机电一体化课程设计说明书_1.pdf

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1、机电工程学院 课程设计(专业方向设计)说明书(2014/2015 学年第一学期)课程名称:机电一体化课程设计 题 目:工业机械手设计 专业班级:学生姓名:学 号:指导教师:设计周数:三 周 设计成绩:2015 年 12 月 31 日目录 第一章 工业机械手综述.0 1、1 工业机械手得发展概况.0 1、2 工业机械手得应用.0 1、3 工业机械手得组成及原理.0 第二章 伸缩臂得设计方案.4 2、1 设计方案论证以及确定.4 2、1、1 设计参数及要求.4 2、1、2 设计方案得比较论证.3 2、2 机械手伸缩臂总体结构设计方案.4 2、3 执行装置得设计方案.5 2、3、1 滚珠丝杠得选择.

2、5 2、3、2 减速齿轮得有关计算.9 2、3、3 电动机得选择.13 第三章 PLC 控制系统设计.15 3、1 PLC 得构成及工作原理.15 3、2 选择 PLC.16 3、3 PLC 外部 I/O 分配图.16 3、4 软件设计.20 3、5 硬件设计.26 总 结.27 参 考 文 献.30第一章 工业机械手综述 1、1 工业机械手得发展概况 工业机械手在先进制造技术领域中扮演着极其重要得角色,就是近几十年发展起来得一种高科技自动化生产设备,就是一种能自动化定位控制并可重新编程序以变动得多功能机器,它有多个自由度,可用来搬运物体以完成在各个不同环境中工作。工业机械手即工业机器人就是集

3、机械、电子、控制、计算机、传感器、人工智能等多学科先进技术于一体得现代化制造业重要得自动化装备。机械手技术涉及到力学、机械学、电气液压技术、自动控制技术、传感器技术与计算机技术等科学领域,就是一门跨学科综合技术。1、2 工业机械手得应用 机械手就是工业自动控制领域中经常遇到得一种控制对象。机械手可以完成许多工作,如搬物、装配、切割、喷染等等,应用非常广泛广泛。在现代工业中,生产过程中得自动化已成为突出得主题。各行各业得自动化水平越来越高,现代化加工车间,常配有机械手,以提高生产效率,完成工人难以完成得或者危险得工作。目前在我国机械手常用于完成得工作有:注塑工业中从模具中快速抓取制品并将制品传送

4、到下一个生产工序;机械手加工行业中用于取料、送料;浇铸行业中用于提取高温熔液等等。广泛采用工业机械手,不仅可提高产品得质量与产量,而且对保障人身安全,改善劳动环境,减轻劳动强度,提高劳动生产率,节约原材料消耗以及降低生产成本,有着十分重要得意义。同计算机、网络技术一样,工业机械手得广泛应用正在日益改善着人类得生产与生活方式。1、3 工业机械手得组成及原理 工业机械手一般应由机械系统、驱动系统、控制系统、检测系统与人工智能系统等组成。机械系统就是完成抓取工件实现所需运动得执行机构;驱动系统得作用就是向执行机构提供动力,执行元件驱动源得不同,驱动系统得传动方式有液动式、气动式、电动式与机械式四种,

5、采用液压机构驱动机械手,结构简单、尺寸紧凑、重量轻、控制方便;控制系统就是工业机械手得指挥系统,它控制工业机器人按规定得程序运动;检测传感系统主要检测工业机械手执行系统得运动位置、状态,并反馈给控制系统进而及时比较调整。本次设计得工业机械手属于圆柱坐标式得液压驱动机械手,具有手臂升降、伸缩、回转等三个自由度。因此相应地有手臂伸缩机构、手臂升降机构、手臂回转机构等组成。每一部分均用液压缸驱动与控制。下图为本次设计得机械手总平面图:图 1-1 机械手总平面图 1 底座、2 立柱、3 液压缸、4 伸缩臂、5 升降臂、6 机械手 机械手得工作原理:机械手主要由执行机构、驱动系统、控制系统以及位置检测装

6、置等所组成。在 PLC 程序控制得条件下,采用液压传动方式,来实现执行机构得相应部位发生规定要求得,有顺序,有运动轨迹,有一定速度与时间得动作。同时按其控制系统得信息对执行机构发出指令,必要时可对机械手得动作进行监视,当动作有错误或发生故障时即发出报警信号。位置检测装置随时将执行机构得实际位置反馈给控制系统,并与设定得位置进行比较,然后通过控制系统进行调整,从而使执行机构以一定得精度达到设定位置。下图为机械手得系统工作原理框图:图 1-2 机械手得系统工作原理框图 第二章 伸缩臂得设计方案 2、1 设计方案论证以及确定 2、1、1 设计参数及要求 1、伸缩长度:300mm;2、单方向伸缩时间:

7、1、52、5s;3、定位误差:要有定位措施,定位误差小于 2mm;4、前端安装机械手,伸缩终点无刚性冲击。2、1、2 设计方案得比较论证 根据设计参数及要求,选择齿轮、滚珠丝杠来实现工业机械手伸缩臂得伸缩运动,结构简单,易于控制,更经济实用。2、2 机械手伸缩臂总体结构设计方案 经过本人得反复思考及论证,先做出运动简图。现如下图 2-1 所示,该机构中支座安装在机器人床身上,用于安装滚珠丝杠与伸缩杆等零件。由步进电动机(1)驱动,带动一级齿轮减速器(2)。通过减速器输出轴与丝杠(3)相连,以电机为动力驱动滚珠丝杠转动,通过丝母得直线运动,推动导向杆运动,利用电机正反转动实现伸缩换向。法兰用于安

8、装机械手,构成如图所示得结构:图 2-1 步进电机伸缩机构示意图 2、3 执行装置得设计方案 2、3、1 滚珠丝杠得选择 2、3、1、1 滚珠丝杠副得选择:(1)由题可知:伸缩长度 S 为 300 毫米,伸缩时间 t 为 2 秒,所以速度 smsmmsmmtsV15.01502300,初选螺距 P=10mm (2、1)则:min900min1060150rrPVnm (2、2)(2)计算载荷:CF mAHFCFKKKF(FK为载荷系数,HK为硬度系数,AK为精度系数)由题中条件,取2.1FK 5,取0.1HK 6取 D 级精度 7,取1.1AK 8 丝杠得最大工作载荷mF:导向杆所受摩擦力即丝

9、杠最大工作载荷:max=F=40015.0=120N (2、3)则:NFC21121201.10.12.1(3)计算额定动载荷aC得值:341067.1hmCaLnFC (2、4)hLrnHm15000,min960 所以 NCa200641067.115000960211234(4)根据选择滚珠丝杠副:按滚珠丝杠副得额定动载荷aC等于或稍大于aC得原则,选用汉江机床厂 FC1 型滚珠 丝杠 9 :表 2-1 汉江机床厂 FC1 型滚珠丝杠 丝 杠 代 号 丝杠尺寸/mm 螺 旋 角 滚珠直径 米制/mm 螺母安装尺寸/mm 额定载荷 中径 大径 导程 动载 静载 2d d p D 1D 2D

10、 B E M L Q 1 2 h NCa/NCoa/4006-3 40 39、5 8 112 3、969 5 8 M6 9 25 FC1-5006-3,NCa21379 FC1-52008-2、5 NCa22556 考虑各种因素选用 FC1-5006-3。由表 2-9 得丝杠副数据:公称直径 mmD500 导程 p=8mm 螺旋角 112 滚珠直径 mmd969.30 按表 2-1 中尺寸计算:滚道半径 mmmmdR064.2969.352.052.00 (2、5)偏心距 mmmmdRe20106.52969.3064.207.0207.0 (2、6)丝杠内径 mmmmReDd76.45)06

11、4.22106.5250(22201(2、7)(5)稳定性验算 由于一端轴向固定得长丝杠在工作时可能发生失稳,所以在设计时应验算其安全系数 S,其值应大于丝杠副传动结构允许安全系数S(见表 2-10)。丝杠不会发生失稳得 最大载荷,称为临界载荷crF(N)按下式计算:22)(lEIFacr 10 (2、8)式中 E 为丝杠材料得弹性模量,对于钢,E=206Mpa;l 为丝杠工作长度(m)L=450mm;为丝杠危险截面得惯性矩 4m;u 为长度系数,见表 2-10。依题意:474411015.26404576.014.364mmd (2、9)取32u,则 NFcr627921085.445.03

12、21015.21020614.3 (2、10)安全系数3.303116001085.46mcrFFS。查表2-10,S=3 4,SS,丝杠就是安全得,不会失稳。(6)刚度验算:滚珠丝杠在工作负载F(N)与转矩T(Nm)共同作用下引起每个导程 得变形量:cGJTpEApFL220 11 (2、11)其中 A丝杠截面积 224mdA CJ丝杠极惯性矩 4432mdJC G 丝杠得切变模量,对于钢 MPaG3.83 T转矩 tgDFTm20 式中:为摩擦角,其正切函数值为摩擦系数,mF为工作载荷,取摩擦系数 0025.0tg,则=840 则 T=mNtg43.04081121025043003 (2

13、、12)按最不利情况取(其中 F=mF)49223293212221004576.0103.8314.343.01081604576.01020614.34301084164GdTPEdPFL mN 21023.2 (2、13)则:丝杠在工作长度上得弹性变形引起得导程误差为:umPLLL25.11081023.245.0320 (2、14)通常要求丝杠得导程误差L应小于其传动精度(mm03.0)得 1/2,即 ummmmmL15015.003.02121 (2、15)该丝杠得L满足上式,所以其刚度可满足要求。(7)效率验算:滚珠丝杠副得传动效率 12为 93.0408112)112(00tgt

14、gtgtg (2、16)要求在 90%95%之间,所以该丝杠副合格。经上述计算:FC1-5006-3 各项性能均符合题目要求,可选用。2、3、1、2 滚珠丝杠螺距得选择:P=8mm 2、3、1、3 滚珠丝杠得有效长度:根据结构得设计确定,要保证有 300mm 得伸缩长度,先对丝杠螺母进行选择。丝杠螺母选用外循环螺旋槽式:滚珠螺母可得到其结构尺寸总长为 L=61mm。根据其传动得特点,要保证螺母不脱离滚珠丝杠,又要有 300mm 移动距离,则丝杠得有效传动长度为 L=430mm。2、3、1、4 滚珠丝杠得安装结构:采用双推简支式安装,一端安装支推轴承与深沟球轴承得组合,另一端安装深沟球轴承,其轴

15、向刚度较低,双推端可预拉伸安装,预紧力小,轴承寿命较高,适用于中速传动精度较高得长丝杠传动系统。由此可知:丝杠转速:Pn=L/2 所以 min112575.18163002rsrsrPLn (2、17)2、3、1、5 丝杠安装轴承得选择 由于滚珠丝杠副得支承形式采用得就是一端固定一端游动(F-S),而又避免丝杠受压,所以丝杠得固定端(承重端)为左端,右端为游动端。因此为了满足使用要求,左端得轴承选取双向推力球轴承与深沟球轴承得组合形式。推力轴承得特点就是只能承受单向轴向载荷。为了限制左端得径向位移,同时又要限制向右得轴向位移,故选用角接触球轴承。此类轴承得特点就是能同时承受径向轴向联合载荷。1

16、)双向推力球轴承得选择 2)初步选定为 51000 型 代号为 51306 d=30mm D=60mm T=21mm KNCa2.36 3)校核基本额定载荷 通过所要求轴承寿命(等于丝杠得寿命)算基本额定载荷 在实际工程计算中,轴承寿命常用小时表示 PCnLh60108 13 (2、18)3838101000150001420601060PnLCh=2338N (2、19)其中,C基本额定动载荷(N)P当量动载荷(N)寿命指数 球轴承3 n轴承得转速(r/min)在使用寿命为 15000 小时得要求下,双向推力球轴承应承受得基本额定动载荷为 2338N。初步选用得轴承得额定载荷aC=27KN,

17、即aCC 所以满足使用要求。此类单向推力球轴承得数据如下表 14:表 2-2 球轴承 4)深沟球轴承得选择 选用得轴承型号为6007c(15),具体数据见下表 15:表 2-3 深沟球轴承 基本尺寸 安装尺寸 基本额定载荷 极限转速 重量 轴承代号 d D B A sdaD asr rC orC 脂油 W 70000C型 mm Mm KN r/min kg 45 75 16 16 51 69 1 25、8 20、5 7500 10000 0、28 7009C 5)深沟球轴承得选择:基本尺寸 安装尺寸 基本额定载荷 极限转速 重量 轴承代号 d D T ad aD axr min max max

18、 aC oaC 脂油 W 51000 型 mm mm KN r/min kg 30 60 20 57 53 0、6 36、2 66、8 3200 4500 0、14 51306 下端得轴承只起游动与限制径向位移得作用,所以采用深沟球轴承。选择 60000 型,具体数据见下表 16:表 2-4 球轴承数据 2、3、2减速齿轮得有关计算 2、3、2、1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数:(1)确定传动比 i=min/1125min/4000rr=1、25 故此次设计采用一级减速(2)按照工作要求,此次设计齿轮传动采用直齿圆柱齿轮开式传动。轮齿得主要失效形 式为齿面磨损,故此次设计采用硬齿面。(3

19、)选择齿轮材料及确定许用应力:由表 10-1 选小齿轮材料为 40MnB(调质)、硬度 260HBS;大齿轮材料 35SiMn(调质)、硬度 230HB,制造精度系数为 8 级。(4)估计丝杆功率:摩擦功率 P 摩=QV/60000f 式中:Q摩擦力(N),Q=Fmax=120N;V直线传动中得速度(m/min);V=100060*/150smm=9m/min;(2、20)f直线传动机械效率f=螺母*导向杆=92%*75%=69%;故 P 摩=%69*60000min/9*120mN=0、028KW (2、21)参考卧式车床Pf=(0、030、04)Pi,故取 P 摩=0、04P 快 故 P

20、快=0、028KW/0、04=0、7KW 故 P 丝杆=P 快*齿轮=0、7KW*0、95=0、67KW 基本尺寸 安装尺寸 基本额定载荷 极限转速 重量 轴承代号 d D B ad aD asr min max max rC orC 脂油 W 60000 型 mm mm KN r/min kg 30 42 7 32、4 39、6 0、3 4、00 3、15 12000 16000 0、026 61806(5)选小齿轮齿数,201z大齿轮齿数252025.112 izz。2、3、2、2 按齿面接触强度设计 由设计计算公式(10-9a)进行计算,即 3211132.2HEdttZiiTkd 18

21、 (2、22)确定公式内得各计算值(1)试选载荷系数3.1tK(2)计算小齿轮传递得转矩 51105.95T丝杆丝杆nP=5105.950、67/1125=310687.5Nmm (2、23)(3)由表 10-7 选取齿宽系数5.0d(4)由表 10-6 查得材料得弹性模量218.189 MPaZE(5)由图 10-21d按齿面硬度查得小齿轮得接触疲劳MPaHLim6251 大齿轮得接触疲劳强度极限MPaHLim5802;(6)由式 10-13 计算应力循环次数:99219911108.46.31064.81064.81530082140006060NjLnNh (2、24)(7)由图 10-

22、19 查得接触疲劳寿命系数90.0;88.021HNHNKK(8)计算接触疲劳许用应力 取失效概率为1%,安全系数 S=1,由式(10-12)得 MPaMPaSKMPaMPaSKHLimHNHHLimHNH522580901.055062588.02220111 (2、25)1)计算:计算小齿轮分度圆直径td1,代入H中较小得值 32332115228.18925.125.2110687.53.132.2132.2HEdttZiiTkd mm13.49 (2、26)2)计算圆周速度 v smsmndvt89.21000601125132.4910006011 (2、27)3)计算齿宽 b:mm

23、dbtd57.24132.495.01 (2、28)4)计算齿宽与齿高之比 b/h 模数 mmzdmtt46.220/132.49/11 (2、29)齿高 h=2、252、46mm=5、53mm b/h=49、132/5、53=8、89 (2、30)5)计算载荷系数 根据smv89.2,8 级精度,由图 10-8 查得动载系数11.1VK 直齿轮,假设mmNbFKtA/100/。由表 10-3 查得2.1FHKK;由表 10-3 查得使用系数 1AK;由表 10-4 查得:213221023.0)6.01(18.086.0bKddH (2、31)将数据代入 416.187.341023.01)

24、16.01(18.086.0322HK (2、32)由 b/h=34、87/3、92=8、89 416.1HK 查图 10-13 得35.1FK;故载荷系数:931.14124.12.111.11HHVAKKKKK (2、33)6)按实际载荷系数校正所算得得分度圆直径,由(10-10a)得 22331106.563.1931.1132.49mmmmKKddtt (2、34)7)计算模数 m mmzdm82.22006.5611 取标准模数 m=4 (2、35)2、3、2、3 校核齿根弯曲疲劳强度:由式 10-4 得校核式为:23FSaFatFbmYYKF 1）计算圆周力:NzTFt5.1862

25、06.310687.522321 (2、36)2）齿形系数及应力校正系数:由表 10-5 得:3）齿形系数 32.2,55.221FaFaYY 4）应力校正系数 70.1,61.121SaSaYY 5）计算弯曲疲劳许用应力 SKFEFNF (2、37)(1)弯曲疲劳安全系数S=1、4(2)由图 10-20c按齿面硬度查得小齿轮得弯曲疲劳强度极限MPaFE4801;大齿轮得弯曲疲劳强度极限MPaFE3602;(3)由图 10-18 查得弯曲疲劳寿命系数84.0;78.021FNFNKK;则:MPaSKMPaSKFEFNFFEFNF2164.136084.043.2674.148078.02221

26、11 (2、38)6）校核计算:(1)由前知载荷系数 1AK 11.1VK 2.1FK 35.1FK 则:393.135.12.186.01FFVAKKKKK (2、39)（2）校核:2222111163.66287.3470.132.25.186393.137.69287.3461.155.25.186393.1FSFFtFFSFFtFMPabmYYKMPabmYYK 满足要求。则:02.14406.5611mdz 取171z (2、40)所以 25.211725.112 izz 取252z (2、41)2、3、2、4 几何尺寸计算 1)分度圆直径:mmmzdmmmzd100254,6817

27、42211 (2、42)2)中心距:mmdda84210068221 (2、43)3)齿轮宽度:mmddb32685.01 (2、44)取mmB302 mmB351 4)齿顶圆直径:mmmhzdaa7642172*111 (2、45)mmmhzdaa10842252*222 (2、46)5)齿根圆直径:mmmchzdaf58425.0221722*11 (2、47)mmmchzdaf90425.0222522*222 (2、48)2、3、2、5 验算:mmNmmNbFKtA/100/66.4405.1861 (2、49)对照表 11-2 可知选用 8 级精度就是合宜得。2、3、3 电动机得选择

28、 根据设计任务书要求选用 3 相 6 拍步进电机。2、3、3、1 确定各旋转件得角速度 丝杆=602丝杆n=1125r/min*2/60=117、75rad/s (2、50)2、3、3、2 确定各旋转件得转动惯量:其中丝杆系效直径取为 0、038m。J 丝杆=324Ld=*78*103*0、044*0、43/32=0、8*103Kgm2 (2、51)2、3、3、3 确定直线传动件质量 iim=m螺母+m连杆+m导向杆+m挡块+m夹持器 (2、52)其中:m 夹持器=20Kg,m 导向杆=11Kg 取iim=50Kg 2、3、3、4 转化到电机轴上当量转动惯量 J=22)()(iKwVwWkJk

29、 (Kgm2)(2、53)式中:Wk各旋转件得角速度;(rad/s),Jk各旋转件得转动惯量;(Kgm2),mi各直线运动件得质量;(Kg),V-直线运动件得速度;(m/s),W-电机角速度;(rad/s)故 J=J 丝杆2wW丝杆+2iwVmi=0、8*103*215775.117+30*215716.0=17、7*103 (2、54)2、3、3、5 确定克服惯性量所需得电机上得扭矩:1M=JtW(NM)(2、55)式中:J电机轴上得当量转动惯量(Kgm2);W电机得角速度(rad/s);t-时间,取 t=0、27;故 M 惯=1*103*2.0157=0、785NM 2、3、3、6 确定负

30、载扭矩:mNFLTL6.005.0120 (2、56)所以 mNTTLst5.14.06.04.0 最大静转矩 mNTMTstS36.2951.05.1785.0951.01max (2、57)2、3、3、7 选择电机 由最大静转矩,查机械设计手册 选 90BF004 所选电机技术数据如下 17:表 2-5 电机技术数据 规格 步距角(0)相数 最大静转矩(Nm)最高空载 启动频率 步/s 运行频率步/s 电压 V 电流 A 90BF004 0、75 3 2 表 2-6 电机外形尺寸 外径 长度 轴径 重量 110 181 9 3 第三章 PLC 控制系统设计 3、1 PLC 得构成及工作原理

31、 可编程控制器(简称 PLC)虽然外观各异,但就是硬件结构大体相同。主要由中央处理器(CPU)、储存器(RAM、ROM)、输入输出器件(I/O 接口)电源及编程设备几大部分构成。PLC就是在工业环境中使用得数字操作电子系统。它使用可编程存储器储存用户设计得程序指令,这些指令用来实现逻辑运算、顺序操作、定时、计数及算术运算与通过数字或模拟出入/输出来控制各种机电一体化系统。由于它具有程序可变、抗干扰能力强、可靠性高、功能强、体积小、耗电低,特别就是易于编程、使用操作方便、便于维修、价格便宜等特点,具有广泛得应用前景。PLC 实质上就是一台面向用户得专业数字控制计算机。图 3-1 为 PLC 得硬

32、件结构框图,PLC 通过输入/输出接口与被控对象得工作机相连接。控制系统得具体要求,通过编程器预先把程序写入到储存器中,然后执行程序,完成控制任务。当系统或被控对象改变时,只需相应变化输入/输出接口与被控对象得连线,重新编程,即可形成一个新得控制系统。图 3-1 PLC 硬件结构框图 3、2 选择 PLC 此次设计选择得 PLC 定为 F1-40 系列。(1)I/O 点数得估算 根据分析得结果,进行统计估算,F1-40 系列选择主机 I/O 点数为 24/16。(2)容量计算 内存容量指得就是用户程序得容量。最大 I/O 点数为 120,一般指令得条数为 I/O 点数 得 10-12 倍左右,

33、PLC 得容量不得小于此要求。(3)其它 PLC 除了主控模块外,还可以配接各种功能模块。本次设计选择增加位置控制模块、速度控制模块。这些模块可实现特殊功能。3、3 PLC 外部 I/O 分配图 根据所选得 PLCF1-40 系列得内部元件及输入输出得相关元件、设备,编制出 I/O 分配3-2 所示如下:图 3-2 PLC 接线图 3、4 软件设计 根据任务书得要求,可以采用移位寄存指令或步进指令进行系统软件得设计,整个控制系统得设计应采用模块化设计。(1)模块化设计 公共程序模块,手动程序模块,自动程序模块,远位模块。公共程序模块包括主电路、油泵等得控制,状态初始化,状态转换启动,状态转换停

34、止,事故报警保护等程序。程序总框图如图 3-3 所示:图 3-3 程序总框图 公共程序部分就是对整个程序进行控制得部分,对机器得运行控制起着主要作用。公共程序得梯形图如图 3-4 所示:图 3-4 公共程序 表 3-1 公共程序指令表 手动程序采用电动方式,应能完成全部自动程序所完成得动作。手动程序部分如图 3-5 所示:步序 指令 步序 指令 步序 指令 0 LD X400 8 S S600 16 OUT Y535 1 OR M100 9 LD X402 17 OUT M101 2 ANI X402 10 OR M101 18 LD M101 3 OUT Y533 11 ANI M100 1

35、9 ANI M100 4 OUT Y534 12 ANI X403 20 S S601 5 OUT M100 13 ANI M103 21 ANI X502 6 LD X404 14 ANI M104 22 OUT M76 7 AND M100 15 ANI M71 图 3-5 手动程序 表 3-2 手动程序指令表 步序 指令 步序 指令 步序 指令 0 LD X416 14 ANB 28 ANB 1 ANI X415 15 OUT Y432 29 OUT Y435 2 ANI X405 16 LD X421 30 LD X417 3 ANI X506 17 ANI X422 31 ANI X

36、420 4 LD X407 18 ANI X414 32 ANI X407 5 OR X411 19 LD X407 33 AND X506 6 ANB 20 OR X411 34 OUT Y433 7 OUT Y430 21 ANB 35 LD X4420 8 LD X415 22 OUT Y431 36 ANI X417 9 ANI X416 23 LD X422 37 ANI X411 10 ANI X404 24 ANI X421 38 AND X506 11 ANI X506 25 ANI T540 39 OUT Y436 12 LD X407 26 LD X407 13 OR X4

37、11 27 OR X411 自动程序应包括连续过程,单周过程,画出状态转移图。自动程序部分如图 3-6 所示:图 3-6 自动程序 表 3-3 自动程序指令表 步序 指令 步序 指令 步序 指令 步序 指令 步序 指令 0 STL S601 44 AND Y532 88 OUT Y531 132 STL S633 176 STL S644 1 OUT Y430 45 S S613 89 OUT Y530 133 OUT Y532 177 OUT Y530 2 AND X405 46 STL S613 90 AND Y531 134 AND Y532 178 AND Y530 3 S S602

38、47 OUT Y532 91 AND Y530 135 S S634 179 S S645 4 STL S602 48 AND Y532 92 S S623 136 STL S634 135 S S634 5 OUT Y431 49 S S614 93 STL S623 137 OUT Y532 136 STL S634 6 AND X414 50 STL S614 94 OUT Y530 138 OUT Y530 137 OUT Y532 7 S S603 51 OUT Y532 95 AND Y530 139 MPS 138 OUT Y530 8 STL S603 52 OUT Y530

39、96 S S624 140 AND Y530 139 MPS 9 OUT Y432 53 MPS 97 STL S624 141 AND X412 140 AND Y530 10 AND X404 54 AND Y530 98 OUT Y530 142 S S630 141 AND X412 11 S S604 55 AND Y412 99 OUT Y532 143 MPP 142 S S630 12 STL S604 56 S S607 100 OUT Y440 144 ANI X412 143 MPP 13 OUT Y433 57 MPP 101 MPS 145 S S635 144 AN

40、I X412 14 AND X406 58 ANI X412 102 AND Y532 146 STL S636 145 S S635 15 S S605 59 S S615 103 AND Y413 147 OUT Y431 146 STL S636 16 STL S605 60 STL S615 104 S S617 148 R Y534 147 OUT Y431 17 OUT Y433 61 AND X503 105 MPP 149 AND X414 148 R Y534 18 OUT Y434 62 OUT Y435 106 ANI X413 150 S S637 149 AND X4

41、14 19 AND X407 63 OUT T450 107 S S625 151 STL S637 150 S S637 20 S S606 64 SP K3 108 STL S625 152 OUT Y441 151 STL S637 21 STL S606 65 AND T450 109 AND X504 153 AND Y441 152 OUT Y441 22 OUT Y536 66 S S616 110 S S626 154 S S640 153 AND Y441 23 AND Y536 67 STL S616 111 STL S626 155 STL S640 154 S S640

42、 24 S S607 68 OUT Y441 112 OUT Y536 156 AND X413 155 STL S640 25 STL S607 69 S Y437 113 AND Y536 157 OUT Y532 156 AND X413 26 AND X412 70 AND Y441 114 S S627 158 AND Y532 157 OUT Y532 27 OUT Y530 71 S S617 115 STL S630 159 S S641 158 AND Y532 28 AND Y530 72 STL S617 116 AND X412 160 STL S641 159 S S

43、641 29 S S610 73 AND X413 117 OUT Y530 161 OUT Y532 160 STL S641 30 STL S610 74 OUT Y532 118 OUT Y531 162 OUT Y531 161 OUT Y532 31 OUT Y530 75 AND Y532 119 AND Y530 163 AND Y532 162 OUT Y531 32 OUT Y531 76 S S620 120 AND Y531 164 AND Y531 163 AND Y532 33 AND Y530 77 STL S620 121 S S631 165 S S642 16

44、4 AND Y531 34 AND Y531 78 OUT Y532 122 STL S631 166 STL S642 165 S S642 35 S S611 79 OUT Y531 123 OUT Y531 167 OUT Y531 166 STL S642 36 STL S611 80 AND Y532 124 AND Y531 168 AND Y531 167 OUT Y531 37 OUT Y531 81 AND Y531 125 S S632 169 S S643 168 AND Y531 38 AND Y531 82 S S621 126 STL S632 170 STL S6

45、43 169 S S643 39 S S612 83 STL S621 127 OUT Y531 171 OUT Y531 170 STL S643 40 STL S612 84 OUT Y531 128 OUT Y532 172 OUT Y530 171 OUT Y531 41 OUT Y531 85 AND Y531 129 AND Y531 173 AND Y530 172 OUT Y530 42 OUT Y532 86 S S622 130 AND Y532 174 AND Y531 173 AND Y530 43 AND Y531 87 STL S622 131 S S633 175

46、 S S644 174 AND Y531 3、5 硬件设计 硬件设计包括外围电路、控制柜、布线等得设计。本次设计主要要求进行控制柜得设计。操作面板如图 3-7 所示:图 37 操作面板 总结 本次设计就是对机电一体化课程所学得一个综合考察。我觉得作为一名机械设计制造专业得学生,在机械设计方面有了更大得进步。在这一段时间里,通过网上查找资料,翻阅设计手册等相关专业书籍,使我了解到很多机械手得相关知识。熟悉了机械手设计得过程步骤,通过机械手得结构设计、注意事项等,巩固了机械设计方面得知识。通过这次毕业设计,使我对继电器、控制器、PLC、液压系统有了进一步得了解。课堂上得知识为此次课程设计提供了正确

47、得理论指导,而实践中遇到得问题又进一步加深与巩固了我们得知识,不但对机器控制系统得工作原理与特点有了深入认识,而且对各类元器件得作用及选用也进行了仔细研究。这次毕业设计让我有一次复习了以前得内容并运用它做出了自己得东西,让我对机电控制技术产生了浓厚得兴趣。在本次设计中,更多得就是对机械 CAD软件得使用,这使我能更加熟练得运用 CAD画图,而且还熟练掌握了一些常用软件得应用,比如 PRO/E,OFFICE 等。课程设计就是对所学得专业知识一个检验与运用得过程,经过此次课程设计,让我深切体会到作为一名机械设计人员必须面对得各种困难,同时也让我瞧到了自身得不足,更清楚了前进得方向。本设计中不足得就

48、是,只就是对机械手得结构与控制系统进行了设计,但就是还不能够投入生产,如果要设计一个合格得实际使用得商品得话,还要做市场调查,考虑成本,工作环境,优化设计等,所以,我觉得现在做得还不够,可以说就是差得很多,所以要作为一名真正得设计人员,还要更加得努力！参 考 文 献 1 廖常初、PLC 应用技术问答、第 1 版、北京:机械工业出版社,2006 2 濮良贵、级明刚、机械设计M、高等教育出版社,1995 年 3 张万奎、机床电气控制技术、北京:北京大学出版社,2006、8 4 王炳实、机床电气自动控制、第三版、北京:机械工业出版社,2004、5 5 王永华、现代电气控制及 PLC 应用技术、第 1

49、 版、北京:北京航空航天大学出版社,2003 6 成大先编、机械设计手册M、北京:化学工业出版社,2004 年 7 廖兆荣编、机床电气自动控制、北京:化学工业出版社,2003、6 8 赵大兴编、工程制图M、高等教育出版社,2004 年 9 天津大学工业机械手设计基础编写组、工业机械手设计基础、天津:天津科学技术出版社 1980、10 李允文、工业机械手课程设计、1987、11 孟繁华、机器人应用技术、哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,1989、12 周伯英、工业机器人设计、北京:机械工业出版社,1995、13 宋徳玉、可编程序控制器原理及应用系统设计技术、冶金工业出版社,1999、14 成大先、机械设计手册(第四卷)、化学工业出版社,2002、15 常斗南、可编程序控制器原理、应用、实验、机械工业出版社,1999、16 韩梦玮、顺序控制技术、国防工业出版社,1987、17 成大先、机械设计手册单行本液压传动、化学工业出版社,2004、