注塑机机械手控制电路设计

目录注塑机简介 (2)1.课程设计要求 (3)1.1 任务描述 (3)1.2 控制任务和要求 (3)1.3 设计任务 (3)2.总体方案 (3)2.1 控制对象描述 (3)2.2 控制方案 (4)3.硬件设计 (5)3.1 PLC元件选择 (5)3.2 PLC外部接线 (6)3.3 I/O分配表 (7)4.软件设计 (8)4.1系统顺序功能图 (8)4.2梯形图设计 (9)4.3系统调试 (14)设计总述 (14)设计体会 (14)参考目录 (15)课题: 注塑机电气控制系统设计注塑机概况简介：启动按钮SB与安全限位开关SQ1闭模终止限位开关SQ2射台前进终止限位开关SQ3延时t 秒延时t 秒加料限位开关SQ4射台后退限位开关SQ5开模终止限位开关SQ6顶针前进终止限位开关SQ7顶针后退终止限位开关SQ8射台前进射台后退顶针后退顶针前进复 位开 模预 塑保 压注 射闭 模原 点YV1YV2YV3YV4YV5YV6YV7YV8.......................图1 注塑机工作流程图12图1 注塑机工作流程图注塑机用于热塑性塑料的面型加工，注塑机籍助8个电磁阀YV1～YV8完成闭模、射台前进、注射、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退、复位等工序，其中注射和保压工序需要延时一定的时间。

图1是注塑机工作流程，YV3动作；在射台向前工序，YV8动作，在其余工序，电磁阀的动作顺序以此类，其中，t1=1s,t2=2s。

1.课程设计要求1.1任务描述注塑机用于热塑料加工，是典型的顺序动作装置，它借助8个电磁阀YV1～YV8完成闭模、射台前进、注射、保压、预塑、射台后退、开模、顶针前进、顶针后退和复位等操作工序，其中注射和保压工序需要一定时间延迟。

1.2控制任务和要求①按照注塑机工艺流程图完成顺序控制。

②注塑机工作时有通电指示。

③在进行开模工序、闭模工序时有工序状态指示。

♍在原点时有位置指示灯。

一 电压符号说明： 两相交流电 AC220V =>以R 相. T 相 表示。

三相交流电 AC220V =>以R 相. S 相. T 相 表示。

直流电 DC24V =>以P （正极）. N （负极）表示。

直流电 DC24V =>以V+（正极）. 0V （负极）表示。

直流电 DC12V =>以P （正极）. N （负极）表示。

直流电 DC12V =>以V+（正极）. 0V （负极）表示。

※※※※※※※要以三相电表测量确认※※※※※※二 电机用图代号画法： 继电器电磁阀A 接点（常开接点）B 接点（常闭接点C 接点（公共接点）即一组A 接点与一组B 接点的共接点三 造裕机械手信号接线定义：开模安全 12此接点为一“常开接点A(接点)”, 即机械手下降至模内时, 此接点为断路射出机不能开模.关模安全 34此接点为一“常开接点A(接点)”, 即机械手下降至模内时, 此接点为断路射出机不能关模.突模延迟 67此接点为一“常开接点A(接点)”, 即自动时机械手顶针延时时间到, 此接点为短路射出机才能顶出.关模启动 8 9此接点为一“常开接点A(接点)” 且为一瞬间接点, 即自动时机械手下降取物上升后, 此接点为短路直到开模完信号断路, 此接点即断路.开模完成信号11此接点为射出机已开模完成停止信号, 机械手可下降的信号, 需是一组电源输入至机械手, 此信号可为DC12V ,DC24V ,AC220V , 只需更换机械手机身继电器板 RY1 继电器.安全门信号 13此接点为射出机安全门已关上信号, 需是一组电源输入至机械手, 此信号可为DC12V ,DC24V ,AC220V , 只需更换机械手机身继电器板 RY0 继电器.电源 AC220V 14号 15号 电线四机械手信号接线方法：1 开模完成信号：⑴旧型继电器回路射出机。

如开模完成信号开关，没有单独输出则采用下列接法需加一个继电器。

机械手控制系统设计摘要在工业生产和其他领域内，由于工作的需要，人们经常受到高温、腐蚀及有毒气体等因素的危害，增加了工人的劳动强度，甚至于危及生命。

自从机械手问世以来，相应的各种难题迎刃而解。

本次设计根据课题的控制要求,确定了搬运机械手的控制方案,设计控制系统的电气原理图，对控制系统进行硬件和软件选型,完成PLC（可编程控制器）用户程序的设计。

设计中使用了德国西门子公司生产的S7-200系列的CPU 226。

该系列PLC具有功能强大，编程方便，故障率低，性价比高等多种优点。

机械手的开关量信号直接输入PLC，使用CPU 226来完成全部的控制功能，包括：手动/自动控制切换，循环次数设定，状态指示，手动完全操控等功能。

机械手完成下降、伸出、加紧工件、上升、右旋、再下降、放松工件、缩回、放松、左旋十个动作。

通过模拟调试，有序的控制物料从生产流水线上安全搬离，提高搬运工作的准确性、安全性，实现一套完整的柔性生产线，使制造过程变的更有效率。

通过本次毕业设计，对PLC控制系统的设计建立基本的思想：能提出自己的应用心得；可巩固、深化前续所学的大部分基础理论和专业知识，进一步培养和训练分析问题和解决问题的能力，进一步提高自己的设计、绘图、查阅手册、应用软件以及实际操作的能力，从而最终得到相关岗位和岗位群中关键能力和基本能力的训练。

关键词：机械手；PLC（可编程控制器）；CPU；梯形图IIThe Design of Manipulator Control SystemABSTRACTIn industrial manufacturing and other fields, due to the demand of work, many workers are compelled to expose in harmful circumstance like high temperature, corrosion, toxic gases harm and so on, that increased labor intensity, even imperial their lives. However, since the manipulator came out, many knotty problems are smoothly solved.The design requirements under the control of the subject to determine the handling robot control program, designed control system electrical schematic diagram, the control system hardware and software selection, complete the design of the user program in the PLC (programmable controller). Design used in the German company Siemens S7-200 series CPU 226. The series PLC with powerful, easy programming and low failure rate, and cost advantages. Robot switch signal input to the PLC, the CPU 226 to complete all the control functions, including: manual / automatic control switch, set the number of cycles, status indicator, manual complete control and other functions. the production line on the safe move out, so that the manufacturing process becomes more efficient.The graduation project, the design of PLC control system to establish the basic idea: to make their own application experience; can strengthen and deepen the most of the former continued the basic theory and professional knowledge, further training and training to analyze and solve problems the ability to further improve their design, drafting, inspection manuals, application software, as well as the actual ability to operate, and ultimately related jobs and job base in key skills and basic skills training.Key Words: Manipulator;PLC;CPU;Ladder-diagram目录第1章绪论 (1)1.1 机械手的背景与现实意义 (1)1.2 国内外机械手研究概况 (1)1.3 机械手控制存在的问题及最新发展 (3)1.3.1 利用单片机实现对机械手的控制 (3)1.3.2 利用传统继电器实现对机械手的控制 (3)1.3.3 PLC实现对机械手的控制 (3)1.4 本文主要工作 (5)第2章机械手控制系统工艺流程与总体方案设计 (6)2.1 机械手控制系统的流程设计 (6)2.2 机械手的工艺过程 (6)2.3 机械手总体控制方案的设计思路 (7)第3章机械手硬件系统设计 (9)3.1电气原理设计 (9)3.1.1 机械手电源电路设计 (9)3.1.2 机械手控制电路 (9)3.1.3工作状态指示灯电路 (11)3.1.4 LED段码指示电路 (11)3.2 PLC的选型及参数 (12)3.3电器元器件的选型 (13)3.3.1 接触器 (13)3.3.2 行程开关 (14)3.3.3 熔断器 (14)3.3.4 低压断路器 (14)3.3.5 控制按钮 (14)3.3.6 直流减速电机 (14)第4章机械手软件系统设计 (15)IV4.1设计任务和控制要求 (15)4.2高级指令说明 (15)4.2.1 定时器指令 (15)4.2.2 顺控继电器(SCR)指令 (17)4.2.3 传送指令 (17)4.2.4 计数器指令 (18)4.2.5 标准转换指令 (20)4.2.6 段码指令 (20)4.3 PLC的I/O接口功能设计与分配 (20)4.3.1 PCL的I/O接口功能设计 (20)4.3.2 I/O接线图 (23)4.4设计系统工作流程 (24)第5章机械手控制系统调试 (25)5.1 西门子S7-200系列PLC编程软件 (25)5.2 程序说明 (26)5.3 故障及其解决方案 (31)第6章总结 (33)参考文献 (34)谢辞 (35)附录程序清单 (36)1 绪论1.1机械手的背景与现实意义机械手是工业自动化领域中经常遇到的一种控制对象。

设计任务书设计目的：1、学习PLC电气控制系统的开发过程和系统设计思路；2、锻炼实际应用程序开发能力；3、提高电气制图、流程图绘制及办公文档编辑能力。

设计要求：1、基本要求：●设置机械手复位按钮●设置单步/连续切换开关2、提高要求编制四个驱动电机的保护程序。

要求自动检测电机是否处于堵转状态。

若电机处于堵转状态，应立即停止系统工作，并点亮故障报警灯；故障排除后，按下复位按钮，故障报警灯熄灭；连续运行模式下，统计传输工件的个数，存储于PLC的V型数据区，以备组态监控使用，也可用状态表监视其状态变化。

3、使用AutoCAD软件绘制系统电气原理图；4、使用MicroSoft Office Visio软件绘制软件流程图；5、绘制输入输出表(I/O表)；目录1设计思路或方案选择 (4)1.1本系统的控制方案 (4)1.2 控制要求 (4)1.3系统各大功能 (5)1.3.1驱动系统 (5)1.3.2控制系统 (5)1.3.3执行机构 (5)1.4系统结构框图 (6)1.5PLC的定义 (6)1.6 PLC的特点 (7)2 硬件电路设计 (8)2.1电气原理图 (8)2.1.1输出驱动单元 (8)2.1.2输入检测单元 (9)2.1.3输入输出接口电路介绍 (9)2.1.4输入接口电路板 (9)2.1.5输出接口 (10)2.2 I/O分配表 (11)2.2.1为PLC的输入输出编址 (11)3软件设计 (12)3.1主流程图 (12)3.2复位子程序流程图 (13)3.3单步流程图 (15)3.4连续流程图 (16)4程序调试 (17)4.1 调试设备 (17)4.2遇到的问题与解决方法 (18)5 心得体会 (19)附录1参考文献 (20)附录2 程序清单 (21)摘要为工业机械手研制一个技术性能优良的控制系统，对于提高工业机械手的整体技术性能来说具有十分重要的意义。

本论文正是针对这一课题，选择了可编程控制器(PLC)作为工业机械手的控制系统，这对提升工业机械手的整体技术性能起到了良好的作用。

注塑机机械手伺服控制系统设计注塑机机械手伺服控制系统是一种用于控制注塑机机械手运动的系统。

在注塑过程中，机械手需要准确地抓取注塑成型的零件，并将其放置到指定的位置。

为了实现这个目标，机械手伺服控制系统需要具有高精度、高速度和高可靠性的特点。

本文将围绕注塑机机械手伺服控制系统的设计进行详细介绍，包括系统结构、关键技术和性能要求等方面的内容。

一、系统结构1.注塑机：负责将熔化的塑料注入模具中，并形成成型零件。

2.机械手：负责抓取注塑成型的零件，并将其放置到指定的位置。

3.伺服控制器：负责对机械手的运动进行控制，包括位置控制、速度控制和力控制等。

4.人机界面：负责与操作人员进行交互，例如设置抓取位置和放置位置等。

二、关键技术1.位置控制：在注塑成型过程中，机械手需要准确地抓取零件并将其放置到指定的位置。

为了实现高精度的位置控制，可以采用光电编码器或激光测距传感器等装置对机械手位置进行测量，并将测量值反馈给伺服控制器进行闭环控制。

2.速度控制：机械手在抓取和放置零件时需要保证较高的速度和灵活性。

为了实现高速度的控制，可以采用快速响应的伺服电机和精确的位置测量装置，并结合先进的控制算法进行速度控制。

3.力控制：在抓取零件的过程中，机械手需要根据零件的重量和形状进行力的调整，以保证抓取的安全性和稳定性。

为了实现力控制，可以采用力传感器或压力传感器等装置对机械手的力进行测量，并将测量值反馈给伺服控制器进行力的调整。

三、性能要求1.高精度：机械手的定位精度应达到亚毫米级别，以保证抓取和放置的准确性。

2.高速度：机械手的运动速度应达到一定的级别，以保证高效的生产效率。

3.高可靠性：伺服控制系统需要具有高可靠性和稳定性，能够长时间稳定运行，以保证生产连续性和生产质量。

4.易操作性：人机界面应具有友好的操作界面和简单易懂的操作流程，方便操作人员进行操作和调整。

总结：注塑机机械手伺服控制系统设计需要考虑系统结构、关键技术和性能要求等方面的内容。

机械手电路设计范文1.电源和供电模块：机械手需要稳定的电源供给，因此需要设计一个能够提供足够电流和稳定电压输出的电源模块。

可以使用开关电源或者线性稳压器来实现稳定的电源输出。

在选择电源模块时需要考虑机械手的需求功率和电流，以及输入电压范围。

2.控制电路：控制电路是机械手电路设计中最重要的部分之一、控制电路负责接收来自控制器的指令，并将指令转化为机械手的运动和动作。

在控制电路中通常会使用微控制器或者专用的控制芯片，通过编程或者配置来实现相应的控制功能。

控制电路还需要设计适当的接口，与其他部分进行连接，如电机驱动电路、传感器等。

3.电机驱动电路：电机驱动电路负责控制机械手电机的转动。

根据机械手的不同结构和要求，可能需要设计不同类型的电机驱动电路。

例如，对于直流电机，可以使用H桥电路实现正反转和速度控制功能；对于步进电机，则需要使用步进电机驱动器来实现对步进电机的细微控制。

4.传感器电路：机械手通常需要配备各种传感器来获取环境信息和机械手位置信息。

传感器电路负责接收传感器的信号，并将信号转化为控制系统能够接受的信号。

传感器电路的设计需要考虑传感器的输出信号特点，如电压、电流、频率等，并进行相应的信号调理和处理。

5.通信电路：通信电路是机械手与其他设备或者系统进行数据交流的桥梁。

通信电路可以采用有线或者无线通信方式，如串口通信、以太网通信、无线射频通信等。

通信电路的设计需要考虑通信协议、传输速率以及数据完整性等因素。

6.保护电路：保护电路用于保护机械手电路免受外部电磁干扰、过电压、过电流、过热等因素的损害。

保护电路通常包括过压保护、过流保护、瞬变保护、温度保护等功能。

最后，机械手电路设计还需要考虑成本和可靠性。

成本包括电路元件和制作成本，需要根据项目和预算来进行选择；可靠性包括电路的长期稳定性、抗干扰能力等，需要通过合理的设计和测试来保证。

总之，机械手电路设计是一个复杂的过程，需要对机械手的工作原理、功能需求和环境条件有深入的理解和分析。

摘要注塑机控制系统是注塑机整机的一个重要组成部分，其性能优劣对整机至关重要。

本论文首先确定了注塑机控制系统的设计方案与思路，经过与单片机控制、微机控制、继电接触器控制等控制系统相比较，决定采用PLC来实现对注塑机各动作的控制。

确定了PLC输入和输出接口的属性，将注塑机的所有检测开关、限位开关、手动操作开关和主令开关等，进行确切地分类和编号，从而确定了I/O口的数量。

根据输入输出的数量、类型确定PLC的型号为FX2N-MR。

完成了注塑机主电路和控制电路等硬件电路的设计。

软件设计方面，根据注塑机各个动作制出注塑机的工艺流程图。

根据此工艺流程图，设计出注塑机的动作流程图，根据动作流程图写出注塑机的状态转移图，并依据状态转移图写出步进梯形图。

关键词：注塑机，控制系统，状态转移图，步进梯形图目录摘要............................................................. 第一章绪论.. 01.1塑料机械行业概述 01.2国内外注塑机的研究现状 01.3注塑机的发展趋势 (2)第二章注塑机系统概述 (4)2.1注塑机的组成 (4)2.2注塑机的分类 (5)2.3注塑机控制系统的抗干扰措施 (6)第三章注塑机控制系统的设计方案和思路 (9)3.1注塑机控制系统设计的主要内容和工艺分析 (9)3.2设计的思路和方案 (10)第四章注塑机的PLC控制系统硬件和软件设计 (13)4.1输入输出点的继电器属性 (13)4.2PLC机型的选择 (14)4.3输入输出地址分配表 (15)4.4主电路的设计 (17)4.5控制电路的设计 (18)4.6注塑机的动作流程 (19)4.7程序设计 (23)第五章总结与展望 (33)5.1结论 (33)5.2展望 (34)致谢 (35)参考文献 (36)第一章绪论1.1 塑料机械行业概述从20世纪50年代技术创新推出了螺杆式塑料注射成型机至今已有50多年的历史。

毕业设计机械手控制电路设计摘要随着科学技术的日新月异，自动化程度要求越来越高，市场竞争激烈、人工成本上涨，以往人工操作的搬运和固定方式输送带为主的传统物件搬运方式、不但占用空间而且不容易变更生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加了生产成本，原有的生产装料装置远远不能满足当前高度自动化的需要。

因此减轻劳动强度，保障生产可靠性、安全性，降低生产成本，减少环境污染、提高产品的质量及经济效益是企业生产所必须面临的重大的问题。

本文在纵观了近年来机械手发展状况的基础上，结合机械手方面的设计，对机械手技术进行了系统的分析，提出了用电磁阀和PLC控制的设计方案。

采用整体化的设计思想，充分考虑了软、硬件各自的特点并进行互补优化。

对物料分拣机械手的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统进行了分析和设计。

在其驱动系统中采用气动驱动，控制系统中选择PLC的控制单元来完成系统功能的初始化、机械手的移动、故障报警等功能。

最后提出了一种简单、易于实现、理论意义明确的控制策略关键词：机械手，PLC，控制电路第一章绪论在现代工业中，生产过程的机械化、自动化已成为突出的主题。

化工等连续性生产过程的自动化已基本得到解决。

但在机械工业中，加工、装配等生产是不连续的。

专用机床是大批量生产自动化的有效办法；程控机床、数控机床、加工中心等自动化机械是有效地解决多品种小批量生产自动化的重要办法。

但除切削加工本身外，还有大量的装卸、搬运、装配等作业，有待于进一步实现机械化。

机器手的出现并得到应用，为这些作业的机械化奠定了良好的基础。

它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。

它可代替人的繁重劳动以实现生产的机械化和自动化，能在有害环境下操作以保护人身安全，广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门1.1本课题的设计的目的和意义随着我国经济迅速发展，很多行业技术水平不但提高微电子技术、计算机技术和自动化技术就是其中最快的技术之一，机械手在早期的应用时在汽车制造方面，进行一般的焊接、喷漆、搬运物料等。

机械手电气控制系统设计电气控制系统是机械手的一个重要组成部分，它负责控制机械手的运动、姿态和工作程序等，以实现其预定的操作任务。

本文将结合实例，介绍机械手电气控制系统的设计思路和关键点。

1.设计思路1.1系统可靠性：机械手在工作过程中需要保证高度的可靠性和稳定性，电气控制系统的设计应考虑各种可能的故障，并采取相应的措施进行防护和容错处理。

1.2运动控制精度：机械手的运动需要高度准确的控制，因此电气控制系统应具备足够的精度，以确保机械手能够完成高精度的操作任务。

1.3灵活性和可扩展性：电气控制系统应具备良好的灵活性和可扩展性，能够适应不同的工作环境和任务需求，并能够方便地进行功能扩展和改进。

2.关键点2.1电气控制器选择：根据机械手的规模和需求，选择适当的电气控制器。

常见的选择包括PLC（可编程逻辑控制器）、DSP（数字信号处理器）等。

选择电气控制器时需要考虑其性能、功能、可靠性、扩展性和成本等因素。

2.2传感器选型：机械手的电气控制系统需要各种传感器来获取机械手关节的位置、速度、力矩等信息，以实现准确控制。

选择合适的传感器是电气控制系统设计中的关键环节，常用的传感器包括编码器、加速度计、光电传感器等。

2.3运动控制算法：机械手的运动控制是电气控制系统设计的核心，需要考虑机械手的运动规划、轨迹规划和动力学控制等问题。

常见的运动控制算法包括PID控制、模糊控制、遗传算法等，根据机械手的需求选择合适的算法。

2.4人机界面设计：为了方便操作和监控，机械手的电气控制系统需要设计一个人机界面，可以通过触摸屏、键盘、指示灯等方式实现对机械手的控制和状态显示。

3.实例分析以工业生产线上的机械手电气控制系统设计为例，该机械手需要完成从料盘上取出零件、装配、焊接等任务。

首先，选择PLC作为电气控制器，具备良好的可靠性和扩展性。

接下来，选择编码器作为关节位置传感器，通过读取编码器信号获取关节的实时位置信息。

针对机械手的运动控制，采用PID控制算法实现关节的位置和速度控制。

摘要本文简要地介绍了注塑机械手的概念，机械手的组成和分类，机械手的自由度和座标型式，气动技术的特点，以及国内外的发展状况。

本文针对YKM型注塑机的具体参数对机械手进行了总体方案设计，确定了机械手的座标型式和自由度，确定了机械手的技术参数。

同时，设计了机械手的吸附式手部结构;设计了机械手的手腕旋转结构，计算出了手腕转动时所需的驱动力矩和回转气缸的驱动力矩;设计了机械手的手臂结构。

本课题通过应用AutoCAD 技术对机械手进行结构设计和气压传动原理设计，它能实行自动上料运动。

上料机械手的运动速度是按着满足生产率的要求来设定。

关键词：机械手；气动；AutoCADAbstractThis paper briefly introduces the concept of the injection molding machine manipulator, composition and classification of the manipulator, the manipulator degrees of freedom and coordinate type, the characteristics of pneumatic technology, and the development of the situation at home and abroad.In this paper, the specific parameters for the YKM type injection molding machine, the overall design of the manipulator, the manipulator to determine the coordinate type and degree of freedom, determine the technical parameters of the manipulator. At the same time, the design of adsorption type manipulator hand structure; design the wrist rotation structure of the manipulator, calculates the torque and the driving torque of the rotary cylinder wrist rotation required; design of manipulator arm structure.This topic through the application of AutoCAD technology to design the structure and principle of pneumatic system design of mechanical hand, it can carry out the automatic feeding movement. On the manipulator movement speed is to meet productivity requirement set.Key words: Manipulator; pneumatic; AutoCAD目录摘要 (1)目录 (3)前言 (4)第一章绪论 (5)1.1机械手概述 (5)1.2机械手的组成和分类 (6)1.2.1 机械手的系统工作原理及组成 (6)1.2.2机械手的分类 (8)1.3课题的提出及主要任务 (9)第二章机械手的设计方案 (10)2.1机械手的座标型式与自由度和工作范围 (11)2.2 机械手的手部结构方案设计 (13)2.3 机械手的手臂结构方案设计 (13)2.4机械手的驱动方案设计 (13)2.5机械手的技术参数 (13)第三章手部结构设计 (14)3.1手部吸附结构设计 (14)3.2真空吸附回路设计 (15)3.3真空元器件设计 (16)3.4设计时考虑的几个问题 (19)第四章手腕旋转1800结构设计 (19)4.1 手腕的自由度 (19)4.2 手腕的驱动力矩的计算 (19)第五章手臂伸缩结构设计 (23)5.1同步带传动概述 (24)5.2同步带传动设计计算 (26)5.3同步带传动轴部件设计 (30)6手臂升降结构设计 (32)6.1手臂升降齿轮齿条的设计 (33)7导轨设计 (34)7.1导轨的选择 (34)7.2主轨道导轨设计 (34)9结论 (39)参考文献 (41)前言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。