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机械手电气控制系统设计
目录
一、机械手设计任务书 (1)
1机械手结构、动作与控制要求 (1)
2设计任务 (1)
二、电器控制部分 (2)
1.电器元件目录表 (2)
2.机械手主电路接线图 (3)
3.继电器控制电路 (4)
4.接线图 (4)
5.电器板元件布置图 (5)
6.控制面板 (5)
三、PLC控制部分 (6)
1.PLC的选型 (6)
2.PLC I/O图 (6)
3.状态转移图 (7)
4.梯形图 (7)
5.指令表 (10)
四、参考文献 (14)
一、机械手设计任务书
1机械手结构、动作与控制要求
机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产的自动化。本设计中的机械手采用关节式结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。
以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。
设计要求
1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。
1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定）
1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。
1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指
示。
1.5应有必要的电气保护与联锁环节。
2设计任务：
2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。
2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种：
电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面
板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。
2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。
二、继电器控制部分
1.电器元件目录表
2.机械手主电路接线图
3.继电器控制电路
4.电器板接线图
5.电器板元件布置图
6.控制面板元件排列图
三、PLC控制部分
2015年全国职业院校技能大赛现代电气控制系统安装与调试 （总时间：240分钟） 工 作 任 务 书 场次号工位号
注意事项 一、本任务书共17页，如出现缺页、字迹不清等问题，请及时向裁判示意，进行任务书的更换。 二、在完成工作任务的全过程中，严格遵守电气安装和电气维修的安全操作规程。电气安装中，低压电器安装按《电气装置安装工程低压电器施工及验收规范（GB50254-96）》验收。 三、不得擅自更改设备已有器件位置和线路，若现场设备安装调试有疑问，须经设计人员（赛场评委）同意后方可修改。 四、竞赛过程中，参赛选手认定竞赛设备的器件有故障，可提出更换，器件经现场裁判测定完好属参赛选手误判时，每次扣参赛队3分；若因人为操作损坏器件，酌情扣5-10分；后果严重者（如导致PLC、变频器、伺服等烧坏），本次竞赛成绩计0分。 五、所编PLC、触摸屏等程序必须保存到计算机的“D: \工位号”文件夹下，工位号以现场抽签为准。 六、参赛选手在完成工作任务的过程中，不得在任何地方标注学校名称、选手姓名等信息。
请按要求在4个小时内完成以下工作任务： 一、按“动车空调系统控制说明书”，设计电气控制原理图，并按图完成器件选型计算、器件安装、电路连接（含主电路）和相关元件参数设置。 二、按“动车空调系统控制说明书”，编写PLC程序及触摸屏程序，完成后下载至设备PLC及触摸屏，并调试该电气控制系统达到控制要求。 三、参考X62W铣床电气原理图，排除X62W铣床电气控制电路板上所设置的故障，使该电路能正常工作，同时完成维修工作票。
动车空调系统控制说明书 一、动车空调系统运行说明 在CRH 动车组的车厢均配置有独立的空调系统，空调装置（压缩机、冷凝机）安装在地板下，空气处理单元（通风排风装置）车厢随着气压变化、温度进行通风换气，如图1所示。 图1 动车空调系统结构示意图 动车空调系统主要由以下电气控制回路组成，压缩机M1控制回路【M1为单速电机，由变频器进行多段速控制,变频器参数设置为第一段速为15Hz ，第二段速为30Hz ，第三段速为40Hz ，第四段速为50Hz ，加速时间0.3秒,减速时间1秒】。冷凝风机M2、M3控制回路【M2为三相异步电机（不带速度继电器），M3为三相异步电机（带速度继电器），需要考虑过载、联锁保护，只进行单向正转运行】。通风机M4控制回路【M4为双速电机】。车辆运行电机M5控制回路【M5为伺服电机；伺服电机参数设置如下：伺服电机旋转一周需要1000个脉冲，正转转速为1圈/秒，反转转速2圈/秒；】，通过编码器检测动车行驶路程。竞赛以电机旋转“动车右移动为正向,动车左移动为反向”为准。 二、动车空调系统安装方案要求 1、本系统使用三台PLC ，网络指定Q0CPU/S7-300/S7-1500为主带变频压缩机 通风单元 冷凝机
物料分拣机械手自动化控制系统设计 摘要 机械手在先进制造领域中扮演着极其重要的角色。它可以搬运货物、分拣物品、代替人的繁重劳动。可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，因此被广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 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，提出了用气动驱动和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；可编程控制器；自动化控制；物料分拣
目录 第一章前言 (1) 1.1研究的目的及意义 (1) 1.2主要研究的内容 (1) 第二章控制系统的组成结构和性能要求 (2) 2.1控制系统的组成结构 (2) 2.2控制系统的性能要求 (2) 第三章传感器的选择 (4) 第四章控制系统PLC的选型及控制原理 (6) 4.1 PLC控制系统设计的基本原则 (6) 4.2 PLC种类及型号选择 (10) 4.3 I/O点数分配 (10) 4.4 PLC外部接线图 (11) 4.5机械手控制原理 (12) 第五章 PLC程序设计 (14) 5.1总体程序框图 (14) 5.2初始化及报警程序 (15) 5.3手动控制程序 (16) 5.4自动控制程序 (16) 第六章总结与展望 (19) 参考文献 (20) 谢辞 (21)
编订：__________________ 审核：__________________ 单位：__________________ 电梯的电气控制系统设计 与实现 Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level. Word格式 / 完整 / 可编辑
文件编号：KG-AO-7382-100 电梯的电气控制系统设计与实现 使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。下载后就可自由编辑。 电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通运输工具，随着计算机及微电子技术的快速发展，电梯控制技术发生了巨大变化，其中PLC控制系统代替传统的继电器控制以及电梯采用了对电动机实现线性调速的调压调频技术，能达到电梯安全平稳运行。 随着人们生活水平的提高及高层建筑的普及，电梯是当前高层建筑不可缺少的垂直方向的交通工具，电梯是集机电一体的复杂系统，涉及机械传动、电气控制和土建等工程领域多种领域专业与一体的综合技术。随着社会的发展及对安全的重视，在设计电梯的时候，应具有高度的安全性。这样就对建筑内的电梯的调速精度、调速范围等静态和动态特性提出了更高的要求。当前由可编程序控制器(PLC)和微机组成的电梯运行逻辑控制系统具有可靠性高、维护方便、开发
前言 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”。机械手虽然目前还不如人手那样灵活，但它具有能不断重复工作和劳动、不知疲劳、不怕危险、抓举重物的力量比人手大等特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越来越广泛地得到了应用，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。 本文将通过西门子PLC控制机械手，PLC是可编程控制器（Programmable Logic Controller）的简称，是在继电顺序控制基础上发展起来的以微处理器为核心的通用的工业自动化控制装置。随着电子技术和计算机技术的迅猛发展，PLC的功能也越来越强大，更多地具有计算机的功能。目前PLC已经在智能化、网络化方面取得了很好的发展。该系统利用西门子PLC，在步进电机驱动下，完成对机械手在搬运过程中的下降、夹紧、上升、右旋、下降、放松、上升、左旋等全过程自动化控制，并对非正常情况实行自动报警和自动保护，实现企业的机电一体化，提高企业的生产效率。
电气控制柜设计步骤内部编号：（YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128）
电控箱设计步骤 一、设计工艺 1、根据图纸（系统图、原理图）选主要部件； 2、按照功能、使用方法和制造标准排布主要器件； 3、根据排布结果选定箱（柜）尺寸（尽量选通用尺寸），校验器件排布结果； 4、根据图纸选其它辅助材料、元件； 5、绘制装配图、接线图，编制加工工艺卡； 6、采购所有器件、材料； 7、加工、或委托加工箱（柜）壳体； 8、按工艺卡装配主要器件，加工连接件、连接线； 9、按工艺卡装配附件、配件、接线； 10、整体装配完成，检验，试验（按产品生产标准要求项目进行）； 11、按标准及合同要求进行产品包装，附检验合格证、试验记录。 12、送货出厂。 二、设计规程规范要求。 1、熟读设计方案任务书。掌握任务书中几点重要信息及参数，如果是在大型项目中，设计任务书会以合同的技术附件形式出现。这样就关系到控制箱的先进程度和设计制造的成本控制。只要掌握控制的自动化程度就行了，这关系到你下面的选型等工作。 2、根据控制要求进行方案性设计。如果是较大的项目这可以升级为可行性研究。即使是小的电控系统，起码也要列出不少2种的方案设计，在方案设计过程中，
要有详细的计算说明书，这样为你的设备设计提供依据，也是设计是否合理，是否科学的关键。直接关系到你的制造成本。 3、进行设备控制设计，选择最佳的方案后，再进行设备设计，这个设计阶段，主要是设备的选型，选择各种合理元器件要注意以下几点： 1）要能实现设计任务中要求的控制功能。 2）要保证设备一定的先进性（在一些技术附件中为有具体说明）， 3）要控制好成本，不要盲目最求先进而造成不必要的成本浪费。 在确定所需要的各种元件设备后，就要进行原理图的设计，设计原理图时要根据自己的方案设计再结合所选电气元件的电气接线原理进行。 4、施工图设计。这里就不扯大工程设计步骤和要求了，单仅电控箱而言，根据所选元件的尺寸，综合考虑和选择电控箱的规格（国家有统一标准规格的电控箱柜台，也有非标的，非标的可根据你选择的电气元件进行规格设计）。 选择好或设计好电控箱的规格后，就可以进行箱内布置图的设计了，这个可以参照相关的电工工艺要求进行。 以下注意要点： 1）设备元件摆放布局合理、保证设备安全； 2）便于施工、检修等。 三、采购和安装调试规范要求。 1、根据上面的设备设计，设计出详细的材料清单，根据材料清单进行电气设备元件采购，这样就不会造成设备过剩浪费，或是设备出现短缺不足的现象。 2、根据上面的施工图设计，可以将采购回来的设备交予生产制造部门进行安装和接线了，并进行出场前的检验和测试。
电气控制系统设计方案的要求和步骤
电气控制系统设计的要求和步骤 要完成好电气控制系统的设计任务，除掌握必要的电气设计基础知识外，还必须经过反复实践，深入生产现场，将不断积累的经验应用到设计中来。课程设计正是为这一目的而安排的实践性教案环节，它是一项初步的工程训练。通过课程设计的工作，了解一般电气控制系统的设计要求、设计内容和设计方法。 本章主要讨论课程设计应达到的目的、要求、内容、深度及工作量。并通过实例介绍，进一步说明课程设计的设计步骤。 电气设计包含原理设计和工艺设计两个方面，不能忽视任何一面，对于应用型人才更应重视工艺设计。电气控制系统课程设计属于练习性质，不强调设计结果直接用于生产。 设计的目的、要求、任务及方法 一、设计目的
电气设计的主要目的是通过某一生产设备的电气控制装置的设计实践，了解一般电气控制系统设计过程、设计要求、应完成的工作内容和具体设计方法。通过设计也有助于复习、巩固以往所学的知识，达到灵活应用的目的。电气设计必须满足生产设备和生产工艺的要求，因此，设计之前必须了解设备的用途、结构、操作要求和工艺过程，在此过程中培养从事设计工作的整体观念。 电气设计应强调能力培养为主，在独立完成设计任务的同时，还要注意其他几方面能力的培养与提高，如独立工作能力与创造力；综合运用专业及基础知识的能力，解决实际工程技术问题的能力；查阅图书资料、产品手册和各种工具书的能力；工程绘图的能力；书写技术报告和编制技术资料的能力。 二、设计要求
为保证顺利完成设计任务还应做到以下几点： (1>在接受设计任务后，应根据设计要求和应完成的设计内容，拟定设计任务书和工作进度计划，确定各阶段应完成的工作量，妥善安排时间。 (2>在方案确定过程中应主动提出问题，以取得指导教师的帮助，同时要广泛讨论意见，依据充分。在具体设计过程中要多思考，尤其是主要参数，要经过计算论证。 (3>所有电气图纸的绘制必须符合国家有关规定的标准，包括线条、图型符号、工程代号、回路标号、技术要求、标题栏、元件明细表以及图纸的折叠和装订。 (4>说明书要求文字通顺、简练，字迹端正、整洁。 (5>应在规定的时间内完成所有的设计任务。 (6>如果条件允许，应对自已的设计线路进行
百度文库- 让每个人平等地提升自我 0前言 / 机械手的积极作用正日益为人们所认识，其一，它能部分地代替人的劳动并能达到 生产工艺的要求，遵循一定的程序、时间和位置来完成工件的传送。因为，它能大大地 改善工人的劳动条件，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。因此，受到各先进单 位的重视并投入了大量的人力物力加以研究和应用。尤其在高温、高压、粉尘、噪声的 场合，应用得更为广泛。在我国，近代几年来也有较快的发展，并取得一定的成果，受 到各工业部门的重视。在生产过程中，经常要对流水线上的产品进行分捡，本课题拟开 发物料搬运机械手，采用的德 结束语 目录 0前言 0 1 课程设计的任务和要求 ...................................................................... 1 课程设计的任务 ............................................................................ 1 课程设计的基本要求 (3) 2总体设计 (3) PLC 的选型 端子分配图 3 PLC 程序设计 设计思想... 顺序功能图 4程序调试说明 参考文献
国西门子S7-200系列PLC对机械手的上下、左右以及抓取运动进行控制。我们利用可编 程技术，结合相应的硬件装置，控制机械手完成各种动作。 机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。单就机电而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。所谓成组拖动，就是一台电动机拖动一根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率低，劳动条件差，一旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车；所谓但电动机的拖动，就是用一台电动机拖动一台生产机械，它虽然较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，机械传动机构复杂；多电动机拖动，即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产 机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件。 、1课程设计的任务和要求 课程设计的任务 1）示教机械手控制系统设计 2）示教机械手系统示意图如下图所示
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
II The Design of Manipulator Control System ABSTRACT In 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
智能小区电气设计方案 智能小区电气设计方案 前言： 作为人类生存基本需求之一的住宅，已逐步向小康型发展。随着生活水平提高和科学技术发展，越来越多新型智能住宅小区已成为住宅建设的热点。 目前兴建的智能化住宅小区多为数幢多层或高层住宅楼组成，家用电器，通信设备与安保防灾等设备在家庭中功能综合一体化，各电子设备的广泛采用，对电气的安全设计也提出一些新的要求。下面将主要部分介绍如下： 1、楼宇自动化控制系统 1.1基本功能 1.1.1对建筑设备进行控制、监视和测量，以实现设备最优控制为中心的过程控制自动化；以完成预防和控制为中心的防灾自动化； 1.1.2对控制器、远程终端单元的监控； 1.1.3操作者人机界面； 1.1.4被监视建筑设备在CRT上的视频显示集成； 1.1.5数据采集和历史化； 1.1.6警告管理 1.1.7趋势分析 1.1.8报告生成 1.2开放功能 楼宇自控系统应具备基本的开放功能，包括对ActiveX、DDE、ODBC、API、Access 等标准技术均可实现无缝连接。系统可实现与这些系统的通讯，从而实现有关的联动控制以及方便物业管理和系统集成。 1.2.1系统控制器配置原则： 控制器配置应遵循以下原则，否则将被认为是重大技术偏离，可能作为废标处理：系统应采用中央站为核心，DDC与中央站实现数据通信。DDC应设在受控对象附近，按功能和管理类别实现区域划分，每栋楼的送排风、给排水、照明和电量计量分别采用各自独立的DDC进行控制，即每栋楼至少配置4个可独立运行的DDC控制器。其中计量用DDC应提供24小时不间断电源。系统共设置29个区域（室外照明为独立的区域），每个区域可独立管理。每个可独立运行控制器的控制点数应小于120点，使系统的故障产生的影响可控制在一定范围内。控制器I/O点应具有一定的冗余，各类型I/O点的预留量不小于15%。控制应采用标准的模块化设计，控制器应具备标准的开放协议如LON通信协议。为保证单个设备的维护不影响其它设备的运行，所有模块应支持热插拔功能，更换或维护单个模块不影响同区域其它设备运行。 1.2.2系统控制及监控内容： VRV空调机组；变配电系统；照明系统；电梯系统；给排水系统。 （1）VRV空调机组系统。 通过VRV机组通讯接口实现以下基本监控内容：启／停状态；故障报警；电量计量。通过设置环境温度传感器接入DDC，检测环境温度。 （2）通风系统 风机基本监控内容：送排风机启/停状态；送排风机故障报警；送排风机开关控制；地下车库CO监测。 （3）变配电系统
河北工程大学 课程设计指导说明书 课程题目: 机械手及控制系统设计 专业: 机械设计制造及其自动化—机电方向 班级: 机制11班 姓名: 唐科 学号 110070118 指导老师: 杨玉敏 目录 第一章绪论 1、1 题目要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、2 题目概况。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、3 气动机械手。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、4 气动机械手的发展趋势。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。3 1、5 课题的现实意义。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。4 第二章气动机械手的操作要求及功能 2、1 机械手移动动作示意图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2、2 机械手操作面板图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。5 2、3 机械手的输入\输出信号定义图。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 2、4 机械手顺序动作的要求。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。6 第三章机械部分设计 3、1 气动搬运机械手的结构。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3、2 机械手的主要部件及运动。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。8 3、3 驱动机构的选择。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、4 机械手的技术参数列表。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、5 气动回路的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。9 3、6 末端执行器的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。10 3、7 升降手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。12 3、8 平移手臂的设计。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。14 第四章机械手控制设计
目录 电气系统设计方案 (2) 2.1配电系统 (2) 2.2管线回路系统 (5) 2.3照明系统 (6) 供配电施工部分 (7) 2.1配电盘安装 (7) 2.2金属线槽敷设 (8) 2.3电缆、电线放线施工及工艺 (9) 2.4线缆接线施工工艺 (10) 2.5电气钢管施工工艺 (10) 2.6插座、开关安装施工 (11) 2.7照明灯具安装施工 (15)
电气系统方案 计算机机房提供电能质量的好坏，将直接影响计算机系统正常、可靠的运行，也影响机房内其它附属设施的正常工作，同时机房对接地、雷电防护、机房屏蔽等均有特定要求。为了保证计算机的可靠运行，必须建立一个优质、稳定、安全、可靠的供配电系统。 2.1配电系统 机房进线电源采用TN-S三相五线制，建议从大楼总配电室引双回路电源到机房空调配电间。 配电柜内设电压电流指示、防雷、防过压、短路、过载、过流等保护器，保护设备运行安全和人身安全。 2.1.1辅助设备动力配电系统 机房辅助动力设备包括机房专用空调系统、新风系统、照明系统、维修插座、UPS主机供电等。由于机房辅助动力设备直接关系到计算机设备、网络设备，通讯设备以及其他用电设备和工作人员正常工作和人身安全，要求配电系统应安全可靠，因此该配电系统按照一级负荷考虑进行设计。 电源进线采用TN-S三相五线制。在设计电源分配时，充分考虑负荷情况，计算功率平衡，将负荷均匀分配在电源的三相上，并要留出一定的冗余以满足将来增加设备的需求。 2.1.2计算机设备UPS配电系统 机房计算机设备包括计算机主机、小型机、服务器、网络设备、通讯设备等，由于这些设备进行数据的实时处理与实时传递，关系重大，所以对电源的质量与可靠性的要求最高。设计中采用UPS不间断电源，以保障电源可靠性的要求。 电源经UPS稳频稳压、调整电压波形后为计算机设备供电，与此同时也为UPS的后备电池充电；一旦市电回路停电后，UPS的后备电池立即放电，
机械手电气控制系统设计
目录 一、机械手设计任务书 (1) 1机械手结构、动作与控制要求 (1) 2设计任务 (1) 二、电器控制部分 (2) 1.电器元件目录表 (2) 2.机械手主电路接线图 (3) 3.继电器控制电路 (4) 4.接线图 (4) 5.电器板元件布置图 (5) 6.控制面板 (5) 三、PLC控制部分 (6) 1.PLC的选型 (6) 2.PLC I/O图 (6) 3.状态转移图 (7) 4.梯形图 (7) 5.指令表 (10) 四、参考文献 (14) 一、机械手设计任务书 1机械手结构、动作与控制要求
机械手在专用机床及自动生产线上应用十分广泛，主要用于搬动或装卸零件的重复动作，以实现生产的自动化。本设计中的机械手采用关节式结构。各动作由液压驱动，并由电磁阀控制。动作顺序及各动作时间的间隔采用按时间原则控制的电气控制系统，动作时间需要可调。 以镗孔专用机床加工零件的上料、下料为例，机械手的动作顺序是：由原始位置将以加工好的工件卸下，放回料架，等待料架转过一定角度后，再将未加工零件拿起，送到加工位置，等待镗孔加工结束，再将加工完毕工件放回料架，如此重复循环。 设计要求 1.1加工中上料和下料各动作采用自动循环。 1.2各动作之间应有一定的延时（由时间继电器调定） 1.3机械手各部分应单独动作，以便调整及维修。 1.4液压泵电动机（Y100L2-4.3KW）及各电磁阀运行状态应有指 示。 1.5应有必要的电气保护与联锁环节。 2设计任务： 2.1绘制电气控制原理线路图，选用电器元件，制订元件目录表。 2.2设计并绘制以下工艺图样中的一种： 电器板元件布置图与底板加工零件图；电器板接线图；控制面 板元件布置图、接线图及面板加工图；电气箱及系统总接线图。 2.3编制设计，使用说明书，设计小结，列出设计参数资料目录。
第1章绪论 1.1选题的目的和意义 由于现代加工技术的日益提高，对加工机床特别是工作母机的要求也越来越高，由此人们也将注意力集中到机床上来，数控技术是计算机技术、信息技术、现代控制技术等发展的产物，他的出现极大的推动了制造业的进步。机床的控制系统的优劣与机床的加工精度息息相关，特别是PLC广泛应用于控制领域后，已经显现出它的优越性。可编程控制器PLC已广泛应用于各行各业的自动控制。在机械加工领域，机床的控制上更显示出其优点。由于镗床的运动很多、控制逻辑复杂、相互连锁繁多，采用传统的继电器控制时，需要的继电器多、接线复杂，因此故障多维修困难，费工费时，不仅加大了维修成本，而且影响设备的功效。采用PLC控制可使接线大为简化，不但安装十分方便而且工作可靠、降低了故障率、减小了维修量、提高了功效。 1.2 关于课题的一些介绍和讨论 1.2.1 设计目标、研究内容和拟定解决的关键问题 完成对T6113机床的整个控制系统的设计改造，控制核心是PLC，并使其加工精度进一步提高，加工范围扩大，控制更可靠。 研究内容： （1） T6113的电气系统（PLC）硬件电路设计和在机床上的布局。 （2） PLC程序的编制。 解决的关键问题：PLC对机床各个工作部分的可靠控制电气电路的安全问题的解决 1.2.2题目的可行性分析 虽然目前数控机床以其良好的加工性能得到了人们的肯定，但是其昂贵的价格是一般用户望尘莫及的，所以改造现有的机床以达
到使用要求是比较现实的，也是必须的。经过实践证明这样的改造是可以满足大多数情况下的精度和其他加工要求，并且在实践中已取得的相当好的效益。 1.2.3本项目的创新之处 利用PLC作为控制核心，替代传统机床的继电器控制，使得机床的控制更加灵活可靠，减少了很多中间的机械故障的可能。利用PLC的可编程功能使得变换和改进控制系统成为可能。 1.2.4设计产品的用途和应用领域 镗床是一种主要用镗床刀在工件上加工孔的机床。通常用于加工尺寸较大、精度要求较高的孔。特别是分布在不同表面上、孔距和位置精度要求较高的孔，如各种箱体，汽车发电机缸体等零件的孔。一般镗刀的旋转为主运动，镗刀或工件的移动为进给运动。在镗床上除镗孔外，还可以进行铣削、钻孔、扩孔、铰孔、锪平面等工件。因此镗床的工作范围较广。它可以应用于机械加工的各个领域，但因其价格比一般机床贵好多，所以在比较大的加工车间才可见到。 1.3 电气控制技术的发展 电气控制技术是随着科学技术的不断发展、生产工艺不断提出新的要求而迅速发展的，从最早的手动控制到自动控制，从简单的控制设备到复杂的控制系统，从有触点的硬接线控制系统到以计算机为中心的存储系统。现代电气控制技术综合应用了计算机、自动控制、电子技术、精密测量等许多先进的科学技术成果。作为生产机械的电机拖动，已由最早的采用成组拖动方式，发展到今天无论是自动化功能还是生产安全性方面都相当完善的电气自动化系统。继电接触式控制系统主要由继电器、接触器、按钮、行程开关等组成，其控制方式是断续的，所以又称为断续控制系统。由于这种系统具有结构简单、价格低廉、维护容易、抗干扰能力强等优点，至今仍是机床和其他许多机械设备广泛采用的基本电气控制形式，也是学习先进电气控制的基础。这种控制系统的缺点是采用固定的接线方式，灵活性差，工作频率低，触点易损坏，可靠性差。
机械手电气控制系统设计 1.机械手及其应用 机械手：mechanical hand，也被称为自动手，auto hand 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，因而广泛应用于机械制造、冶金、电子、轻工和原子能等部门。 机械手主要由手部、运动机构和控制系统三大部分组成。手部是用来抓持工件（或工具）的部件，根据被抓持物件的形状、尺寸、重量、材料和作业要求而有多种结构形式，如夹持型、托持型和吸附型等。运动机构，使手部完成各种转动（摆动）、移动或复合运动来实现规定的动作，改变被抓持物件的位置和姿势。运动机构的升降、伸缩、旋转等独立运动方式，称为机械手的自由度。为了抓取空间中任意位置和方位的物体，需有6个自由度。自由度是机械手设计的关键参数。自由度越多，机械手的灵活性越大，通用性越广，其结构也越复杂。一般专用机械手有2～3个自由度。 1.1 国内外机械工业、铁路部门中机搬运械手主要应用于以下几方面 1.热加工方面的应用 热加工是高温、危险的笨重体力劳动，很久以来就要求实现自动化。为了提高工作效率，和确保工人的人身安全，尤其对于大件、少量、低速和人力所不能胜任的作业就更需要采用机械手操作 2.冷加工方面的应用 冷加工方面机械手主要用于柴油机配件以及轴类、盘类和箱体类等零件单机加工时的上下料和刀具安装等。进而在程序控制、数字控制等机床上应用，成为设备的一个组成部分。最近更在加工生产线、自动线上应用，成为机床、设备上下工序联接的重要于段。 3. 拆修装方面 拆修装是铁路工业系统繁重体力劳动较多的部门之一，促进了机械手的发展。目前国内铁路工厂、机务段等部门，已采用机械手拆装三通阀、钩舌、分解制动缸、装卸轴箱、组装轮对、清除石棉等，减轻了劳动强度，提高了拆修装的效率。近年还研制了一种客车车内喷漆通用机械手，可用以对客车内部进行连续喷漆，以改善劳动条件，提高喷漆的质量和效率。 近些年，随着计算机技术、电子技术以及传感技术等在机械手中越来越多的应用，工业机械手已经成为工业生产中提高劳动生产率的重要因素。 1.2机械手的应用意义 在机械工业中，机械手的应用意义可以概括如下： 1.可以提高生产过程的自动化程度 应用机械手，有利于提高材料的传送、工件的装卸、刀具的更换以及机器的装配等的自动化程度，从而可以提高劳动生产率，降低生产成本，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐。 2.可以改善劳动条件、避免人身事故在高温、高压、低温、低压、有灰尘、噪声、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空间狭窄等场合中，用人手直接操作是有危险或根本不可能的。而应用机械手即可部分或全部代替人安全地完成作业，大大地改善了工人的劳动条件。在一些动作简单但又重复作业的操作中，以机械手代替人手进行工作，可以避免由于操作疲劳或疏忽而造成的人身事故。 3.可以减少人力，便于有节奏地生产 应用机械手代替人手进行工作，这是直接减少人力的一个侧面，同时由于应用机械手可以连续地工作，这是减少人力的另一个侧面。因此，在自动化机床和综合加工自动生产线上，目前几乎都设有机械手，以减少人力和更准确地控制生产的节拍，便于有节奏地进行生产。
PLC课程设计 课题：机械手控制系统的设计 作者： 学号： 专业： 班级： 指导教师：
任务要求 1.1 设计任务与要求 许多娱乐场合设有投币手动抓物机械手。仿照娱乐场合中的手动抓物机械手，设计机械手的控制系统，能够配合机械手的机械结构实现手动抓物。 要求：在资料调查和分析的基础上，对系统进行的分析和设计；要求完成如下主要功能： （1）机械手的控制可以用单片机或PLC； （2）通过按键，实现机械手的上升、下降、左移、右移、手爪张开、闭合； （3）可采用上位机，远程控制机械手的上升、下降、左移、右移、手爪张开、闭合。 （4）采用电机驱动控制方式。 机械手的全部动作由气缸驱动，而气缸又由相应的电磁阀控制，可以完成俩个工作台之间的工件搬运，完成动作包括左右，上下及工件的夹紧和放松六个动作过程，并可实现手动和自动两个操作过程。本课题结合学生的将来的职业岗位，主要要求学生根据机械手的工作原理及控制特点，设计该类型机械手的PLC控制过程，包括PLC的选型，即采用的类型。确定输入输出端口的个数。完成左右，上下及工件的夹紧和放松六个动作过程梯形图。
实验二：机械手控制系统的设计 机械手PLC控制设计 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式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，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。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、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成所必须面临的重大问题。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。 本论文可编程控制器(PLC)选用西门子（SIEMENS）公司S7-200系列的CPU224.机械手的开关量信号直接输入PLC，PLC通过中间继电器对电磁阀加以控制,而电磁阀通过控制相应的汽缸，完成俩个工作台之间的工件搬运，包括左右，上下及工件的夹紧和放松六个动作过程，并可实现手动和自动两个操作过程。 关键词：PLC,可编程控制器，机械手
机床电器与PLC课程设计说明书 示教机械手控制系统设计 专业机械设计制造及其自动化 班级 081016 学号叉叉 组别 10 姓名叉叉 指导教师叉叉叉 日期 2011.6.2 成绩 目录 前言 (3) 摘要 (5) 第一部分
PLC概述 (6) 设计任务书 (12) 第二部分 示教机械手元器件选择 (13) 方案及控制过程 (13) I/O分配图 (14) 原理接线 (15) 流程图 (16)
梯形图 (17) 语句表 (20) 总结 (22) 参考文献 (23) 前言 在现在化的生产中，生产机械的自动化程度反映了工业生产发展的水平。现代化的生产设备与系统已不再是传统意义上单纯的机械系统，而是机电一体化的综合系统电气传动与控制系统已经成为现代生产机械的重要组成部分。机与电，传动与控制已经成为不可分割的整体。 所谓的机电传动，是指以电动机为原动机驱动生产机械的系统的总称，它的目的是将电能转变为机械能，实现生产机械的启动，停止以及速度调节，完成各种生产工艺过程的要求，保证生产过程的正常进行。 机电传动控制系统所要完成的任务，从广义上讲，就是要使生产机械设备，生产线，车间，甚至整个工厂都实现自动化；从狭义上讲，则指通过控制电动机驱
动生产机械，实现生产产品数量的曾加，质量的提高，生产成本的降低，工人劳动的条件的改善的以及能量的合理利用。 机电传动以及控制系统总是随着社会生产的发展而发展的。单就机电而言，它的发展大体上经历了成组拖动，单电动机拖动和多电动机拖动三个阶段。所谓成组拖动，就是一台电动机拖动一根天轴，再由天轴通过皮带轮和皮带分别拖动各生产机械，这种生产方式效率低，劳动条件差，一旦电动机放生故障，将造成成组机械的停车；所谓但电动机的拖动，就是用一台电动机拖动一台生产机械，它虽然较成组拖动前进了一步，但当一台生产机械的运动部件较多时，机械传动机构复杂；多电动机拖动，即是一台生产机械的每一个运功部件分别由一台电动机拖动，这种拖动的方式不仅大大的简化了生产机械的传动机构，而且控制灵活，为生产机械的自动化提供了有利的条件，所以，现在化机电传动基本上均采用这种拖动形式。 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式输送带为主的传统物件搬运方式，不但占用空间也不容易更变生产线结构，加上需要人力监督操作，更增加生产成本，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。减轻劳动强度，保障生产的可靠性、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成所必须面临的重大问题。自动化技术广泛用于工业、农业、军事、科学研究、交通运输、商业、医疗、服务和家庭等方面。采用自动化技术不仅可以把人从繁重的体力劳动、部分脑力劳动以及恶劣、危险的工作环境中解放出来，而且能扩展人的器官功能，极大地提高劳动生产率，增强人类认识世界和改造世界的能力。因此，自动化是工业、农业、国防和科学技术现代化的重要条件和显著标志。它集成自动控制技术、计量技术、新传感器技术、计算机管理技术于一体的机电一体化产品；充分利用计算机技术对生产过程进行集中监视、控制管理和分散控制；充分吸收了分散式控制系统和集中控制系统的优点，采用标准化、模块化、系统化设计，配置灵活、组态方便。本设计就PLC在机械控制上的应用作了详细阐述。 摘要
电气控制系统设计的一般原则和设计程序 生产机械电气控制系统的设计，包含两个基本内容：一个是原理设计，即要满足生产机械和工艺的各种控制要求，另一个是工艺设计，即要满足电气控制装置本身的制造、使用和维修的需要。原理设计决定着生产机械设备的合理性与先进性，工艺设计决定电气控制系统是否具有生产可行性、经济性、美观、使用维修方便等特点，所以电气控制系统设计要全面考虑两方面的内容。在熟练掌握典型环节控制电路、具有对一般电气控制电路分析能力之后，设计者应能举一反三，对受控生产机械进行电气控制系统的设计并提供一套完整的技术资料。生产机械种类繁多，其电气控制方案各异，但电气控制系统的设计原则和设计方法基本相同。设计工作的首要问题是树立正确的设计思想和工程实践的观点，它是高质量完成设计任务的基本保证。一、电气控制系统设计的一般原则．最大限度地满足生产机械和生产工艺对电气控制系统的要求。电1 气控制系统设计的依据主要来源于生产机械和生产工艺的要求。．设计方案要合理。在满足控制要求的前提下，设计方案应力求简2 单、经济、便于操作和维修，不要盲目追求高指标和自动化。．机械设计与电气设计应相互配合。许多生产
机械采用机电结合控3． 制的方式来实现控制要求，因此要从工艺要求、制造成本、结构复杂性、使用维护方便等方面协调处理好机械和电气的关系。 4．确保控制系统安全可靠地工作。二、电气控制系统设计的基本任务、内容电气控制系统设计的基本任务是根据控制要求设计、编制出设备制造和使用维修过程中所必须的图纸、资料等。图纸包括电气原理图、电气系统的组件划分图、元器件布置图、安装接线图、电气箱图、控制面板图、电器元件安装底板图和非标准件加工图等，另外还要编制外购件目录、单台材料消耗清单、设备说明书等文字资料。电气控制系统设计的内容主要包含原理设计与工艺设计两个部分，以电力拖动控制设备为例，设计内容主要有： 1、原理设计内容电气控制系统原理设计的主要内容包括：（l）拟订电气设计任务书。（2）确定电力拖动方案，选择电动机。（3）设计电气控制原理图，计算主要技术参数。（）选择电器元件，制订元器件明细表。4 5）编写设计说明书。（电气原理图是整个设计的中心环节，它为工艺设计和制订其他技术资料提供依据。、工艺设计内容2． 进行工艺设计主要是为了便于组织电气控制系统的制造，从而实现原理设计提出的各项技术指标，并为设备的调试、维护与使用提供相关的图纸资料。工艺设计的主要内容有：）设计电气总布置图、总安装图与总接线图。（l ）设计组件布置图、安装图和接线图。（2 3（）设计电气箱、操作台及非标准元件。（4）列出元件清单。（5）编写使用维护说明书。三、电气控制系统设计的一般步骤 1、拟订