基PLC控制分拣机械手设计
——硬件设计
基PLC控制分拣机械手设计——硬件设计
摘
次设计研究年机械手发展状况基础针类繁重劳动工业生产中工作业存安全隐患等问题提出PLC控制气动控制相结合机械手设计运机械手技术作设计基础设计整体结构执行结构驱动系统控制系统提出基PLC气动控制分拣机械手进行产品分拣工作通实现分拣功进行深入研究结合控制系统硬件选优缺点仔细分析实现分拣功基础进行部分优化设计绘制相应电路接线图等系列设计图纸设计出采气动进行驱动PLC进行控制简单易操作实际意义物料分拣机械手现代工业生产提供部分数支持技术支撑
关键词：机械手气动控制编程控制器（PLC）动化控制物料分拣
PLCbased control sorting manipulator designhardware design
Abstract
In this design based on the study of the development of manipulators in recent years the design and application of manipulators combining PLC control and pneumatic control are proposed for the problems of human heavy labor and the hidden safety hazards of manual operations in industrial production Taking the manipulator technology as the design basis the overall structure execution structure drive system and control system are designed A sorting manipulator based on PLC and pneumatic control is proposed to sort the products Through indepth study on the realization of sorting function careful analysis of the advantages and disadvantages of the control system and hardware selection some optimizations were carried out on the basis of the realization of sorting function and a series of design drawings such as the corresponding circuit wiring diagram were drawn A simple easytooperate and practical material sorting manipulator driven by pneumatics and controlled by PLC is designed which can provide some data support and technical support for modern industrial production
Keywords manipulator pneumatic control PLC automatic control material sorting
目 录
1气动机械手控制系统设计 1
11设计背景 1
111 课题研究背景意义 2
112 国外气动机械手研究 2
113 气动机械手应 3
12机械手组成分类 3
13课题提出务 4
2 机械手系统设计 5
21气压传动控制 5
22结构原理图 6
23 气动控制系统设计 6
24方案确定 7
25气动控制系统分工步分析 7
3 气动系统选择 9
31换刀机械手气动系统元件确定 9
32 电磁换阀 9
33气动三联件 10
34执行气缸 10
35排气装置 11
4 系统组成部分设计 12
41夹持器结构设计校核 12
42 水方设计计算 12
43气动机械手定位稳性确定 13
44气动驱动系统设计 16
45手部抓取缸 17
46 立柱升降气动回路 18
47手臂伸缩缸气动回路 19
44总体系统图 20
5 硬件设计 22
51 控制系统电源设计 22
52 硬件选型 22
521 中间继电器选型 23
522 行程开关 24
523 电动机 25
524 交流接触器选型 26
525 热继电器选型 27
526 钮开关选型 28
527 电源指示灯选型 29
53 电路设计 30
531 PLCIO接线图 30
532 IO址分配表 31
533电机次接线图 31
总结 32
参考文献 34
致谢 36
附录 37
1气动机械手控制系统设计
11设计背景
气动操器操器(机械体)控制器驱动系统感应装置组成够完成模拟类机控制系统智化编执行简单程序务集项功身类设备务种类丰富场景极强适应性产出产品产量更加保障气动操作器身性稳固体现作产出物品数量水产品产出速率整工作流程安全性便利程度整工作环境操起敏捷度着忽视改善性种客观表现方面例生产中气动机械手着生产根指标产品产出直接作智全动方面较普通生产更截基础增加生产便利性该力资源资源原基础显著减少基气动技术机械手技术科学高力操控严谨力资源节约情况产出质量没滑坡相较高新智科技说气动机械手生产保障生产性例稳固性耐性敏捷性安全性复杂意味着降低专业性现代化科技机械技术飞速成长程序控制做动化化批量生产工作中进行样步骤完成出现通机械手达较领域够作业目类普遍适机械手短时间作业程序容进行改写较优秀适应力重复生产领域中尤常更换产出产品种类方量运
111 课题研究背景意义
着现代化科技机械技术飞速成长工业已然成产生活重领域项重领域中气动机器技术发挥着重作科研员未机械智控制技术方性肯定通类研究认机器模仿类种动作类外表类模型未气动机器家梦想
根气动机械手结构气动机械手轮式移动气动机器轨道气动机器机器行走气动机器等年类机械研究重成果——徒步气动机械手数动物样移动机器做项成果着程度体现种较强技术结果科学性稳固性安全性处较高水相较老式气动机器项新型成果表现出性更加优秀空间工作路楼梯等久项技术广泛应气动机器研究制作中通常计算机设计气动机械手模拟达直观模拟效果运计算机现已完全实现气动机器部件仿真运动模拟仿真通设计器直观观察机构零部件运动通仿真呈现体现出资源方面力物力较少浪费显著优势
112 国外气动机械手研究
工业气动机械手实已短时间发展史尤日20世纪80年代工业气动机械手第次面世投入接年发展中产业愈发成熟项指标快速增长产业越越知道然新兴产业发展成长工业产值1980年1000亿日元1990年开始达6000亿日元2004年时已达1万日元数8500亿样庞数字彰显着工业气动机械手生产生活中越越重仅仅工业水提高社会生产水提高
气动机械手工业领域愈愈运正产品质量工业生产力显著提高直观体现仅仅工业生产方面时项技术安全性力资源方面减存许安全隐患力资源变情况消耗幅减少营造出更良生产环境缓消费原生产成明显幅度跌机械工业气动机械手广泛应映射出社会产业发展终究离开民群众原究质求民利益化民生产生活需求满足
113 气动机械手应
气动机械手种产业相汽车产业出现种规模高科技产业现代气动机械产业市场前景发展手20世纪世界房产操者持续增加世纪90年代气动机器产品产量显著增长具体表现年均10增长率快速增长2004年记录20韩亚航空机械手需求量年增长率4340年发展机械工业气体应领域气动机器制造应广泛领域电焊热处理镀层加工拼装测试堆栈等领域坯料制造(硬件压铸锻造等)等工作中气动机械手较手动生产效率显著提高
12机械手组成分类
机械手核心构成部分：执行机构驱动系统控制系统位置检测装置等组成系统联系做表示
图11机械手组成方框图
13课题提出务
次设计课题中继电器控制电路采继电器控制四电磁阀线圈电失电切换压缩空气排进气缸方实现种行
次设计务：
(1) 气动机械手首先进行整体研究设计整体运动方式提出控制方案综合方面求选择佳方案
(2) 气动机械手动道路设计绘制气动电路图
(3) 设计继电器控制线构建控制系统仿真图
(4) 根气动原理图运行仿真调试时出现问题进行仔细分析进行方面咨询找出中问题逐击破详细记录
2 机械手系统设计
21气压传动控制
气压传动控制设计中运压力转化机械项技术：采气压驱动器压缩空气作工作介质实现项技术控制零件通马达原动机生成机械转换成压缩空气压力空气压缩机实现压力转换形式机械程中实现外部做功种动作完成
气源装置控制元件执行元件辅助元件等四部分构成气压传动控制系统
系统提供呵护质量求压缩空气滤空气中固体颗粒含水汽会影响气动零件工作空气部分空气压缩机压缩空气发生装置压缩空气储藏净化辅助装置气动系统必少源头装置气源装置
控制元件气动控制系统中部分核心元件通常运压力控制阀流量控制阀方控制阀等通气源输入信号处理进实现方等方面控制
压缩空气净化滤器润滑零件需油雾零件合理连接接头降噪消声器气动控制中重辅助零件
执行元件控制元件相辅相成机制实现机械运（压缩空气压力转化成）气缸马达等元件设计中立柱摆动手臂升降夹爪收缩通控制元件具体言气缸控制
四执行元素执行动作圆柱型零件1实现机机械手正翻转圆柱型零件2实现机械手立柱升降运动圆柱型零件3实现机械手手臂伸缩运动气动爪零件4实现夹爪收紧放松必须控制四执行元件运动达处理工件目次进行动作程包括：翻转柱拉伸手臂升高柱夹住工件收缩手臂降低柱展开手臂释放工件序执行操作需调整四零件气流转换次需更换柱状零件
气动技术幅采已体现许领域：机械轻工业石化纺织品电子包装食品医药冶金航空运输等工业领域气动机器组合机器加工中心生产者铜芯动检测实验装置等量登场气动技术广泛正日益增长优越性种体现具体动控制方面生产产量产出产品合格度控制资源利率等方面体现
22结构原理图
通面气动机械手分析现结构原理进行分析图21机械手工作原理图
图21 机械手工作原理图
23 气动控制系统设计
理支撑需针结构气动进行气动原理图设计次设计采气动标准元器件画法搭建次设计机械手气动原理图
图中示气动路线图：气源→滤装置→压力表→控制阀组→执行气缸气缸通单独双电控二位五通阀进行控制压缩空气通阀组进入气缸两侧控制推进退图中示电容式接开关限位开关作达点位触发位机进行监测
24方案确定
方案1运XD线图方法设计气动机械手气动电路通电磁换阀结构设计
方案23电磁方阀控制3气缸换时间继电器KT交流继电器KM中间继电器KA设计控制电路通3电磁方阀切换换完成定序执行8动作
实验室中电磁换阀数量限继电器数量充分考虑选项2系统设计
25气动控制系统分工步分析
1机械手立柱降程
（1）进气路
气源装置→气动三件→二位五通电磁换阀B(右位)→气缸（降）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀A(左位)→气
2机械手夹持程
（1）进气路
气源装置→气动三件→二位五通电磁换阀A(左位)→气缸（夹持程）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀B(右位)→气
3机械手立柱升程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀A(左位)→气缸（升）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀B(右位)→气
4机械手臂伸长程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀A(左位)→气缸（伸出程）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀B(右位)→气
5机械手臂收缩程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀B(右位)→气缸（收缩）
（2）排气路什玩意
气缸→二位五通电磁换阀A(左位)→气
6机械手臂松开程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀B(右位)→气缸（松开）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀A(左位)→气
3 气动系统选择
31换刀机械手气动系统元件确定
气动三件气动控制系统必少组成部分里选较常见双电控二位五通电磁换阀排气阀选单排气阀气缸
32 电磁换阀
电磁阀控制元件中种方控制阀方控制阀电气控制机械控制力控制种通电气控制实现流动体动化种执行元件技术领域运调整介流动体方等参数
电磁换阀电先导孔电气控制张开腔压力流体进入情况远腔室外部压强产生压强高低差距流体压力推动阀门开电磁换阀失电时先导孔弹簧驱动控制张开腔压力远腔室外部压强产生压强高低差距流体压力阀门关闭图31电磁换阀流体压力范围高够实现机安装求满足流体压差条件实现
图31 电磁换阀图
33气动三联件
气动三联件称气动三件运回转离心原理分离分水滤器注油装置油雾器稳压减压减压器三元件分水滤器→减压阀→油雾器序连接成综合性装置图32气动三联件
中分水滤器采新型旋风叶片滤度水分离率滤灰效率等指标方面均良表现够空气中灰尘杂质滤出分离水分
油雾器润滑油进行雾状喷射够达润滑效果润滑效果稳定简单便捷
图32 气动三联件
34执行气缸
气动驱动器压缩气体压力转换机械气动工作元件根活塞两侧气腔压缩气体交换方两方输出力单作气缸双作气缸分图例单活塞杆气缸剖面结构图33示
气缸固定表等皮带载荷气缸2活塞杆组合压缩空气序进入气缸左右两腔控制活塞杆前位移外部工作台需范围相效行程三倍需足够空间型设备较常见
图33执行气缸原理图
35排气装置
快速排气阀排气缸废气般情况介换阀气缸间装置快速排出气缸废气需换阀汽缸复运动速度加快工作周期缩短
通常快速排气阀应直接安装气缸气缸附原理图34排气装置原理图中示
图34 排气装置原理图
4 系统组成部分设计
41夹持器结构设计校核
实际工业生产机械设计环节中运连杆杠杆手爪运中夹爪定求
(1) 适夹紧力
手操作时必须适夹紧力确保稳定性性高支持变形少工作损坏加工面僵硬拙劣工作夹紧力调节设计繁重工作必须考虑锁安全装置
(2) 足够交换机范围
操作时手指开关位置正变化称开关范围支持班级手手指开闭装置操作开关角度手指夹紧边长度表达关手手指切换开关范围手指开关范围求素
(3) 追求简单结构巧轻便
运动状态改变直接影响整气动机器结构重量位置精度运动速度等性结构重量体积需手前工作设计追求手简单轻量结构
(4) 机械手爪应具定承受力
基承受强度求简单开合式夹爪通弹簧驱动控制两指间开合达手抓夹紧放松简单控制单作气缸结构简单便操作气缸工作时右侧没气体进入时气缸右侧腔停止进入时夹爪松开
42 水方设计计算
1水方计算
摆动缸工件扭矩需工件处水位置工件重量设定重10kg长度l 100mm图41示
工件
图41 受力简图
（1）计算扭矩
（2）气缸（伸缩）配件估算扭矩
F 100N S 01m（行程时）
100×01×1 10（N·M）
理垂直方升降气缸
2气缸选型
气缸种类繁致分类根活塞数目分单活塞双活塞气缸单活塞气缸根气缸杆杆气缸杆气缸分杆气缸较常见单活塞杆气缸双活塞杆气缸单双活塞杆均单双作气缸分类磁性机械耦合等气缸杆气缸次设计中选单活塞杆双作气缸
43气动机械手定位稳性确定
1般定位方法
机械块锚定笔划结束时设置机械块气动操器减速工作放置块旁边
果定位前速度减慢定位时会移驱动压力种情况机械块位置达更高迭代精度通常高05mm果拖动驱动器消工作压力气动操器会次块撞击较距离降低位置精度
2影响稳定性位置精度素
气动操器否正常工作实际3D空间中定位问题3D空间折线角度位置混合体简单情况强度值影响单线角定位错误素包括：
(1) 定位方法
影响素位置确定方法异机械块定位定位精度块刚度触摸块时速度等素关
(2) 定位速率
定位精度中重影响素位置速度差异需消耗运动部件量般情况减少位置误差必须合理控制定位速度例缓性提高缓效率驱动驱动系统确保运动部件速度放慢
(3) 灵敏度
控制气动机械手灵敏度反应感应灵敏度位置精度影响素
(4) 承受强度
气动机械手承受强度直接影响机械手接触工件工作效果强度太低造成工件松动
(5) 运动件重量
运动中运动气动机械手机械手分拣运输工件（物料）质量运动件质量发生变化时定位精准性收影响
(6) 控制系统
开关控制电例控制伺服控制位置控制精度相仅种控制元件精度灵敏度位置反馈装置关[13]
3气动机械手运动缓装置
缓设备
缓区
外缓区
分类
气缸端
缓电路
弹性机械零件
缓电路
优缺点
设计简单紧凑型
位置灵活性佳结构
设计题中缓装置气缸端缓装置
活塞气缸端盖移动定距离时活塞端盖间会形成缓室利节流原理缓室产生暂时背压电阻动作减慢停止止防止硬击装置称气缸结束缓装置[1215]
缓程中恒定节流器缓装置称恒定节流缸端缓器
设计气缸端恒定节流缓区时三参数受工作条件限制：(加速度)(缓室击压力)(剩馀速度)般方法三参数中选然剩两参数进行校核步骤
首先活塞完成运动形成缓空间气缸端盖活塞间缓空间缓室利节流原理缓室产生时背压阻力运动减速直停止避免硬性击装置称气缸端部缓装置
缓程中节流口恒定缓装置称恒节流式气缸端部缓装置设计气缸端部恒节流缓装置时（加速度）（缓腔击压力）（残余速度）三参数受操作条件限制首先选择参数确认两参数步骤：
(1) 选择加速度
通常amax值根空气力学反手击球类型结构必须考虑速度负荷重载低速气动机械手 取5ms2轻载高速气动机械手取5～10 ms2
(2) 计算运动方作活塞外力F
水运动时：
（式323）
025×103×π×3627
138N
(3) 计算残余速度Vr
（式324）
ms
44气动驱动系统设计
空气动力学控制室动材料输送机构级控制根气体流量压力确定动输送机构运动速度工作范围动输送机构运动速度工作功率通流量气压控制控制气动压力般5 14kg cm范围臂力达160kg优点
(1) 空气动力(发动机汽缸)结构紧凑重量轻功率低
(2) 量热通空气排出保证机器正常工作
(3) 空气元件直线位移式回转式两种开关控制系统通阀门泵调整补充
(4) 接触速度快快速进行驱动元件相气动元件具更高刚度更方位误差更高定位精度抗振性较复杂处理电流数学障检测扩展测试补偿功电子设备电气机械设备敏感简单
45手部抓取缸
图 42 夹爪部分气动原理图
(1) 夹爪部分气动原理图图42示
(2) 泵供气动力P取1Mpa流量Q取系统需流量Q 1300mls
需装图43中示调速阀流量定72Lmin工作压力P2Mpa
硬件选型：
型号2FRM520102流量控制阀
型号23E110B二位三通阀电磁换阀
46 立柱升降气动回路
图 43 立柱升降气动回路
(1) 立柱升降气动原理图图43示
(2) 工作压力 P1Mpa
流量 Q35mls
硬件选型
型号2FRM520102流量控制阀
型号34E110B二位四通电磁换阀
47手臂伸缩缸气动回路
图 44 手臂伸缩缸气动回路
(1) 臂伸缩缸气动原理图图44示
(2) 工作压力 P 025Mpa
流量 Q 1000mls
硬件选型：
型号2FRM520102 流量控制阀
型号23E110B二位三通电磁换阀
44总体系统图
图 45 总体系统图
(1) 总体系统图图45示
(2) 工作程
立柱降→手部抓紧→立柱升→臂伸长→立柱降→手部放松
(3) 确认电机规格：
气动泵选取CBD型气泵额定压力P 1Mpa工作流量32～70mlr间选取80Lmin额定流量泵
：传动功率 （式415）
式中：η08 （验值）
代入公式（415）：
167KN
图46 机械手整体图
5 硬件设计
51 控制系统电源设计
设计系统中提供电源AC380VPLC供电电源AC220V隔离变压器供电PLC输入输出回路电源DC24V选AC220VDC24V直流稳压电源
52 硬件选型
SPS系列S 7200具221222224xpcn226等种类型选择224xpcn作14输入10起始点24数字IO综合系统224xpcn包括组模拟量输入模拟量输出模块226类型224xpcn成性价方面类型优势
允许联接七拓展模块扩展248数字35模拟IO口13kb程序存储空间6独立30khz高速表2独立20khz高速脉输出PID控制器两RS 485通信端口
图 51 PLC实物图
521 中间继电器选型
中心继电器参数选择极数(接点)线圈电压附加电流插座灯灯
根点根欧姆龙提供参数选择模型
首先my系列操作频率10000060000次常线圈电压AC 200 2020 240vDC 24vn型号LED灯型号
里基成需求选价格相更高n型LED颜色交流红色直流绿色线圈交换标准线圈分离诊断功
线圈直流规格线圈极性必须识布线必须正确My 2j 2接点额定通电电流3a
导轨安装底座ly系列my系列更容量面my系列常线圈电压样
LED颜色交流红直流绿线圈交换标准线圈分离时具诊断力两系列相
线圈直流标准检测线圈极性正确布线ly 2j附加电流10a施加接触
选择pyf 08a e my 4j +pyf 08a e my 4njLED型中央继电器作装置中央继电器
图52 中间继电器实物图
522 行程开关
行程开关方开关通生产机械运动部件接触实现控制电路连接分离达定控制目般控制提高限制机械运动移动机械够根特定方升力停止反转改变速度相互抓住图53
53 行程开关样图
523 电动机
三相异步电动机选择应
系统规划特殊性作业设备定求发动机高温连续工作环境温度保持高温发动机身适高温高湿环境运行方式运输方式环境控制相较低粉尘较总结发动机种环境素求然速度高环境惯力应该满足定求
三相异步电动机选择
(1)根机械负荷特点生产工艺网络求建设成运行成等综合指标合理选择发动机类型
(2)根机械负荷需负荷力起动扭矩运转方式工作条件适选择发动机功率调整功率确保足够备功率保证济运行
(3)根应领域选择发动机保护类型结构
(4)根生产设备高转速变速系统求选择发动机转速
(5)根环境温度舒适性检验性安全性性求选择发动机绝缘装配方法
(6)根电源电压频率选择发动机附加电压频率
综述选择华新国产c 01 43b 0型发动机
图54 C0143B0型电机实物图
三相电机名牌参数
1型号 C0143B0
2电压 380V
3接法 星型
4功率 15kw
5电流 3A
6转速 1400rmin
7频率 50hz
524 交流接触器选型
关交流接触器选型通电路中负载电压（流）进行判断交流应交流直流应直流情况直流电压定应交流接触器电路中部分负载交流仅存部分直流时负载电流允许情况然采交流接触器
基分析选国产正泰品牌效流接触器型号CJX21210
图55 交流接触器实物图
525 热继电器选型
热继电器马达电气设备电路载发动机实际工作时负荷增加时电流增加负荷减少时电流减少发动机受超负荷控制获引擎必追加热继电器
选择热继电器时候考虑点
1 类型
般说选择二级结构热继电器条件理想环境三相电压衡者发动机选择三相结构热继电器选择相位断路器A类型
2．额定热继电器流量选择
热继电器额定流量求发动机额定流量请额定流量选择热继电器种类
3热力元件标称流量选择调整
热部件额定电流略高发动机额定电流发动机输出电流额定电流6倍起动时间5s时热交换部件调节电流应发动机额定电流相应发动机起动时间较长情况允许牵引力停止情况热元件调节流量额定发动机流量11115倍
图56 热继电器实物图
526 钮开关选型
停止钮选择常闭触点红色断开松开动恢复需触点选择施耐德钮型号XB2BA42C Φ22金属头弹簧复位1NC红色1
启动钮选择常开触点绿色闭合松开动断开需触点选择施耐德钮 XB2BA31C Φ22金属头弹簧复位绿色1
图57 钮开关实物图
527 电源指示灯选型
电源指示灯选型原：
1根工艺求选择应电源指示灯颜色
2根前控制设备功选择电源指示灯工作电压
综合点选正泰品牌型号ND1622DS2 ACDC 24V
58 电源指示灯实物图
53 电路设计
531 PLCIO接线图
PLC部分图纸包括电源接入输入输出回路连接电气图纸示：
图59 PL接线图
532 IO址分配表
表51 IO址分配表
IO址分配表
信号输入
址编码
信号输入
址编码
启动
IO0
传送带A运行
Q00
停止
IO1
传送带B运行
Q01
急停
IO2
升气缸
Q02
升位检测
IO3
降气缸
QO3
降位检测
IO4
左移气缸
QO4
左移位检测
IO5
右移气缸
QO5
右移位检测
IO6
夹爪开夹紧
QO6
传送带A检测位
IO7
运行指示灯
QO7
传送带B检测位
I10
533电机次接线图
图510示 三相电通空气开关端进入端头接入交流接触器端头时候交流接触器吸合动力电源380V接通相应电机开始工作否电机会工作样实现弱电控制强电效果
选FR热继电器电路进行保护作
图示PLC输出相应Q点然相应中间继电器开始动作中间继电器线圈接通时连接中间继电器点电源220v开关线圈连接超中间继电器点样实现PLC控制负载实现全动控制技术
图510 电机次接线图
总结
毕业设计转眼间收尾阶段月设计学程中通设计断深入取长足进步
整选题开题设计调试查重定稿连串设计完善中更高效更汲取知识作开展设计基础毕业设计样学生涯中复杂工作量次设计带仅仅次丰富历更程中力增加实验设计程资料需检索整合筛设计效果呈现需助软件完成组合作课题需家讨摩擦中推进疫情限制学会利网络查找资料更利图书资源运资料学会学讨问题工作着帮助学探讨设计程中拍合灵感碰撞样沟通协调宝贵历脱离书知识丰富充实
会工作中断学努力提升力通次设计实感优秀设计员艰难性中窥豹学设计部分容足切实体会专业设计工作严谨复杂程度远做激励敦促学海涯谦逊实践检验认识真理性唯标准切实学知识断然离开课知识仅仅纸验成优秀设计员道路离开身断摸索
着设计逐步完善文渐渐尾声学四年课程―毕业设计接受老师学生检查优秀足宝贵历历练盲目指导老师予知识补充时候更种知识灌注状态毕业设计程更重视锻炼果学四年次课程设计坚实基础次毕业设计完成困难会减许里学四年课程设计指导老师表示衷心感谢
通努力完成外离开指导老师细心指导刘娜老师总关键时刻出现立督促工作严格求时期务认真检查想指导老师表达诚挚谢意感谢
参考文献
[1]李红伟 黄景会液压气压传动技术海：济学出版社20178
[2]甘秀芹等液压气压传动吉林：吉林科学技术出版社2017
[3]张群生编著．液压气压传动 第3版北京：机械工业出版社．2018
[4]杜君文编 机械制造技术装备设计 天津：天津学出版社20178
[5]徐灏编 机械设计手册（第三卷） 北京：机械工业出版社20199
[6]徐灏编 机械设计手册（第四卷） 北京：机械工业出版社20179
[7]机械设计手册联合编写组编 机械设计手册册 北京：石油化学工业出版社20189
[8]濮良贵纪名刚编 机械设计 北京：高等教育出版社2018
[9]杜君文编 机械制造技术装备设计 天津：天津学出版社2018
[10]王知行刘适茸编 机械原理 北京：高等教育出版社 2017
[11] 徐灏机械设计手册3[M]北京：机械工业出版社2019p20p55
[12] 徐灏机械设计手册4[M]北京：机械工业出版社2018p34p56
[13] 徐灏机械设计手册5[M]北京：机械工业出版社2017p44p78
[14] 张建民工业机械手[M]北京：北京理工学出版社2017p66p91
[15] 工业气动机械手编写组工业气动机械手机械结构[M]海：海科学技术出版社2018p46p77
[16] 机床设计手册编写组机床设计手册3[M]北京：机械工业出版2018p23p44
[17] 丁树模气动传动[M]北京：机械工业出版社2019p34p45
[18] 颜永年机械制图[M]连：连理工学工程画教教研室2017p12p60
[19] 李恒权朱明臣王德云毕业设计指导书[M]山东：青岛海洋出版社2019p12p30
[20] 王栋梁机械基础[M]北京：机械基础2017p44p90
[21] 隆生Solid Works设计应[M]北京：电子工业出版社2018p20p30
[22] 黄鹤汀机械制造技术[M]北京：机械工业出版社2017
[23] 吴宗泽罗圣国机械设计课程设计手册[M]北京：高等教育出版社2019p23p45
[24] 李允文工业气动机械手设计[M]机械工业出版社北京2017p45p70
[25] 丁树模气动传动[M]机械工业出版社北京2019p1p40
[26] 陆祥生杨秀莲气动机械手[M]中国铁道出版社北京2018p33p56
[27] J DingT Tsuzuki Journal of Materials Science 2017p12p44
[28] XieFTsutsuiJM GaoL ZuckerIH PorterTR Ultrasound in Medicine and Biology 2017p55p
附录：
电源参数表
型号
性
S_120_12
S_120_15
S_120_24
S_120_48
直流输出电压电波
12V 10A
15V 8A
24V 5A
48V 25A
文波噪音
100mVpp
100mVpp
100mVpp
100mVpp
进线稳定度
±03
±03
±02
±02
负数稳定度
±03
±03
±02
±02
效率
81
82
84
84
直流电压调范围
±10
±10
±10
±10
输入电压范围
85_132VAC170_264VAC 开关选择 47_63Hz240_370VDC
击电流
冷启动电流 30A115V 60A230V
载保护
105_150切断输出动恢复
电压保护
115_135 rated output voltage
启动升保持时间
200ms50ms20ms
耐压性
输出时间：15KvAC 输入外壳间：15Kv 输出外壳间：05Kv 分钟
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
基PLC控制分拣机械手设计
——硬件设计
基PLC控制分拣机械手设计——硬件设计
摘
次设计研究年机械手发展状况基础针类繁重劳动工业生产中工作业存安全隐患等问题提出PLC控制气动控制相结合机械手设计运机械手技术作设计基础设计整体结构执行结构驱动系统控制系统提出基PLC气动控制分拣机械手进行产品分拣工作通实现分拣功进行深入研究结合控制系统硬件选优缺点仔细分析实现分拣功基础进行部分优化设计绘制相应电路接线图等系列设计图纸设计出采气动进行驱动PLC进行控制简单易操作实际意义物料分拣机械手现代工业生产提供部分数支持技术支撑
关键词：机械手气动控制编程控制器（PLC）动化控制物料分拣
PLCbased control sorting manipulator designhardware design
Abstract
In this design based on the study of the development of manipulators in recent years the design and application of manipulators combining PLC control and pneumatic control are proposed for the problems of human heavy labor and the hidden safety hazards of manual operations in industrial production Taking the manipulator technology as the design basis the overall structure execution structure drive system and control system are designed A sorting manipulator based on PLC and pneumatic control is proposed to sort the products Through indepth study on the realization of sorting function careful analysis of the advantages and disadvantages of the control system and hardware selection some optimizations were carried out on the basis of the realization of sorting function and a series of design drawings such as the corresponding circuit wiring diagram were drawn A simple easytooperate and practical material sorting manipulator driven by pneumatics and controlled by PLC is designed which can provide some data support and technical support for modern industrial production
Keywords manipulator pneumatic control PLC automatic control material sorting
目 录
1气动机械手控制系统设计 1
11设计背景 1
111 课题研究背景意义 2
112 国外气动机械手研究 2
113 气动机械手应 3
12机械手组成分类 3
13课题提出务 4
2 机械手系统设计 5
21气压传动控制 5
22结构原理图 6
23 气动控制系统设计 6
24方案确定 7
25气动控制系统分工步分析 7
3 气动系统选择 9
31换刀机械手气动系统元件确定 9
32 电磁换阀 9
33气动三联件 10
34执行气缸 10
35排气装置 11
4 系统组成部分设计 12
41夹持器结构设计校核 12
42 水方设计计算 12
43气动机械手定位稳性确定 13
44气动驱动系统设计 16
45手部抓取缸 17
46 立柱升降气动回路 18
47手臂伸缩缸气动回路 19
44总体系统图 20
5 硬件设计 22
51 控制系统电源设计 22
52 硬件选型 22
521 中间继电器选型 23
522 行程开关 24
523 电动机 25
524 交流接触器选型 26
525 热继电器选型 27
526 钮开关选型 28
527 电源指示灯选型 29
53 电路设计 30
531 PLCIO接线图 30
532 IO址分配表 31
533电机次接线图 31
总结 32
参考文献 34
致谢 36
附录 37
1气动机械手控制系统设计
11设计背景
气动操器操器(机械体)控制器驱动系统感应装置组成够完成模拟类机控制系统智化编执行简单程序务集项功身类设备务种类丰富场景极强适应性产出产品产量更加保障气动操作器身性稳固体现作产出物品数量水产品产出速率整工作流程安全性便利程度整工作环境操起敏捷度着忽视改善性种客观表现方面例生产中气动机械手着生产根指标产品产出直接作智全动方面较普通生产更截基础增加生产便利性该力资源资源原基础显著减少基气动技术机械手技术科学高力操控严谨力资源节约情况产出质量没滑坡相较高新智科技说气动机械手生产保障生产性例稳固性耐性敏捷性安全性复杂意味着降低专业性现代化科技机械技术飞速成长程序控制做动化化批量生产工作中进行样步骤完成出现通机械手达较领域够作业目类普遍适机械手短时间作业程序容进行改写较优秀适应力重复生产领域中尤常更换产出产品种类方量运
111 课题研究背景意义
着现代化科技机械技术飞速成长工业已然成产生活重领域项重领域中气动机器技术发挥着重作科研员未机械智控制技术方性肯定通类研究认机器模仿类种动作类外表类模型未气动机器家梦想
根气动机械手结构气动机械手轮式移动气动机器轨道气动机器机器行走气动机器等年类机械研究重成果——徒步气动机械手数动物样移动机器做项成果着程度体现种较强技术结果科学性稳固性安全性处较高水相较老式气动机器项新型成果表现出性更加优秀空间工作路楼梯等久项技术广泛应气动机器研究制作中通常计算机设计气动机械手模拟达直观模拟效果运计算机现已完全实现气动机器部件仿真运动模拟仿真通设计器直观观察机构零部件运动通仿真呈现体现出资源方面力物力较少浪费显著优势
112 国外气动机械手研究
工业气动机械手实已短时间发展史尤日20世纪80年代工业气动机械手第次面世投入接年发展中产业愈发成熟项指标快速增长产业越越知道然新兴产业发展成长工业产值1980年1000亿日元1990年开始达6000亿日元2004年时已达1万日元数8500亿样庞数字彰显着工业气动机械手生产生活中越越重仅仅工业水提高社会生产水提高
气动机械手工业领域愈愈运正产品质量工业生产力显著提高直观体现仅仅工业生产方面时项技术安全性力资源方面减存许安全隐患力资源变情况消耗幅减少营造出更良生产环境缓消费原生产成明显幅度跌机械工业气动机械手广泛应映射出社会产业发展终究离开民群众原究质求民利益化民生产生活需求满足
113 气动机械手应
气动机械手种产业相汽车产业出现种规模高科技产业现代气动机械产业市场前景发展手20世纪世界房产操者持续增加世纪90年代气动机器产品产量显著增长具体表现年均10增长率快速增长2004年记录20韩亚航空机械手需求量年增长率4340年发展机械工业气体应领域气动机器制造应广泛领域电焊热处理镀层加工拼装测试堆栈等领域坯料制造(硬件压铸锻造等)等工作中气动机械手较手动生产效率显著提高
12机械手组成分类
机械手核心构成部分：执行机构驱动系统控制系统位置检测装置等组成系统联系做表示
图11机械手组成方框图
13课题提出务
次设计课题中继电器控制电路采继电器控制四电磁阀线圈电失电切换压缩空气排进气缸方实现种行
次设计务：
(1) 气动机械手首先进行整体研究设计整体运动方式提出控制方案综合方面求选择佳方案
(2) 气动机械手动道路设计绘制气动电路图
(3) 设计继电器控制线构建控制系统仿真图
(4) 根气动原理图运行仿真调试时出现问题进行仔细分析进行方面咨询找出中问题逐击破详细记录
2 机械手系统设计
21气压传动控制
气压传动控制设计中运压力转化机械项技术：采气压驱动器压缩空气作工作介质实现项技术控制零件通马达原动机生成机械转换成压缩空气压力空气压缩机实现压力转换形式机械程中实现外部做功种动作完成
气源装置控制元件执行元件辅助元件等四部分构成气压传动控制系统
系统提供呵护质量求压缩空气滤空气中固体颗粒含水汽会影响气动零件工作空气部分空气压缩机压缩空气发生装置压缩空气储藏净化辅助装置气动系统必少源头装置气源装置
控制元件气动控制系统中部分核心元件通常运压力控制阀流量控制阀方控制阀等通气源输入信号处理进实现方等方面控制
压缩空气净化滤器润滑零件需油雾零件合理连接接头降噪消声器气动控制中重辅助零件
执行元件控制元件相辅相成机制实现机械运（压缩空气压力转化成）气缸马达等元件设计中立柱摆动手臂升降夹爪收缩通控制元件具体言气缸控制
四执行元素执行动作圆柱型零件1实现机机械手正翻转圆柱型零件2实现机械手立柱升降运动圆柱型零件3实现机械手手臂伸缩运动气动爪零件4实现夹爪收紧放松必须控制四执行元件运动达处理工件目次进行动作程包括：翻转柱拉伸手臂升高柱夹住工件收缩手臂降低柱展开手臂释放工件序执行操作需调整四零件气流转换次需更换柱状零件
气动技术幅采已体现许领域：机械轻工业石化纺织品电子包装食品医药冶金航空运输等工业领域气动机器组合机器加工中心生产者铜芯动检测实验装置等量登场气动技术广泛正日益增长优越性种体现具体动控制方面生产产量产出产品合格度控制资源利率等方面体现
22结构原理图
通面气动机械手分析现结构原理进行分析图21机械手工作原理图
图21 机械手工作原理图
23 气动控制系统设计
理支撑需针结构气动进行气动原理图设计次设计采气动标准元器件画法搭建次设计机械手气动原理图
图中示气动路线图：气源→滤装置→压力表→控制阀组→执行气缸气缸通单独双电控二位五通阀进行控制压缩空气通阀组进入气缸两侧控制推进退图中示电容式接开关限位开关作达点位触发位机进行监测
24方案确定
方案1运XD线图方法设计气动机械手气动电路通电磁换阀结构设计
方案23电磁方阀控制3气缸换时间继电器KT交流继电器KM中间继电器KA设计控制电路通3电磁方阀切换换完成定序执行8动作
实验室中电磁换阀数量限继电器数量充分考虑选项2系统设计
25气动控制系统分工步分析
1机械手立柱降程
（1）进气路
气源装置→气动三件→二位五通电磁换阀B(右位)→气缸（降）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀A(左位)→气
2机械手夹持程
（1）进气路
气源装置→气动三件→二位五通电磁换阀A(左位)→气缸（夹持程）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀B(右位)→气
3机械手立柱升程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀A(左位)→气缸（升）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀B(右位)→气
4机械手臂伸长程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀A(左位)→气缸（伸出程）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀B(右位)→气
5机械手臂收缩程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀B(右位)→气缸（收缩）
（2）排气路什玩意
气缸→二位五通电磁换阀A(左位)→气
6机械手臂松开程
（1）进气路
气源→气动三件→二位五通电磁换阀B(右位)→气缸（松开）
（2）排气路
气缸→二位五通电磁换阀A(左位)→气
3 气动系统选择
31换刀机械手气动系统元件确定
气动三件气动控制系统必少组成部分里选较常见双电控二位五通电磁换阀排气阀选单排气阀气缸
32 电磁换阀
电磁阀控制元件中种方控制阀方控制阀电气控制机械控制力控制种通电气控制实现流动体动化种执行元件技术领域运调整介流动体方等参数
电磁换阀电先导孔电气控制张开腔压力流体进入情况远腔室外部压强产生压强高低差距流体压力推动阀门开电磁换阀失电时先导孔弹簧驱动控制张开腔压力远腔室外部压强产生压强高低差距流体压力阀门关闭图31电磁换阀流体压力范围高够实现机安装求满足流体压差条件实现
图31 电磁换阀图
33气动三联件
气动三联件称气动三件运回转离心原理分离分水滤器注油装置油雾器稳压减压减压器三元件分水滤器→减压阀→油雾器序连接成综合性装置图32气动三联件
中分水滤器采新型旋风叶片滤度水分离率滤灰效率等指标方面均良表现够空气中灰尘杂质滤出分离水分
油雾器润滑油进行雾状喷射够达润滑效果润滑效果稳定简单便捷
图32 气动三联件
34执行气缸
气动驱动器压缩气体压力转换机械气动工作元件根活塞两侧气腔压缩气体交换方两方输出力单作气缸双作气缸分图例单活塞杆气缸剖面结构图33示
气缸固定表等皮带载荷气缸2活塞杆组合压缩空气序进入气缸左右两腔控制活塞杆前位移外部工作台需范围相效行程三倍需足够空间型设备较常见
图33执行气缸原理图
35排气装置
快速排气阀排气缸废气般情况介换阀气缸间装置快速排出气缸废气需换阀汽缸复运动速度加快工作周期缩短
通常快速排气阀应直接安装气缸气缸附原理图34排气装置原理图中示
图34 排气装置原理图
4 系统组成部分设计
41夹持器结构设计校核
实际工业生产机械设计环节中运连杆杠杆手爪运中夹爪定求
(1) 适夹紧力
手操作时必须适夹紧力确保稳定性性高支持变形少工作损坏加工面僵硬拙劣工作夹紧力调节设计繁重工作必须考虑锁安全装置
(2) 足够交换机范围
操作时手指开关位置正变化称开关范围支持班级手手指开闭装置操作开关角度手指夹紧边长度表达关手手指切换开关范围手指开关范围求素
(3) 追求简单结构巧轻便
运动状态改变直接影响整气动机器结构重量位置精度运动速度等性结构重量体积需手前工作设计追求手简单轻量结构
(4) 机械手爪应具定承受力
基承受强度求简单开合式夹爪通弹簧驱动控制两指间开合达手抓夹紧放松简单控制单作气缸结构简单便操作气缸工作时右侧没气体进入时气缸右侧腔停止进入时夹爪松开
42 水方设计计算
1水方计算
摆动缸工件扭矩需工件处水位置工件重量设定重10kg长度l 100mm图41示
工件
图41 受力简图
（1）计算扭矩
（2）气缸（伸缩）配件估算扭矩
F 100N S 01m（行程时）
100×01×1 10（N·M）
理垂直方升降气缸
2气缸选型
气缸种类繁致分类根活塞数目分单活塞双活塞气缸单活塞气缸根气缸杆杆气缸杆气缸分杆气缸较常见单活塞杆气缸双活塞杆气缸单双活塞杆均单双作气缸分类磁性机械耦合等气缸杆气缸次设计中选单活塞杆双作气缸
43气动机械手定位稳性确定
1般定位方法
机械块锚定笔划结束时设置机械块气动操器减速工作放置块旁边
果定位前速度减慢定位时会移驱动压力种情况机械块位置达更高迭代精度通常高05mm果拖动驱动器消工作压力气动操器会次块撞击较距离降低位置精度
2影响稳定性位置精度素
气动操器否正常工作实际3D空间中定位问题3D空间折线角度位置混合体简单情况强度值影响单线角定位错误素包括：
(1) 定位方法
影响素位置确定方法异机械块定位定位精度块刚度触摸块时速度等素关
(2) 定位速率
定位精度中重影响素位置速度差异需消耗运动部件量般情况减少位置误差必须合理控制定位速度例缓性提高缓效率驱动驱动系统确保运动部件速度放慢
(3) 灵敏度
控制气动机械手灵敏度反应感应灵敏度位置精度影响素
(4) 承受强度
气动机械手承受强度直接影响机械手接触工件工作效果强度太低造成工件松动
(5) 运动件重量
运动中运动气动机械手机械手分拣运输工件（物料）质量运动件质量发生变化时定位精准性收影响
(6) 控制系统
开关控制电例控制伺服控制位置控制精度相仅种控制元件精度灵敏度位置反馈装置关[13]
3气动机械手运动缓装置
缓设备
缓区
外缓区
分类
气缸端
缓电路
弹性机械零件
缓电路
优缺点
设计简单紧凑型
位置灵活性佳结构
设计题中缓装置气缸端缓装置
活塞气缸端盖移动定距离时活塞端盖间会形成缓室利节流原理缓室产生暂时背压电阻动作减慢停止止防止硬击装置称气缸结束缓装置[1215]
缓程中恒定节流器缓装置称恒定节流缸端缓器
设计气缸端恒定节流缓区时三参数受工作条件限制：(加速度)(缓室击压力)(剩馀速度)般方法三参数中选然剩两参数进行校核步骤
首先活塞完成运动形成缓空间气缸端盖活塞间缓空间缓室利节流原理缓室产生时背压阻力运动减速直停止避免硬性击装置称气缸端部缓装置
缓程中节流口恒定缓装置称恒节流式气缸端部缓装置设计气缸端部恒节流缓装置时（加速度）（缓腔击压力）（残余速度）三参数受操作条件限制首先选择参数确认两参数步骤：
(1) 选择加速度
通常amax值根空气力学反手击球类型结构必须考虑速度负荷重载低速气动机械手 取5ms2轻载高速气动机械手取5～10 ms2
(2) 计算运动方作活塞外力F
水运动时：
（式323）
025×103×π×3627
138N
(3) 计算残余速度Vr
（式324）
ms
44气动驱动系统设计
空气动力学控制室动材料输送机构级控制根气体流量压力确定动输送机构运动速度工作范围动输送机构运动速度工作功率通流量气压控制控制气动压力般5 14kg cm范围臂力达160kg优点
(1) 空气动力(发动机汽缸)结构紧凑重量轻功率低
(2) 量热通空气排出保证机器正常工作
(3) 空气元件直线位移式回转式两种开关控制系统通阀门泵调整补充
(4) 接触速度快快速进行驱动元件相气动元件具更高刚度更方位误差更高定位精度抗振性较复杂处理电流数学障检测扩展测试补偿功电子设备电气机械设备敏感简单
45手部抓取缸
图 42 夹爪部分气动原理图
(1) 夹爪部分气动原理图图42示
(2) 泵供气动力P取1Mpa流量Q取系统需流量Q 1300mls
需装图43中示调速阀流量定72Lmin工作压力P2Mpa
硬件选型：
型号2FRM520102流量控制阀
型号23E110B二位三通阀电磁换阀
46 立柱升降气动回路
图 43 立柱升降气动回路
(1) 立柱升降气动原理图图43示
(2) 工作压力 P1Mpa
流量 Q35mls
硬件选型
型号2FRM520102流量控制阀
型号34E110B二位四通电磁换阀
47手臂伸缩缸气动回路
图 44 手臂伸缩缸气动回路
(1) 臂伸缩缸气动原理图图44示
(2) 工作压力 P 025Mpa
流量 Q 1000mls
硬件选型：
型号2FRM520102 流量控制阀
型号23E110B二位三通电磁换阀
44总体系统图
图 45 总体系统图
(1) 总体系统图图45示
(2) 工作程
立柱降→手部抓紧→立柱升→臂伸长→立柱降→手部放松
(3) 确认电机规格：
气动泵选取CBD型气泵额定压力P 1Mpa工作流量32～70mlr间选取80Lmin额定流量泵
：传动功率 （式415）
式中：η08 （验值）
代入公式（415）：
167KN
图46 机械手整体图
5 硬件设计
51 控制系统电源设计
设计系统中提供电源AC380VPLC供电电源AC220V隔离变压器供电PLC输入输出回路电源DC24V选AC220VDC24V直流稳压电源
52 硬件选型
SPS系列S 7200具221222224xpcn226等种类型选择224xpcn作14输入10起始点24数字IO综合系统224xpcn包括组模拟量输入模拟量输出模块226类型224xpcn成性价方面类型优势
允许联接七拓展模块扩展248数字35模拟IO口13kb程序存储空间6独立30khz高速表2独立20khz高速脉输出PID控制器两RS 485通信端口
图 51 PLC实物图
521 中间继电器选型
中心继电器参数选择极数(接点)线圈电压附加电流插座灯灯
根点根欧姆龙提供参数选择模型
首先my系列操作频率10000060000次常线圈电压AC 200 2020 240vDC 24vn型号LED灯型号
里基成需求选价格相更高n型LED颜色交流红色直流绿色线圈交换标准线圈分离诊断功
线圈直流规格线圈极性必须识布线必须正确My 2j 2接点额定通电电流3a
导轨安装底座ly系列my系列更容量面my系列常线圈电压样
LED颜色交流红直流绿线圈交换标准线圈分离时具诊断力两系列相
线圈直流标准检测线圈极性正确布线ly 2j附加电流10a施加接触
选择pyf 08a e my 4j +pyf 08a e my 4njLED型中央继电器作装置中央继电器
图52 中间继电器实物图
522 行程开关
行程开关方开关通生产机械运动部件接触实现控制电路连接分离达定控制目般控制提高限制机械运动移动机械够根特定方升力停止反转改变速度相互抓住图53
53 行程开关样图
523 电动机
三相异步电动机选择应
系统规划特殊性作业设备定求发动机高温连续工作环境温度保持高温发动机身适高温高湿环境运行方式运输方式环境控制相较低粉尘较总结发动机种环境素求然速度高环境惯力应该满足定求
三相异步电动机选择
(1)根机械负荷特点生产工艺网络求建设成运行成等综合指标合理选择发动机类型
(2)根机械负荷需负荷力起动扭矩运转方式工作条件适选择发动机功率调整功率确保足够备功率保证济运行
(3)根应领域选择发动机保护类型结构
(4)根生产设备高转速变速系统求选择发动机转速
(5)根环境温度舒适性检验性安全性性求选择发动机绝缘装配方法
(6)根电源电压频率选择发动机附加电压频率
综述选择华新国产c 01 43b 0型发动机
图54 C0143B0型电机实物图
三相电机名牌参数
1型号 C0143B0
2电压 380V
3接法 星型
4功率 15kw
5电流 3A
6转速 1400rmin
7频率 50hz
524 交流接触器选型
关交流接触器选型通电路中负载电压（流）进行判断交流应交流直流应直流情况直流电压定应交流接触器电路中部分负载交流仅存部分直流时负载电流允许情况然采交流接触器
基分析选国产正泰品牌效流接触器型号CJX21210
图55 交流接触器实物图
525 热继电器选型
热继电器马达电气设备电路载发动机实际工作时负荷增加时电流增加负荷减少时电流减少发动机受超负荷控制获引擎必追加热继电器
选择热继电器时候考虑点
1 类型
般说选择二级结构热继电器条件理想环境三相电压衡者发动机选择三相结构热继电器选择相位断路器A类型
2．额定热继电器流量选择
热继电器额定流量求发动机额定流量请额定流量选择热继电器种类
3热力元件标称流量选择调整
热部件额定电流略高发动机额定电流发动机输出电流额定电流6倍起动时间5s时热交换部件调节电流应发动机额定电流相应发动机起动时间较长情况允许牵引力停止情况热元件调节流量额定发动机流量11115倍
图56 热继电器实物图
526 钮开关选型
停止钮选择常闭触点红色断开松开动恢复需触点选择施耐德钮型号XB2BA42C Φ22金属头弹簧复位1NC红色1
启动钮选择常开触点绿色闭合松开动断开需触点选择施耐德钮 XB2BA31C Φ22金属头弹簧复位绿色1
图57 钮开关实物图
527 电源指示灯选型
电源指示灯选型原：
1根工艺求选择应电源指示灯颜色
2根前控制设备功选择电源指示灯工作电压
综合点选正泰品牌型号ND1622DS2 ACDC 24V
58 电源指示灯实物图
53 电路设计
531 PLCIO接线图
PLC部分图纸包括电源接入输入输出回路连接电气图纸示：
图59 PL接线图
532 IO址分配表
表51 IO址分配表
IO址分配表
信号输入
址编码
信号输入
址编码
启动
IO0
传送带A运行
Q00
停止
IO1
传送带B运行
Q01
急停
IO2
升气缸
Q02
升位检测
IO3
降气缸
QO3
降位检测
IO4
左移气缸
QO4
左移位检测
IO5
右移气缸
QO5
右移位检测
IO6
夹爪开夹紧
QO6
传送带A检测位
IO7
运行指示灯
QO7
传送带B检测位
I10
533电机次接线图
图510示 三相电通空气开关端进入端头接入交流接触器端头时候交流接触器吸合动力电源380V接通相应电机开始工作否电机会工作样实现弱电控制强电效果
选FR热继电器电路进行保护作
图示PLC输出相应Q点然相应中间继电器开始动作中间继电器线圈接通时连接中间继电器点电源220v开关线圈连接超中间继电器点样实现PLC控制负载实现全动控制技术
图510 电机次接线图
总结
毕业设计转眼间收尾阶段月设计学程中通设计断深入取长足进步
整选题开题设计调试查重定稿连串设计完善中更高效更汲取知识作开展设计基础毕业设计样学生涯中复杂工作量次设计带仅仅次丰富历更程中力增加实验设计程资料需检索整合筛设计效果呈现需助软件完成组合作课题需家讨摩擦中推进疫情限制学会利网络查找资料更利图书资源运资料学会学讨问题工作着帮助学探讨设计程中拍合灵感碰撞样沟通协调宝贵历脱离书知识丰富充实
会工作中断学努力提升力通次设计实感优秀设计员艰难性中窥豹学设计部分容足切实体会专业设计工作严谨复杂程度远做激励敦促学海涯谦逊实践检验认识真理性唯标准切实学知识断然离开课知识仅仅纸验成优秀设计员道路离开身断摸索
着设计逐步完善文渐渐尾声学四年课程―毕业设计接受老师学生检查优秀足宝贵历历练盲目指导老师予知识补充时候更种知识灌注状态毕业设计程更重视锻炼果学四年次课程设计坚实基础次毕业设计完成困难会减许里学四年课程设计指导老师表示衷心感谢
通努力完成外离开指导老师细心指导刘娜老师总关键时刻出现立督促工作严格求时期务认真检查想指导老师表达诚挚谢意感谢
参考文献
[1]李红伟 黄景会液压气压传动技术海：济学出版社20178
[2]甘秀芹等液压气压传动吉林：吉林科学技术出版社2017
[3]张群生编著．液压气压传动 第3版北京：机械工业出版社．2018
[4]杜君文编 机械制造技术装备设计 天津：天津学出版社20178
[5]徐灏编 机械设计手册（第三卷） 北京：机械工业出版社20199
[6]徐灏编 机械设计手册（第四卷） 北京：机械工业出版社20179
[7]机械设计手册联合编写组编 机械设计手册册 北京：石油化学工业出版社20189
[8]濮良贵纪名刚编 机械设计 北京：高等教育出版社2018
[9]杜君文编 机械制造技术装备设计 天津：天津学出版社2018
[10]王知行刘适茸编 机械原理 北京：高等教育出版社 2017
[11] 徐灏机械设计手册3[M]北京：机械工业出版社2019p20p55
[12] 徐灏机械设计手册4[M]北京：机械工业出版社2018p34p56
[13] 徐灏机械设计手册5[M]北京：机械工业出版社2017p44p78
[14] 张建民工业机械手[M]北京：北京理工学出版社2017p66p91
[15] 工业气动机械手编写组工业气动机械手机械结构[M]海：海科学技术出版社2018p46p77
[16] 机床设计手册编写组机床设计手册3[M]北京：机械工业出版2018p23p44
[17] 丁树模气动传动[M]北京：机械工业出版社2019p34p45
[18] 颜永年机械制图[M]连：连理工学工程画教教研室2017p12p60
[19] 李恒权朱明臣王德云毕业设计指导书[M]山东：青岛海洋出版社2019p12p30
[20] 王栋梁机械基础[M]北京：机械基础2017p44p90
[21] 隆生Solid Works设计应[M]北京：电子工业出版社2018p20p30
[22] 黄鹤汀机械制造技术[M]北京：机械工业出版社2017
[23] 吴宗泽罗圣国机械设计课程设计手册[M]北京：高等教育出版社2019p23p45
[24] 李允文工业气动机械手设计[M]机械工业出版社北京2017p45p70
[25] 丁树模气动传动[M]机械工业出版社北京2019p1p40
[26] 陆祥生杨秀莲气动机械手[M]中国铁道出版社北京2018p33p56
[27] J DingT Tsuzuki Journal of Materials Science 2017p12p44
[28] XieFTsutsuiJM GaoL ZuckerIH PorterTR Ultrasound in Medicine and Biology 2017p55p
附录：
电源参数表
型号
性
S_120_12
S_120_15
S_120_24
S_120_48
直流输出电压电波
12V 10A
15V 8A
24V 5A
48V 25A
文波噪音
100mVpp
100mVpp
100mVpp
100mVpp
进线稳定度
±03
±03
±02
±02
负数稳定度
±03
±03
±02
±02
效率
81
82
84
84
直流电压调范围
±10
±10
±10
±10
输入电压范围
85_132VAC170_264VAC 开关选择 47_63Hz240_370VDC
击电流
冷启动电流 30A115V 60A230V
载保护
105_150切断输出动恢复
电压保护
115_135 rated output voltage
启动升保持时间
200ms50ms20ms
耐压性
输出时间：15KvAC 输入外壳间：15Kv 输出外壳间：05Kv 分钟
文档香网(httpswwwxiangdangnet)户传
《香当网》用户分享的内容，不代表《香当网》观点或立场，请自行判断内容的真实性和可靠性！
该内容是文档的文本内容，更好的格式请下载文档
