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1、菱 FX2N 系列 PL C 机械 手操作-作者 : _-日期 : _转运机械手设计说明手册系部：专 业 班 级：学 生 姓 名：二 O 一三 年 七 月前言机械手：也被称为自动手，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。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。工业机械人是近几十年发展起来的一种高科技自动化生产设备。转运机械手是工业机器人的一部分。它的特点是可通过编程来完成各种预期的搬运任务。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
2、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。机械手可在空间抓、放、搬运物体，动作灵活多样，适用于可变换生产品种的中、小批量自动化生产，广泛应用于柔性自动线。机械手一般由耐高温，抗腐蚀的材料制成，以适应现场恶劣的环境，大大降低了工人的劳动强度，提高了工作效率。机械手是工业机器人的重要组成部分，在很多情况下它就可以称为工业机器人。可编程控制器是继电器控制和计算机控制出上开发的产品，逐渐发展成以微器处理为核心把自动化技术、计算机技术、通信技术融为一体的新型工业自动控制装置。本文应用三菱公司生产的可编程控制器FX 系列 PLC，实现机械手搬
3、运控制系统，该系统充分利用了可编程控制器（ PLC）控制功能。使该系统可靠稳定，时期功能范围得到广泛应用。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。机械手被广泛的运用于自动生产线中，机械人的研制和生产已成为高技术邻域内，迅速发展起来的一门新兴的技术，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力大的特点，因此，机械手已受到许多部门的重视，并越0来越广泛地得到了应用。1目录一转运机械手1.1转运机械手总体介绍 -1二机械手气动系统基本部件2.1控
4、制元件 -22.2执行元件 -32.3辅助元件 -42.4气动系统图 -4三机械手电气控制3.1基本电气元件 -53.2控制面板布置 -63.3I/O配置分配表 -73.4硬件接线图 -83.5控制流程图 -93.6控制梯形图 -113.5.2程序梯形图 -122一转运机械手1.1转运机械手总体介绍机械手主要由手部、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、
5、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。控制系统是通过对机械手每个自由度的电机的控制，来完成特定动作。同时接收传感器反馈的信息，形成稳定的闭环控制。通过对其编程实现所要功能。0伸缩气缸升降气缸摆缸支架气爪1二机械手气动系统基本部件2.1控制元件2.2.1气动电磁阀电磁阀 4V230C-08电磁阀 4V210C-08产品介绍1、先导方式：外部与内部可选；2、滑柱式结构，密封性好，反应灵敏；3、三位置电磁阀有三种中央功能可供
6、选择；4、双头二位置电磁阀具有记忆功能；5、内孔采用特殊工艺加工，磨擦阻力小，启动气压低，使用寿命长；6、无需加油润滑；7、可与底座集成阀组，节省安装空间；28、附设手动装置，利于安装调试；9、有多种标准电压等级可供选用。电磁阀的工作原理就是利用给电磁铁通电，电磁阀里面的铁芯运动，来控制流体的通断。电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔都通向不同电磁铁通电、断电，电磁阀里面的铁芯会移动，通过控制阀体的移动来挡住或漏出不同的孔，来实现不同的孔的接通和断开，这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。2.2执行元件部件介绍2.1.1TR双轴气缸引导活塞在其中进行直线往复运动的圆筒形金属机
7、件。工质在发动机气缸中通过膨胀将热能转化为机械能；气体在压缩机气缸中接受活塞压缩而提高压力。涡轮机、旋转活塞式发动机等的壳体通常也称“气缸”。2.1.2气动手指 HFZ16部件介绍SMC气动手指又名气动夹爪或气动夹指，是利用压缩空气作为动力，用来夹取或抓取工件的执行装置。最初起3源于日本，后被国内自动化企业广泛使用。根据样式通常可分为Y 型夹指和平型夹指，缸径分为 16mm和20mm两种，其主要作用是替代人的抓取工作，可有效地提高生产效率及工作的安全性。2.1.3旋转缸 HRQ10-A部件介绍1, 端盖分铸钢件和普通铸件2，缸筒采用国产优质铁缸筒，内壁经精密研磨，配合好，摩擦力小，使用寿命长。
8、3 ，安装方式，可以按照标准QGA,QGB系列；亦可按照客户提供图纸，经双方技术确认，不存在设计，使用隐患，按图制作。（1）小型，体积小，外型精致。（2）表面阳极氧化处理，强度大，不宜磨损，（ 3) 阀体，阀芯精密数控中心加工而成，精确度高，优质进口密封件，耐磨，不宜腐蚀。2.3辅助元件2.3.1气动三联件、开关4气动三联件是由过滤器、减压阀和油雾器三部分组成，过滤器主要负责过滤压缩空气中的杂质，减压阀主要负责控制系统压力，油雾器负责后端元件的给油润滑。2.4气动系统图气动机械手气动回路原理图5三机械手电气控制3.1基本电气元件3.1.1选择开关 SA3.1.2按钮开关 SB3.1.2磁性开关
9、 LS3.1.3指示灯 HL63.2控制面板布置3.3输入 / 输出编址表7序号输入编址 / 元件名称名称元件1X10/SB10摆缸左摆到位磁感应开关LS02X11/SB11摆缸右摆到位磁感应开关LS13X12/SB12伸缩气缸伸出到位磁感应开关LS24X13/SB13伸缩气缸缩回到位磁感应开关LS35X14/SB14升降气缸下降到位磁感应开关LS46X15/SB15升降气缸上升到位磁感应开关LS57X16/SB16气爪夹紧到位磁感应开关LS68X17/SB气爪松开到位磁感应开关LS79X2自动 / 手动旋钮SA10X1启动按钮SB111X0停止按钮SB212X3/SB3摆缸手动SB313X4
10、/SB4伸缩缸手动SB414X5/SB5升降缸手动SB515X6/SB6气爪手动SB6序号输出编址1Y42Y53Y64Y75Y106Y117Y128Y0名称元件摆缸左摆双电控电磁阀YV1摆缸右摆双电控电磁阀YV2伸缩气缸伸出双电控电磁阀YV3伸缩气缸缩回双电控电磁阀YV4升降气缸下降双电控电磁阀YV5升降气缸上升双电控电磁阀YV6气爪加紧单电控电磁阀YV7自动运行指示灯HL189Y1气爪夹紧指示灯HL23.4硬件接线图93.5控制流程图PLC程序是 PLC控制系统的核心，想要机械手按照某种路线运动就得通过编写 PLC程序来实现，所以PLC程序对用 PLC控制的机械手来说至关重要。3.5.1程序流程图顺序功能图（ SFC）是一种新颖的、按照工艺流程图进行编程的图形编程语言。这是一种IEC 标准推荐的首选编程语言，近年来在PLC编程中已经得到了普及和推广，SFC编程的优点：1 、在程序中可以很直观地看到设备的动作顺序。比较容易读懂程序，因为程序按照设备的动作顺序进行编写，规律性较强。2、在设备故障时能够很容易的查找出故障所处在的位置。3、不需要复杂的互锁电路，更容易设计和维护系统。10