plc控制的线圈自动装配机设计(附件)【字数：10855】
摘 要 在先进制造业中线圈自动装配机有着非常重要的作用。它可以运送线圈，组装线圈并替代人力。线圈自动装配机可在各种环境中使用，因为它有着很高的机械化和自动化，也可以保护操作员本身的安全。线圈自动装配机也被广泛应用于冶金、电子、轻工业生产、机械制造、核电等领域。 本文在装配机设计和机械手研究近况的基础上，系统地分析了线圈自动装配机技术，并提出了一种采用气动驱动和PLC控制的设计方法。本文线圈组装分析和设计装配机的整体结构、执行结构、驱动系统和控制系统。最终决定传动系统采用气动驱动，控制系统选用PLC控制单元，机械手运动，故障报警等多种功能。最后，我们在理论上提出了一个简单，容易控制的控制策略。根据上述部分的工作设计了一套经济实用，环保可靠的线圈组装机械手，并比较了其他经济型PLC控制系统的标准值。
Key words: Pneumatic Control Robot Programmable Controller (PLC) Automation Control Coil Assembly 目 录
第一章 前言 1
1.1 可编程控制器 1
1.2 装配流水线 1
1.3 主要研究的内容 2
1.4 机械系统设计 2
1.5 解决关键问题 3
第二章 执行系统的分析与选择 4
2.1 执行机构机械手坐标形式的选择 4
2.2 执行机构的组成 4
2.3 执行机构各部分的分析与选择 5
2.3.1 手部的选择 5
2.3.2 手臂结构的选择 6
2.3.3 机座结构的选择 11
2.4 执行机构的工作原理 12
2.5 执行机构简图 13
第三章 驱动系统的分析与选择 14
3.1 驱动系统的分析与选择 14
3.2 机械手驱动系统的控制设计 14
3.3 气动元件选取及工作原理 15
3.3.1 执行元件 15
3.3.2 控制元件 15
3.4 气动回路的工作原理 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
第四章 控制系统的分析设计 16
4.1 控制系统的组成结构 16
4.2 控制系统的性能要求 16
4.3 传感器的选择 17
4.3.1 位置检测装置 17
4.4 控制系统PLC的选择及控制原理 17
4.4.1 PLC的结构 17
4.4.2 PLC种类及型号选择 18
4.4.3 I/O点数分配 18
4.4.4 PLC外部接线图 19
4.4.5 机械手控制原理 20
4.5 PLC程序设计 20
4.5.1 总体程序框图 21
4.5.2 手动控制程序 22
4.5.3 自动控制程序 23
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 前言
1.1 可编程控制器
可编程控制器是一种专门为机械工业控制设计的专用计算机，因此被广泛应用于各种以继电器控制和计算机控制为主的自动化程序控制系统，并逐渐发展成为新型微处理器。可编程控制器已变成集自动化技术，计算机技术和通信技术于一体的新型工业自动化控制单元。最初的可编程控制器由于它只是功能上的逻辑控制因此也被称为可编程逻辑控制器。
根据技术发展，控制功能不断得到改进，可编程控制器可以控制各种机械生产上的复杂过程，并进行模拟控制、算术运算、时序控制、定时计数、来完成数字和模拟量的输入输出。
多年来，高精准度切实可靠的控制应用，如自动化设备、冶金、电力、PLC控制系统，致力于在工业自动化和控制行业安全的关键战场提供完整的解决方案，被公认为现代工业自动化。
1.2 装配流水线
装配线机器是工业生产的主要机械设备，材料和工人的连续流动完成了整个批量生产过程。设计流水线所需的步骤是分析每个产品的配置和最终产品生产过程。所有组件都被简化，无需交叉流程，回顾性或重复性程序。所有的业务线都可以顺利运行，包括工作组成，编号机器，生产速度和编程。例如，部分汽车生产线和装配线提供引擎，外部、内部组件和其他组件。作为一个工作单元，每个工作人员都得在线上执行特定的操作，并且每个部分工具与该线同步以提供使用。同时，各种组件都可以同时在线使用，生产系统将内部组件，引擎和选件的机器类型和颜色以复杂的系统和控制计划相结合，以实现所需的组合。
自动化生产线包括几乎没有监督的机器操作机器。这种自动化连续工艺更适合石油和化工生产，许多现代汽车发动机工厂也式完全自动化生产线，包括几乎全自动化的自动控制。但是，许多组件都基于手动装配，因为很多组件不容易被机器处理。自动装配机的经济性只对大规模生产中有用。
因此，通过改进和完善流水线工艺，我们可以最大限度地提高自动化，连续性和高效性，提高生产效率，增加产品竞争力，为社会带来更多收益。
1.3 主要研究的内容
本文在PLC强大的控制功能基础上，设计一个线圈自动装配机系统，可以自动完成线圈的排队上料、将线圈装配进壳体和穿引线操作。通过手爪将线圈从托盘中按顺序取出，取完一列后，托盘自动前进一列；线圈取出后，将其装配到壳体中，装配过程中需将线圈的两根引脚从壳体孔中穿出。
基于PLC控制的线圈自动装配机总体方案设计；机械部分设计；驱动部分设计；控制系统的设计；检测系统设计。
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图11 线圈自动装配机结构框图
1.4 机械系统设计
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图12 线圈自动装配机机械框图
1.5 解决关键问题
1为了解决机械手的机械问题，机械手必须具有结构简单，经济高效，表现可靠的特点。
Key words: Pneumatic Control Robot Programmable Controller (PLC) Automation Control Coil Assembly 目 录
第一章 前言 1
1.1 可编程控制器 1
1.2 装配流水线 1
1.3 主要研究的内容 2
1.4 机械系统设计 2
1.5 解决关键问题 3
第二章 执行系统的分析与选择 4
2.1 执行机构机械手坐标形式的选择 4
2.2 执行机构的组成 4
2.3 执行机构各部分的分析与选择 5
2.3.1 手部的选择 5
2.3.2 手臂结构的选择 6
2.3.3 机座结构的选择 11
2.4 执行机构的工作原理 12
2.5 执行机构简图 13
第三章 驱动系统的分析与选择 14
3.1 驱动系统的分析与选择 14
3.2 机械手驱动系统的控制设计 14
3.3 气动元件选取及工作原理 15
3.3.1 执行元件 15
3.3.2 控制元件 15
3.4 气动回路的工作原理 15
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: #351916072#
第四章 控制系统的分析设计 16
4.1 控制系统的组成结构 16
4.2 控制系统的性能要求 16
4.3 传感器的选择 17
4.3.1 位置检测装置 17
4.4 控制系统PLC的选择及控制原理 17
4.4.1 PLC的结构 17
4.4.2 PLC种类及型号选择 18
4.4.3 I/O点数分配 18
4.4.4 PLC外部接线图 19
4.4.5 机械手控制原理 20
4.5 PLC程序设计 20
4.5.1 总体程序框图 21
4.5.2 手动控制程序 22
4.5.3 自动控制程序 23
结束语 25
致 谢 26
参考文献 27
第一章 前言
1.1 可编程控制器
可编程控制器是一种专门为机械工业控制设计的专用计算机，因此被广泛应用于各种以继电器控制和计算机控制为主的自动化程序控制系统，并逐渐发展成为新型微处理器。可编程控制器已变成集自动化技术，计算机技术和通信技术于一体的新型工业自动化控制单元。最初的可编程控制器由于它只是功能上的逻辑控制因此也被称为可编程逻辑控制器。
根据技术发展，控制功能不断得到改进，可编程控制器可以控制各种机械生产上的复杂过程，并进行模拟控制、算术运算、时序控制、定时计数、来完成数字和模拟量的输入输出。
多年来，高精准度切实可靠的控制应用，如自动化设备、冶金、电力、PLC控制系统，致力于在工业自动化和控制行业安全的关键战场提供完整的解决方案，被公认为现代工业自动化。
1.2 装配流水线
装配线机器是工业生产的主要机械设备，材料和工人的连续流动完成了整个批量生产过程。设计流水线所需的步骤是分析每个产品的配置和最终产品生产过程。所有组件都被简化，无需交叉流程，回顾性或重复性程序。所有的业务线都可以顺利运行，包括工作组成，编号机器，生产速度和编程。例如，部分汽车生产线和装配线提供引擎，外部、内部组件和其他组件。作为一个工作单元，每个工作人员都得在线上执行特定的操作，并且每个部分工具与该线同步以提供使用。同时，各种组件都可以同时在线使用，生产系统将内部组件，引擎和选件的机器类型和颜色以复杂的系统和控制计划相结合，以实现所需的组合。
自动化生产线包括几乎没有监督的机器操作机器。这种自动化连续工艺更适合石油和化工生产，许多现代汽车发动机工厂也式完全自动化生产线，包括几乎全自动化的自动控制。但是，许多组件都基于手动装配，因为很多组件不容易被机器处理。自动装配机的经济性只对大规模生产中有用。
因此，通过改进和完善流水线工艺，我们可以最大限度地提高自动化，连续性和高效性，提高生产效率，增加产品竞争力，为社会带来更多收益。
1.3 主要研究的内容
本文在PLC强大的控制功能基础上，设计一个线圈自动装配机系统，可以自动完成线圈的排队上料、将线圈装配进壳体和穿引线操作。通过手爪将线圈从托盘中按顺序取出，取完一列后，托盘自动前进一列；线圈取出后，将其装配到壳体中，装配过程中需将线圈的两根引脚从壳体孔中穿出。
基于PLC控制的线圈自动装配机总体方案设计；机械部分设计；驱动部分设计；控制系统的设计；检测系统设计。
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图11 线圈自动装配机结构框图
1.4 机械系统设计
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图12 线圈自动装配机机械框图
1.5 解决关键问题
1为了解决机械手的机械问题，机械手必须具有结构简单，经济高效，表现可靠的特点。
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