（优秀毕业全套设计）三自由度机械手设计（整套下载）

当铝或铜之类的有色金属目标物接近传感器时，振荡频率增高当铁类的黑色金属目标物接近传感器时，振荡频率降低。

如果振荡频率高于参考频率，传感器输出信号。

二主要技术参数二接近开关的选型目前市场上的主要产品有以下几中在本设计中我们选用短圆圆柱电感式接近开关。

第二节限位开关的工作原理及选型行程开关又称限位开关，用于控制机械设备的行程及限位保护。

在实际生产中，将行程开关安装在预先安排的位置，当装于生产机械运动部件上的模块撞击行程开关时，行程开关的触点动作，实现电路的切换。

因此，行程开关是种根据运动部件的行程位置而切换电路的电器，它的作用原理与按钮类似。

行程开关广泛用于各类机床和起重机械，用以控制其行程进行终端限位保护。

在电梯的控制电路中，还利用行程开关来控制开关轿门的速度自动开关门的限位，轿厢的上下限位保护。

目前市场上的主要产品及安装尺寸如下在本设计中伸缩机构限位开关我们选用交叉滚轮柱塞型接近开关，提升机构限位开关我们选用滚轮连杆型限位开关。

第六章机械手控制系统设计第节的基本概念可编程控制器，简称，是指以计算机技术为基础的新型工业控制装置。

年国际电工委员会颁布的标准草案中对做了如下定义“是种专门为在工业环境下应用而设计的数字运算操作的电子装置。

它采用可以编制程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算顺序运算计时计数和算术运算等操作的指令，并能通过数字式或模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。

及其有关的外围设备都应该按易于与工业控制系统形成个整体，易于扩展其功能的原则而设计。

”产生和发展过程现代社会要求生产厂家对市场的需求做出迅速的反应，生产出小批量多品种多规格低成本和高质量的产品。

老式的继电器控制系统已无法满足这要求，迫使人们去寻找种新的控制装置取而代之。

年，美国通用汽车公司为适应汽车型号的不断翻新，想寻找种能减少重新设计控制系统和接线降低成本缩短时间的措施，并设想把计算机功能的完备灵活通用和继电器控制系统的简单易懂操作方便价格便宜等优点结合起来，制成种通用控制装置，并把计算机的编程方法和程序输入方式加以简化，用面向控制过程面向用户的“自然语言”编程，使不熟悉计算机的人也能方便地使用。

年美国数字设备公司研制出了世界上第台，并在公司的汽车自动装配线上首次使用，获得成功。

从此，这项新技术便迅速发展起来。

年日本从美国引进了该项新技术，很快就研制出了日本第台。

年，西德和法国也相继研制出了自己的第台。

中国从年开始研制，年应用于工业生产。

限于当时的元器件条件和计算技术的发展水平，早期的主要由分立元件和小规模集成电路组成。

年是的初创时期。

在这个时期，从有触点不可编程的硬接线顺序控制器发展成为小型机的无触点可编程逻辑控制器，可靠性比以往的继电器控制系统有较大提高，灵活性也有所增强。

其主要功能限于逻辑运算计时计数和顺序控制，由中小规模集成电路组成，存储器为磁芯存储器。

年是的发展中期。

在这个时期，由于位单片和集成存储器芯片的出现，得到了迅速发展和完善，并逐步趋向系列化和实用化，普遍应用于工业生产过程控制。

除了原有功能外，又增加了数值运算数据的传递和比较模拟量的处理和控制等功能，可靠性进步提高，开始具备自诊断功能。

年，进入成熟阶段。

这个时期，微型计算机行业已出现了位，系列单片机也由公司推出，使也开始朝着大规模高速度和高性能方向发展，的生产量在国际上每年以的递增量迅速增长。

在结构上，除了采用微处理器及等电路外，还向多微处理器发展，使的功能和处理速度大大提高的功能又增加了浮点运算平方三角函数相关数查表列表脉宽调制变换等，初步形成了分布式可编程控制器的网络系统，具有通讯功能和远程处理能力，编程语言较规范和标准化。

此外自诊断功能及容错技术发展迅速，使系统的可靠性得到了进步提高。

年后，的规模更大，存储器的容量又提高了个数量级最高可达，有的已采用了位微处理器，多台可与大系统起连成整体的分布式控制系统，在软件方面有的已与通用计算机系统兼容。

编程语言除了传统的梯形图流程图语句表外，还有用于算术的语言用于机床控制的数控语言等。

在人机接口方面，采用了现实信息等更多直观的，完全代替了原来的仪表盘，使用户的编程和操作更加方便灵活。

的模块方面发展自带微处理器的智能模块，另方面也注意增大点数，以适应控制范围的增大和在系统中使用，通讯及其他特殊功能模件的需要。

同时，各生产厂家还注意提高的密集度，生产高密度的模块，以节省空间，降低系统的成本。

二的应用领域目前在国内外已广泛应用于钢铁石油化工电力建材机械制造汽车轻纺交通运输环保及文化娱乐等各个行业，使用情况大致可归纳为如下几类。

开关量逻辑控制这是最基本最广泛的应用领域，他取代传统的继电器电路，可实现逻辑控制顺序控制，既可用于单台设备的控制，也可用于多机群控及自动化流水线。

如注塑机印刷机订书机械组合机床磨床包装生产线和电镀流水线等。

二模拟量控制在工业生产过程当中，有许多连续变化的量，如温度压力流量液位和速度等。

为了使可编程控制器处理模拟量，必须实现模拟量和数字量之间的转换和转换。

厂家都生产配套了和转换模块，使可编程控制器用于模拟量控制。

三运动控制可以用于圆周运动和直线运动的控制。

从控制机构配置来说，早期直接用于开关量模块连接位置传感器和执行机构，现在般使用专用的运动控制模块，可驱动步进电机或伺服电机的单轴或多轴位置控制模块。

世界上各主要厂家的产品几乎都有运动控制功能，广泛用于各种机械机床机器人和电梯等场合。

四闭环过程控制过程控制是指对温度压力流量等连续变化的模拟量的闭环控制。

通过模拟量模块实现模拟量与数字量之间的，转换，并对模拟量进行闭环控制，可用子程序来实现，也可使用专用的模块。

当控制过程中任个变量出现偏差时，就按的算法计算出正确的输出去控制生产过程，使变量保持在定值上。

的模拟量控制功能已经广泛应用于塑料挤压成型机加热炉热处理炉锅炉等设备，还广泛地应用于轻工化工机械冶金电力和建材等行业。

五定时记数控制具有定时记数控制功能，能保证控制系统所要求的定时和延时以及记数，它可提供十个甚至几百个计时器和计数器，其计时的时间计数值可以由用户在编写程序时设定，也可由操作员在工业现场通过编程器进行设定。

六顺序控制实现顺序控制，可以用移位寄存器和步进指令编写程序，也可采用规定的用于顺序控制的标准化语言顺序功能图编写程序，使得实现按事件或输入状态的顺序控制。

七数据处理现代的具有数学运算数据传递转换排序和查表位操作等功能，可以完成数据的采集分析和处理。

这些数据可以与存贮在存储器中的参考值比较，也可以用通讯功能传送到别的智能装置，或将其打印制表。

数据处理般用在大中型控制系统，如柔性制造系统过程控制系统等。

八通信和联网具有通信功能，因此可单机控制，也可多机控制可对远程进行控制，又能实现与，与计算机之间的通信可实现“集中管理，分散控制”，是实现工厂自动化的理想控制器。

目前与的通讯网络是各厂家专用的。

与计算机之间的通讯，些生产厂家采用工业标准总线，并向标准通讯协议靠拢。

三的发展趋势随着微电子技术计算机技术和通讯技术的不断发展，的结构和功能不断改进，生产厂家不断推出功能更强的新产品，平均更新换代次。

的发展有个重要趋势向体积更小速度更快功能更强价格更低的微型化发展，以适应复杂单机数控机床和工业机器人等领域的控制要求，实现机电体化向大型化复杂化多功能分散型多层分布式工厂全自动网络化方向发展。

例如美国公司推出的工厂全自动化网络系统，不仅具有逻辑运算计时计数等功能，还具有数值运算模拟量控制监控计算机接口数据传递等功能，而且还能进行中断控制智能控制过程控制远程控制等。

该系统配置了语言，向上能与上位计算机进行数据通讯，向下不仅能直接控制数控机床机器人，还可通过下级去控制执行机构。

在操作台上如果配备该公司的数据采集和分析系统，彩色图像系统，则管理控制整个工厂十分方便。

智能模块是以微处理器为基础的功能部件。

它们的与的主并行工作，占用主机的时间很少，有利于提高的扫描速度。

智能模块主要有模拟量回路控制通信控制机械运动控制等，高速计数中断输入和语言组件等。

智能的应用，使过程控制功能增强。

些的过程控制还具有自适应参数自整定功能，使调试时间减少，控制精度提高。

目前，个人计算机主要用作的编程器操作站或人机接口终端，其发展是使具备计算机的功能。

大型采用功能很强的微处理器和大容量存贮器，将逻辑控制模拟量控制数学运算和通讯功能紧密结合在起。

这样，与个人计算机工业控制计算机集散控制系统在功能和应用方面相互渗透，使控制系统的性能价格比不断提高。

的通讯联网功能使与之间，与计算机之间交换信息，形成个统的整体，实现分散集中控制，形成分布控制系统。

改善和发展新的编程语言高性能的外部设备和图形监控技术构成的人机对话技术，除梯形图流程图专用语言指令外，还增加了语言的编程功能和容错功能。

如双机热备自动切换双机表决当输入状态与逻辑状态比较出错时，自动断开该输出三重表决对状态进行软硬件表决，取台相同的等，以满足极高可靠性要求。

厂家在对硬件与编程工具不断升级的同时，日益向制造自动化协议靠拢，并使的基本部件输入输出模块接线端子通讯协议编程语言和编程工具等的技术规范化标准化，使不同产品互相兼容易于组网，以真正方四的特点通用性强，控制程序可变，具有很好的柔性由于产品的系列化和模块化，配备有品种齐全的各种硬件装置供用户选用。

当控制对象的硬件配置确定以后，就可通过修改用户程序，方便快速地适应工艺条件的变化。

在生产工艺流程改变或生产设备更新时，不必改变的硬设备，只需改变程序就可满足要求。

因此，除单机控制外，在柔性制造单元柔性制造系统以至工厂自动化中被大量采用。

二可靠性高，抗干扰能力强高可靠性是电气控制设备的关键性能。

大多数用户都将可靠性作为选择的首要条件。

针对是专为在工业环境下应用而设计的，故采取了系列硬件和软件抗干扰措施。

硬件方面，隔离是抗干扰的主要措施之。

的输入输出电路般用光电耦合器来传递信号，使外部路与之间无电路联系，有效地抑制了外部干扰源的影响，同时，还可以防止外部高电压窜入模块。

滤波是抗干扰的另主要措施，在的电源电路和模块中，设置了多种滤波电路，对高频干扰信号有良好的抑制作用。

故障时可及时发出警报信息。

软件方面，应用者还可以编入外围器件的故障自诊断程序，使系统中除以外的电路及设备也获得故障自诊断保护。

采用以上抗干扰措施后，整个系统将具有极高的可靠性般平均无故障时间高达万小时。

三功能性强，适应面广现代不仅具有逻辑运算计时计数顺序控制等功能，而且还具有和转换数值运算数据处理等功能。

因此，它既可对开关量进行控制，也可对模拟量进行控制，既可控制台生产机械条生产线，也可控制个生产过程。

还具有通讯联络功能，可与上位计算机构成分布式控制系统，实现遥控功能。

四编程方法简单，容易掌握配备有易于接受和掌握的梯形图语言。

该语言编程元件的符号和表达方式与继电器控制电路原理图相当接近。

只用的少量开关量逻辑控制指令就可以方便地实现继电器电路的功能。

这样，懂得继电器和计算机的人就易于编程同时也为不熟悉电子电路不懂计算机原理和汇编语言的人使用计算机从事工业控制打开了方便之门。

五控制系统的设计安装调试和维修方便用软件功能取代了继电器控制系统中大量的中间继电器时间继电器计数器等部件，控制柜的设计安装接线工作量大为减少。

的用户程序大都可以在实验室模拟调试，调试好后再将控制系统安装到生产现场，进行联机统调。

在维修方面，的故障率很低，且有完善的诊断和实现功能，旦外部的输入装置和执行机构发生故障，就可根据上发光二极管或编程器上提供的信息，迅速查明原因。

若是本身问题，则可更换模块，迅速排除故障，维修极为方便。

六体积小质量小功耗低由于是将微电子技术应用于工业控制设备的新型产