作用。随着电子技术的发展，现在自动化上下料装置已越来越多的采用传感器等电子设备，这样不仅能提高精度，而且能减小设备大小，降低成本。 1.2 自动上下料的组成分类及特点 (1) 自动上下料装置的类型 卷料（或带料）自动上下料装置、棒料（管料）自动上下料装置多用于冲压设备、自动机、单件坯料自动上下料装置用于各种机床，可分为料仓式半自动上下料装置、料斗式自动上下料装置。料仓式半自动上下料装置用于尺寸和重量较大或形状较复杂而难于自动定向排列的工件，或单件工序时间较长的工件，如连杆、曲轴、齿轮等，工件靠人工定向成批排列在料仓中，然后自动送出。 料斗式自动上下料装置用于形状简单、尺寸和重量较小、工序较短的工件，如各种紧固标准件、小型轴、销、套、环类零件，工件任意堆放在装料容器中，由抓取定向机构实现自动定向排列和自动送出。 （2）自动上下料装置的组成 自动上下料装置的组成如下表所示
《机电控制与可编程控制器技术》课程设计报告 题目:基于PLC的自动门控制系统设计 学生姓名: 学号: 电大分校: 学生所在单位: 指导教师: 二○一四年十一月
目录 一、引言 (2) 二、PLC的概述 (3) 三、自动门电气控制系统 (3) 3.1电气控制系统主电路图 (3) 3.2工作方式 (4) 四、设计要求 (4) 五、PLC控制系统硬件选择 (5) 5.1自动门控制系统I/O地址分配图 (6) 5.2 PLC外围接图 (7) 六、PLC控制系统软件的设计 (8) 6.1梯形图的设计 (8) 七、程序调试 (10) 7.1联机模拟调试 (10) 7.1.1调试的现象 (10) 八、总结 (11) 参考文献 (11)
摘要：以自动感应门为研究对象，设计PLC外部硬件电路和软件程序，使控制系统更加智能化、人性化。综合了自动门的简洁、简单的要求，在本课题中主要研究自动平移门，本课题设计的自动平移门具有自动开门功能和分时间段控制功能以及配备安全防夹人光线、后备电源等辅助装置来满足商场等人流众多的场所的高效率、高安全性的要求。 关键词：PLC；自动门；梯形图；控制系统； 一、引言 进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经很成熟,并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现在人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防尘、防风，同时可以使出入口显得很庄重高档，因此自动门在人们的生活中的运用越来越广泛,自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等。使用中自动门的控制方法较多，但在实际中相当多的自动门系统一般采用继电器逻辑控制，这种控制方式故障率高、可靠性低、维修不方便等缺点。而在自动门控制系统的研究设计中，稳定、安全可靠及人性化是首先考虑的
自动门控制系统PLC设计 专业 班级 姓名 学号 指导老师
目录 引言 (2) 一、自动门控制系统总体方案设计 (3) 1.1自动门的功能要求分析 (3) 1.2系统设计的基本步骤 (3) 二、控制系统结构设计 (4) 三、功能器件的工作原理 (4) 3.1自动感应门机的基本工作原理 (4) 3.2行程开关(限位开关)的工作原理 (5) 3.3光电开关介绍 (5) 四、自动门控制软件设计 (6) 4.1自动门控制软件设计 (6) 4.2 plc自动门控制软件设计 (7) 4.3程序流程图 (8) 4.4梯形图 (9) 4.5I/O分配表 (10) 4.6指令表 (10) 4.7过程分析 (11) 结束语 (12)
引言 在经济飞速发展的中国，高楼耸立的大都市里的大厦、宾馆、酒店、银行、商场、写字楼，自动门以经是随处可见。自动门的工作方式是通过自动门内外两侧的感应开关来感应人的出入，当人走进自动门时，感应开关感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。将人通过之后，再将门关闭。由于自动门在通电后可以实现无人管理，不但能给我们带来人员进出方便、节约空调能源、防尘、防风、降低噪音等好处，更令我们的大门增添了不少高贵典雅的气息。 自动门在国外早以得到普遍应用，在我国也以优异的性能逐步得到大家的认同，中国已经迎来了自动门发展的黄金时期。 自动门的性能优劣主要取决于它的控制装置，早期的自动门控制系统采用继电器逻辑控制，造成安装繁琐、体积大、不稳定、不易维修的缺点已逐步被淘汰。目前自动门及其自动化行业最稳定的控制装置是可编程控制器（简称PLC），PLC是一种专门为工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。它采用可编程控制器的储存器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序运算、计时、计数、算数运算等操作的指令，并能通过数字式或逻辑式和开关量的逻辑控制的输入和输出，控制个种类型的机械或生产过程。PLC可靠性高，抗干扰能力强，功能完善，实用性强，系统的设计、建造工作量小，维护方便，容易改造，体积小，重量轻，能耗低等优点。目前，可编程控制器在机械制造、石油化工、冶金钢铁、汽车、轻工业等领域的应用都得到了长足的发展。因此运用PLC控制自动门具有较高的可靠性，维修方便等特点，因此，进行自动门的PLC控制系统设计，可以推动自动门行业的发展，扩大PLC在自动化行业乃至整个自动化行业的应用，具有一定的经济和理论研究价值。 一、自动门控制系统总体方案设计
套类零件自动上下料机构设计
哈尔滨工业大学成人高等教育本科生毕业设计（论文） 套类零件自动上下料机构设计 设计者：李富友
摘要 针对数控车床设计的一种套类零件自动上下料机构，实现了坯料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。该机构主要由自动安装夹具，坯料、工件拾取机械手，动力及控制系统组成。零件的自动定位、夹紧由弹簧涨胎心轴实现，涨胎心轴是以工件的内孔表面定位，由气缸驱动弹性筒夹向外扩涨，实现工件的定位和夹紧的。坯料、工件的拾取、回放是由单臂形式的机械手通过伸缩、旋转以及俯仰等运动实现的，这些运动均由气缸驱动获得。本设计中，为实现工件的自动上下料，单臂机械手的运动与涨胎心轴的张合需进行紧密配合。考虑到所夹持工件的实际尺寸、质量等因素，本机构采用气动、电气控制实现了坯料和工件的拾取、安装、回放过程的自动完成。 关键词：自动上下料；气动机械手；气动夹具；套类零件
Abstract This paper is aimed at designing a sleeve parts automatic baiting agencies for a CNC lathe.Its function is processing the crawls, automatic positioning and clamping of the workpiece.The automatic baiting agencies mainly consist of the automatic fixture, the manipulator for picking up the workpiece and billets and the drive and control system.Among them,the automatic positioning and clamping of the sets parts is achieved by the axis fetal heart rate rising to the workpiece centering hole.When clamping the workpiece,flexible tube folder can center and clamp the cylindrical hole through the expansion and inflation;blank grasping of the workpiece and the intervals are achieved by the manipulator arm by stretching and rotating.In the issue,it is necessary for the movements of the manipulator arm and the automatical fixture Zhang to require the coordination.Taking into account that the actual workpiece size,the quality and the various features of the driven approach to the system,we decide to adopt the aerodynamic control,using compressed air to achieve the movements of the clamping fixture and manipulator. Keywords:Automatic baiting;Pneumatic manipulator;Pneumatic fixture;sleeve parts
目录 摘要 (Ⅰ) ABSTRACT (Ⅱ) 第一章绪论 (1) 1.1课题背景及目的 (1) 1.2本课题研究的意义 (1) 1.3自动上下料机构的组成分类及特点 (2) 第二章总体设计方案 (3) 2.1机械手设计要求 (3) 2.2动作要求分析 (4) 2.3机械手的基本形式 (4) 2.4机械手材料的选择 (5) 2.5自动上下料机构布局拟定 (5) 2.6驱动方式的选择 (7) 2.7 CK6140型数控车床的主要参数 (8) 第三章机械手结构设计 (9) 3.1手部的设计 (9) 3.1.1手部的概述 (9) 3.1.2机械手部的典型结构 (9) 3.1.3手爪设计原则 (12) 3.1.4机械式手爪设计 (12) 3.1.5手部驱动力计算 (13) 3.2臂部的设计 (16) 3.2.1手臂的常用机构 (17) 3.2.2手臂设计原则 (17) 3.2.3臂部驱动力计算 (18) 3.3机身的设计 (21) 3.3.1机身的整体设计 (21) 3.3.2机身回转机构的设计计算 (24)
3.3.3机身升降液压缸的设计计算 (26) 第四章机械手的运动分析 (33) 4.1液压缸的设计选择 (33) 4.2 机械手的手爪的运动 (34) 4.3 机械手的臂部的运动 (34) 4.4 机械手的整体运动分析 (34) 总结 (36) 致谢 (37) 参考文献 (38)
摘要 本课题主要进行生产线轴套类零件自动上下料机构设计，该设计属于机械手的一部分，生产线轴套类零件自动上下料机构是在机械化、自动化生产过程中发展的一种新型装置，实现了胚料的抓取、自动定位、夹紧以及工件的回放。机械手能代替人类重复完成枯燥危险的工作，提高劳动生产力，减轻人的劳动强度。该机构涵盖了位置控制技术、可编程序控制技术、检测技术等。本课题设计的液压机械手可在空间抓放物体，动作灵活多样。根据工件的变化及生产技术的要求随时更改相关参数，可代替人工在高温危险区进行作业。 关键词：机械手轴套类零件自动上下料机构提升旋转
容摘要 随着电子技术的发展，可编程控制器（以下简称PLC）不断更新、发展，PLC控制是自动控制中最常见控制方式之一，自动门就是自动控制应用的一典型例子，由于可编程控制器具有很好的处理自动门的开关控制及良好的稳定性，而且可以很简单的改变控制的方式，因此，自动门的生产商家很多都运用PLC来做门的控制器。目前自动门在日常生活中运用越来越广泛。 索引关键词：PLC 变频器驱动装置感应器
目录第一章绪论1 1.1 国外自动门发展现状1 1.2 本课题研究的容2 1.3 本课题研究的目的和意义2 第二章自动门控制系统总体方案设计3 2.1 自动门的功能需求分析3 2.2 系统设计的基本步骤4 2.3 自动门技术参数的确定4 2.4 自动门的机械传动机构设计4 第三章自动门硬件系统的设计5 3.1 控制系统结构设计5 3.2 可编程控制器(PLC)的选型6 3.3 驱动装置的选型9 3.4 变频器的选型9 3.5 感应开关的选型12 后记12 参考文献12
自动门控制系统的设计 第一章绪论 1.1 国外自动门发展现状 在国外，进入90年代以来，自动化技术发展很快，技术已经相对成熟，并取得了惊人的成就，自动化技术是自动门的重要部分。在现代人们生活中自动门可以节约空调能源、降低噪音、防风、防尘，同时可以使出入口显得庄重高档，因此应用非常广泛。 随着我国经济的飞速发展，自动门在人们的生活中的运用越来越广泛，自动门适合于宾馆、酒店、银行、写字楼、医院、商店等，使用自动门。但在国，自动门的自主研发尚处于初级阶段。在自动门控制系统的设计中，稳定、节能、环保、安全及人性化是需要首先考虑的因素。 由于门体的重量及体积不同会对自动门驱动和传动系统提出不同的要求，所以各种自动门又可以分为重型自动门和轻型自动门。 客流量的差异会对自动门的使用产生很大影响，因此，自动门还可以分为一般自动门和可频繁使用的自动门。 自动门根据使用的场合及功能的不同可分为自动平移门、自动平开门、自动旋转门、自动圆弧门、自动折叠门等，其中平开门用的场合较少，旋转门由于昂贵而且非常庞大，一般只用于有需要的高档宾馆，自动平移门使用得最广泛，大家一般所说的自动门、感应门就是指自动平移门，目前市场上流行的平移型自动门一般是两开，这种门的特点是简单易控，维护方便。 自动平移门最常见的形式是自动门外两侧加感应器，当人走近自动门时，感应器感应到人的存在，给控制器一个开门信号，控制器通过驱动装置将门打开。当人通过门之后，再将门关闭。由于自动平移门在通电后可以实现无人管理，既方便又提高了建筑的档次，于是迅速在国外建筑市场上得到大围的普及。 自动门的控制方法很多，从控制器的不同来分，有传统的继电器控制，即通过按钮和复杂的接线安装来控制；智能控制器控制，即通过运用现代自动化设备来控制，它具有稳定性高，安全等优点，因此被很多生产厂商所运用。由于继电器逻辑控制的自动门系统因存在许多缺陷而逐步被智能控制器控制控制的自动门所淘汰。 在智能控制器的选择上，自动门的主控器有微电脑控制器控制和可编程控制（PLC）控制，微电脑控制主要有体积小、安装方便等特点，目前有许多厂家采用此种方式生产自动门，PLC控制的特点是稳定型高、维护方便，目前许多大型的商场的自动门都是由这种方式来控制。