气动机械手毕业设计论文(5)

2019-06-02 17:18

各执行机构调速。凡是能采用排气口节流方式的,都在电磁阀的排气口安装节流阻尼螺钉进行调速,这种方法的特点是结构简单,效果尚好。如手臂伸缩气缸在接近气缸处安装两个快速排气阀,可以加快启动速度,也可调节全程上的速度。升降气缸采用进气节流的单向节流阀以调节手臂上升速度。由于手臂可自重下降,其速度调节仍采用在电磁阀排气口安装节流阻尼螺钉来完成。气液传送器气缸侧的排气节流,可用来调整回转液压缓冲器的背压大小。

为简化气路,减少电磁阀的数量,各工作气缸的缓冲均采用液压缓冲器。这样可以省去电磁阀和切换调节阀或行程节流阀的气路阻尼元件。

电磁阀的通径,是根据各工作气缸的尺寸、行程、速度计算出所需压缩空气流量,与所选用电磁阀在压力状态下的公称使用流量相适应来确定的。

第五章 机械手的PLC控制设计

考虑到机械手的通用性,同时使用点位控制,因此我们采用可编程序控制器(PLC)对机械手进行控制.当机械手的动作流程改变时,只需改变PLC程序即可实现,非常方便快捷。

5.1可编程序控器的简介

在60年代,汽车生产流水线的自动控制系统基本上都是由继电器控制装置构成的。当时汽车的每一次改型都直接导致继电器控制装置的重新设计和安装。随着生产的发展,汽车型号更新的周期愈来愈短,这样,继电器控制装置就需要经常地重新设计和安装,十分费时,费工,费料,甚至阻碍了更新周期的缩短。为了改变这一现状,美国通用汽车公司在1969年公开招标,要求用新的控制装置取代继电器控制装置,并提出了十项招标指标,即

1. 编程方便,现场可修改程序;2. 维修方便,采用模块化结构; 3. 可靠性高于继电器控制装置;4. 体积小于继电器控制装置; 5. 数据可直接送入管理计算机;6. 成本可与继电器控制装置竞争; 7. 输入可以是交流115V;

8. 输出为交流115V,2A以上,能直接驱动电磁阀,接触器等; 9. 在扩展时,原系统只要很小变更; 10. 用户程序存储器容量至少能扩展到4K。

1969年,美国数字设备公司(DEC) 研制出第一台PLC,在美国通用汽车自动装配线上试用,获得了成功。这种新型的工业控制装置以其简单易懂,操作方便,可靠性高,通用灵活,体积小,使用寿命长等一系列优点,很快地在美国其他工业领域推广应用。到1971年,已经成功地应用于食品,饮料,冶金,造纸等工业。这一新型工业控制装置的出现,也受到了世界其他国家的高度重视。1971年,日本从美国引进了这项新技术,很快研制出了日本第一台PLC。1973年,西欧国家也研制出它们的第一台PLC。我国从1974年开始研制,于1977年开始工业应用。

5.2 PLC的结构,种类和分类

PLC实质是一种专用于工业控制的计算机,其硬件结构基本上与微型计算机相同,如图所示:

图5-1

(一)中央处理单元(CPU)

中央处理单元(CPU)是PLC的控制中枢。它按照PLC系统程序赋予的功能接收并存储从编程器键入的用户程序和数据;检查电源、存储器、I/O以及警戒定时器的状态,并能诊断用户程序中的语法错误。 (二) 存储器

存放系统软件的存储器称为系统程序存储器。 存放应用软件的存储器称为用户程序存储器。 PLC常用的存储器类型: (1) RAM (Random Assess Memory)

这是一种读/写存储器(随机存储器),其存取速度最快,由锂电池支持。 (2) EPROM (Erasable Programmable Read Only Memory)

这是一种可擦除的只读存储器。在断电情况下,存储器内的所有内容保持不变。(在紫外线连续照射下可擦除存储器内容)。

(3) EEPROM(Electrical Erasable Programmable Read Only Memory) 这是一种电可擦除的只读存储器。使用编程器就能很容易地对其所存储的内容进行修改。 (三) 电源

PLC的电源在整个系统中起着十分重要得作用。如果没有一个良好的、可靠得电源系统是无法正常工作的,因此PLC的制造商对电源的设计和制造也十分重视。

一般交流电压波动在+10%(+15%)范围内,可以不采取其它措施而将PLC直接连接到交流电网上去。

常见的PLC的类型挺多的,有三菱的FX系列、西门子的S7系列、台湾的丰炜等等。

plc的分类有:

(一) 小型PLC

小型PLC的I/O点数一般在128点以下,其特点是体积小、结构紧凑,整个硬件融为一体,除了开关量I/O以外,还可以连接模拟量I/O以及其他各种特殊功能模块。它能执行包括逻辑运算、计时、计数、算术运算、数据处理和传送、通讯联网以及各种应用指令。 (二) 中型PLC

中型PLC采用模块化结构,其I/O点数一般在256~1024点之间。I/O的处理方式除了采用一般PLC通用的扫描处理方式外,还能采用直接处理方式,即在扫描用户程序的过程中,直接读输入,刷新输出。它能联接各种特殊功能模块,

通讯联网功能更强,指令系统更丰富,内存容量更大,扫描速度更快。 (三) 大型PLC

一般I/O点数在1024点以上的称为大型PLC。大型PLC的软、硬件功能极强。具有极强的自诊断功能。通讯联网功能强,有各种通讯联网的模块,可以构成三级通讯网,实现工厂生产管理自动化。大型PLC还可以采用三CPU构成表决式系统,使机器的可靠性更高。

5.3 FX2n系列三菱PLC特点:

1、集成型高性能。CPU、电源、输入输出三为一体。

对6种基本单元,可以以最小8点为单元连接输入输出扩展设备,最大可以扩展输入输出256点。

2、高速运算

基本指令:0.08μs/指令 应用指令:1.52~数100μs/指令 3、安心、宽裕的存储器规格 内置8000步RAM存贮器

安装存储盒后,最大可以扩展到16000步。 4、丰富的软元件范围

辅助继电器:3072点,定时器:256点,计数:235点 数据寄存器;8000点

5、除了具有输入输出16~256点的一般速途,还有模拟量控制、定位控制等特殊控制。

6、面向海外的产品适合各种安全规格 为大量实际应用而开发的特殊功能:

开发了各个范围的特殊功能模块以满足不同的需要----模拟I/O,高速

计数器。

定位控制达到16轴,脉冲串输出或为J和K型热电偶或Pt传感器开发了温度模块。

对每一个FX2n主单元可配置总计达8个特殊功能模块。

5.4 接近开关传感器

1 接近开关传感器的概念 在各类开关中,有一种对接近它物件有“感知”能力的元件——位移传感器。利用位移传感器对接近物体的敏感特性达到控制开关通或断的目的,这就是接近开关。

当有物体移向接近开关,并接近到一定距离时,位移传感器才有“感知”,开关才会动作。通常把这个距离叫“检出距离”。不同的接近开关检出距离也不同。

2 接近传感器的选型和检测对于不同的材质的检测体和不同的检测距离,应选用不同类型的接近传感器,以使其在系统中具有高的性能价格比,为此在选型中应遵循以下原则:

(1)当检测体为金属材料时,应选用高频振荡型接近传感器,该类型接近传感器对铁镍、A3钢类检测体检测最灵敏。对铝、黄铜和不锈钢类检测体,其检测灵敏度就低。

(2)当检测体为非金属材料时,如;木材、纸张、塑料、玻璃和水等,应选用电容型接近传感器。

(3)金属体和非金属要进行远距离检测和控制时,应选用光电型接近传感器或超声波型接近传感器。

(4)对于检测体为金属时,若检测灵敏度要求不高时,可选用价格低廉的磁性接近式传感器或霍尔式接近传感器。

3 接近开关传感器的原理图:


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