侧取机械手控制系统的设计与开发

发布时间：2017-08-23 19:42

  本文关键词：侧取机械手控制系统的设计与开发

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【摘要】：随着工业生产自动化程度的不断提高,机械手在生产现场的流水线中扮演着越来越重要的作用,已成为现代化工业生产中不可缺少的重要环节。由于卧式注塑机便于体现自动化的优势,与卧式注塑机配合使用的通用机械手得到广泛运用。各个厂家生产的与该注塑机配合的机械手都已经相对统一,结构与功能已趋于完善。但个别厂家由于各种条件限制,使用的是立式注塑机,且不想使用人力来进行取件和放件操作,也希望通过机械手来提高生产效率。面对国内生产的侧取机械手不够稳定,进口的侧取机械手存在价格昂贵等问题。这对开发侧取机械手有着重要的意义。本轮文以侧取机械手控制系统为研究对象,对气动控制技术、伺服控制技术、传感检测技术进行了研究,运用欧姆龙PLC和触摸屏分别完成了侧取机械手控制系统的程序设计和界面设计,并通过现场调试和试验完成了机械手的可靠性论证。本论文的主要工作侧重于对侧取机械手的运动控制设计以及触摸屏监控设计。首先对机械手各个部分的机构及动作流程进行分析,确定总体控制方案。然后分别对系统输入电路、气动控制电路以及伺服控制电路进行设计。该部分内容主要有气压驱动中的中间继电器、电磁阀、气缸控制线路设计；伺服电机选型、传动比、电子齿轮比的计算以及伺服驱动器与PLC的连接方式等。然后是对系统软件控制流程的制定和控制程序的编写,该部分包括对原点复归程序的设计、手动控制程序的设计、自动控制程序的设计、报警、急停程序的设计以及触摸屏控制程序的设计等。最后,通过现场调试,验证了系统的可行性；使用光电检测仪对系统的重复定位精度进行了测量验证。
【关键词】：机械手 伺服系统 控制系统 PLC 触摸屏
【学位授予单位】：广东工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TP241
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-13
• 第一章 绪论13-18
• 1.1 研究背景及意义13-14
• 1.2 国内外研究现状14-16
• 1.2.1 国外研究现状14-15
• 1.2.2 国内研究现状15-16
• 1.3 课题来源16
• 1.4 课题研究的主要内容16-17
• 1.5 本章小结17-18
• 第二章 侧取机械手控制系统的方案设计18-27
• 2.1 机械手分类及其工作原理18-19
• 2.2 侧取机械手总体方案设计19-24
• 2.2.1 总体方法19-20
• 2.2.2 动作流程设计要求20-22
• 2.2.3 整机性能指标22-23
• 2.2.4 控制系统总体方案设计23-24
• 2.3 系统各功能模块概述24-26
• 2.3.1 触摸屏监控系统24-25
• 2.3.2 控制器25
• 2.3.3 驱动模块25-26
• 2.3.4 执行模块26
• 2.3.5 传感器模块26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 侧取机械手控制系统的硬件设计27-40
• 3.1 硬件系统结构组成27-28
• 3.2 输入电路设计28-29
• 3.3 气动系统29-32
• 3.3.1 气动系统概述29-30
• 3.3.2 气动系统设计30-32
• 3.4 伺服系统32-39
• 3.4.1 伺服系统概述32-34
• 3.4.2 伺服系统设计34-39
• 3.4.2.1 伺服电机选型34-37
• 3.4.2.2 伺服电机控制线路设计37-39
• 3.4.2.3 伺服控制设计39
• 3.5 本章小结39-40
• 第四章 侧取机械手控制系统的程序设计40-54
• 4.1 PLC控制器概述40
• 4.2 系统PLC的I/O信号分配40-42
• 4.3 PLC梯形图程序设计42-53
• 4.3.1 开机自检程序设计42-43
• 4.3.2 原点复归程序设计43-45
• 4.3.3 手动程序设计45-48
• 4.3.4 自动程序设计48-51
• 4.3.5 报警和急停程序设计51-53
• 4.4 本章小结53-54
• 第五章 侧取机械手的触摸屏系统设计54-62
• 5.1 触摸屏的介绍及选型54-56
• 5.1.1 触摸屏54
• 5.1.2 触摸屏(可编程终端)的工作原理54
• 5.1.3 触摸屏的特点54-55
• 5.1.4 触摸屏的功能55-56
• 5.1.5 触摸屏的通信链接56
• 5.2 侧取机械手系统人机画页设计56-61
• 5.2.1 开机画页57-58
• 5.2.2 主控画页58-59
• 5.2.3 手动画页59
• 5.2.4 参数设置画页的设计59-60
• 5.2.5 状态监控画页的设计60-61
• 5.2.6 报警和事件的建立61
• 5.3 本章小结61-62
• 第六章 侧取机械手系统功能调试与可靠性验证62-70
• 6.1 伺服电机调试62-64
• 6.2 系统整体功能运行调试64-65
• 6.3 设备可靠性验证65-69
• 6.4 本章小结69-70
• 总结与展望70-72
• 参考文献72-75
• 攻读学位期间发表的论文及申请的专利75-77
• 致谢77-78
• 附录78-105

【参考文献】

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本文编号：726933