第一篇:電器及PLC控制教學(xué)總結(jié)
汽車電子系顧 愷
PLC教學(xué)總結(jié)
這學(xué)期我擔(dān)任電子中專0901和機(jī)電中專0901在《電器及PLC控制》以及機(jī)電0901班在《機(jī)床與PLC控制》的教學(xué)工作?;仡櫼粋€(gè)學(xué)期來的PLC教學(xué)工作實(shí)踐,我本著全面培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新力、提高實(shí)踐水平的思想,全身心地投入到教學(xué)中,圓滿完成了教學(xué)任務(wù)?,F(xiàn)將教學(xué)方面的體會(huì)和工作總結(jié)如下:
一、積極聽課,認(rèn)真?zhèn)湔n,善于反思
聽課,不僅開闊了思路,也為備課過程積累了豐富的素材。各種鮮活生動(dòng)的事例,各種教學(xué)方法、模式的展示,微小細(xì)節(jié)之處的精彩處理,使我在豐富課堂教學(xué)的同時(shí),也改變了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)感到枯燥、單調(diào)、脫離實(shí)際的成見。為了能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和改正教學(xué)過程中的問題,我有意識(shí)的進(jìn)行階段性的工作反思,小到一節(jié)課,大到一個(gè)學(xué)期;近到上一節(jié)課說錯(cuò)的一句話,遠(yuǎn)到一種教學(xué)思想的深層次思考。雖然它們都還很膚淺,但我相信“九尺之臺(tái),起于壘土”,“不積跬步,無以至千里”。
二、緊抓作業(yè)批改、注重后進(jìn)生輔導(dǎo)
作業(yè)的檢查和批改,是檢測學(xué)生知識(shí)掌握情況的重要途徑。開學(xué)以來,我一直堅(jiān)持作業(yè)的認(rèn)真批改,這不僅有利于對(duì)學(xué)生知識(shí)落實(shí)的情況的更好掌握,更使我對(duì)學(xué)生課堂表現(xiàn)情況,有了一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)。從而能夠更好的根據(jù)學(xué)生的情況,調(diào)整教學(xué)。對(duì)于班里的后進(jìn)生,我一直堅(jiān)持個(gè)別知識(shí)輔導(dǎo)和思想教育相結(jié)合的方式,在給學(xué)生談理想、談目標(biāo)的同時(shí),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。
三、積極參加學(xué)校組織在公開課
在這學(xué)期在10月份和11月份,我分別在中專和大專技師兩個(gè)層次在學(xué)生中上了兩堂公開課。聽取聽課老師在教學(xué)建議,從而進(jìn)一步提高自己在教學(xué)水平,彌補(bǔ)自己在教學(xué)上在不足。
四、深入扎實(shí)的上好每一節(jié)課
PLC教學(xué)是電子和機(jī)電專業(yè)在專業(yè)課,因此扎實(shí)在上好每一節(jié)課對(duì)學(xué)生的發(fā)展以及將來的就業(yè)起著至關(guān)重要的作用。我在教學(xué)中主要以學(xué)生動(dòng)手為主,在課堂上讓學(xué)生動(dòng)起來是上好一節(jié)課的基礎(chǔ)。因?yàn)镻LC主要以實(shí)踐操作為基礎(chǔ),所以我采用了項(xiàng)目化教學(xué),每次課都提出個(gè)項(xiàng)目,然后讓學(xué)生分組去完成這樣的項(xiàng)目,這樣既學(xué)習(xí)到了PLC課程的精髓,同時(shí)還增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,活躍
汽車電子系顧 愷
了課堂氣氛,讓學(xué)生在玩中學(xué),學(xué)中玩,每當(dāng)學(xué)生們完成一個(gè)項(xiàng)目后都有極大的成就感。例如在講到用PLC控制電機(jī)正反轉(zhuǎn)控制時(shí),我就提出了設(shè)計(jì)全自動(dòng)洗衣機(jī)的設(shè)計(jì),讓學(xué)生分組討論學(xué)習(xí)動(dòng)手等。
五、認(rèn)真做好課程改革 通過對(duì)新課程改革的學(xué)習(xí),使認(rèn)識(shí)得到不斷地改革不斷地進(jìn)步,因此新一輪的課改不僅是教育發(fā)展的需要,是時(shí)代發(fā)展的需求。今年課改其根本的目的是促進(jìn)教育的發(fā)展,符合社會(huì)發(fā)展的需要。在課堂教學(xué)方面,我主要采用的是項(xiàng)目化教學(xué),提出一個(gè)項(xiàng)目,讓學(xué)生分組討論學(xué)習(xí),最終以其完成一個(gè)項(xiàng)目,這樣讓學(xué)生以后就業(yè)時(shí)更容易融入社會(huì),融入以后的就業(yè)單位。教學(xué)是教師教學(xué)生學(xué)的過程,還是師生交往,積極互助、共同發(fā)展的過程教與學(xué)是教學(xué)過程的重點(diǎn)問題:傳統(tǒng)的,教師負(fù)責(zé)教,學(xué)生負(fù)責(zé)學(xué),我講你聽,我問你答,我寫你抄,我給你收。本是雙邊活動(dòng)變成了單邊活動(dòng)。新課程強(qiáng)調(diào)教學(xué)是教與學(xué)的交往、互助,師生雙方相互交流、相互溝通、相互補(bǔ)充,在這個(gè)過程中,教師與學(xué)生分享彼此的思考、經(jīng)驗(yàn)、知識(shí),交流彼此的情感,豐富教學(xué)內(nèi)容,求得新的發(fā)現(xiàn),師生間形成一個(gè)學(xué)習(xí)共同體,在這個(gè)共同體中,教師不再僅僅去教,而且也通過對(duì)話被教,學(xué)生在被教的同時(shí),也同時(shí)在教;對(duì)教學(xué)而言,交往意味著人人參與,意味平等對(duì)話,意味著合作性意義建構(gòu),它不僅是一個(gè)認(rèn)識(shí)活動(dòng)過程,更是一種人與人之間平等的精神交流;對(duì)學(xué)生而言,交往意味著主體性的凸顯,個(gè)性的表現(xiàn)、創(chuàng)造性的解放;對(duì)教師而言,交往意味著上課不僅是傳授知識(shí),而是一起分享理解,促進(jìn)學(xué)習(xí);教師在教學(xué)中主角轉(zhuǎn)向平等中的首席,困此教學(xué)是師生互助、互惠的關(guān)系??偠灾萑缫话谚€匙打開一把堅(jiān)鎖。課改恰如一陣春風(fēng),正應(yīng)了那句古詩“忽如一夜春風(fēng)來,千樹萬樹梨花開 ”。我們沐浴著課改的春風(fēng),定會(huì)邁向成功教育的彼岸。
第二篇:電器控制PLC 資料 基礎(chǔ)知識(shí)
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
電器控制PLC 資料 基礎(chǔ)知識(shí)
本文由愛追風(fēng)1貢獻(xiàn)
ppt文檔可能在WAP端瀏覽體驗(yàn)不佳。建議您優(yōu)先選擇TXT,或下載源文件到本機(jī)查看。
CH1 常用低壓電器
第一章 常用低壓電器
第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí) 第二節(jié) 開關(guān)電器 第三節(jié) 接觸器 第四節(jié) 繼電器 第五節(jié) 熔斷器 第六節(jié) 主令電器 本章小結(jié)
Date: 2011-4-5 Page: 1
CH1 常用低壓電器
第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí)
一、低壓電器的分類
按電器的動(dòng)作性質(zhì)分 :手動(dòng)電器和自動(dòng)電器 按電器的動(dòng)作性質(zhì)分 動(dòng)作性質(zhì) ? 按電器的性能和用途分:控制電器和保護(hù)電器 按電器的性能和用途分 性能和用途 ? 按有無觸點(diǎn)分:有觸點(diǎn)電器和無觸點(diǎn)電器 有無觸點(diǎn)分 ? 按工作原理分:電磁式電器和非電量控制電器。工作原理分 電磁式電器和非電量控制電器。
Date: 2011-4-5
Page: 2
CH1 常用低壓電器
第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí)
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
二、電磁式電器
電壓線圈:并聯(lián)在電路中,匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。電壓線圈:硅鋼片疊加,匝數(shù)多、導(dǎo)線細(xì)。交流: 交流: 并聯(lián)在電路中 電流線圈:串聯(lián)在電路中,匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。電流線圈:整塊鑄鐵或鑄鋼 直流: 串聯(lián)在電路中,匝數(shù)少、導(dǎo)線粗。直流: 電磁機(jī)構(gòu)——將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作。1.電磁機(jī)構(gòu) 將電磁能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能并帶動(dòng)觸頭動(dòng)作 直動(dòng)式 交流線圈:短而粗,有骨架。交流線圈:短而粗,有骨架。轉(zhuǎn)動(dòng)式 鐵芯 直流線圈:細(xì)而長,無骨架。直流線圈:細(xì)而長,無骨架。
組成 銜鐵 線圈 原理:線圈通入電流,產(chǎn)生磁場,經(jīng)鐵芯、原理:線圈通入電流,產(chǎn)生磁場,經(jīng)鐵芯、銜鐵和氣 隙形成回路,產(chǎn)生電磁力,將銜鐵吸向鐵芯。隙形成回路,產(chǎn)生電磁力,將銜鐵吸向鐵芯。
Date: 2011-4-5
Page: 3
CH1 常用低壓電器
第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí)
二、電磁式電器
2.短路環(huán) 減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。2.短路環(huán)——減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音。短路環(huán) 減小銜鐵吸合時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)和噪音
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
短路環(huán)
銜鐵 鐵芯 線圈
Date: 2011-4-5
Page: 4
CH1 常用低壓電器
第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí)
二、電磁式電器
3.觸頭系統(tǒng) 通過觸頭的開合控制電路通、3.觸頭系統(tǒng)——通過觸頭的開合控制電路通、斷。觸頭系統(tǒng) 通過觸頭的開合控制電路通 類型 橋式觸頭 指形觸頭 材料:一般采用銅材料制成; 材料:一般采用銅材料制成;對(duì)于小容量電器常用銀 質(zhì)材料制成 點(diǎn)接觸 面接觸
Date: 2011-4-5
Page: 5
CH1 常用低壓電器
第一節(jié) 低壓電器的基本知識(shí)
二、電磁式電器
4.滅弧系統(tǒng) 4.滅弧系統(tǒng) 電?。洪_關(guān)電器切斷電流電路時(shí),電弧:開關(guān)電器切斷電流電路時(shí),觸頭間電壓大于 滅弧柵片 10V,電流超過80mA 80mA時(shí) 10V,電流超過80mA時(shí),觸頭間會(huì)產(chǎn)生藍(lán)色 的光柱,即電弧。的光柱,即電弧。電弧的危害 : 延長了切斷故障的時(shí)間; 延長了切斷故障的時(shí)間; 電弧 高溫引起電弧附近電氣絕
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
緣材料燒壞; 高溫引起電弧附近電氣絕緣材料燒壞; 形成飛弧造成電源短路事故。形成飛弧造成電源短路事故。
觸頭
滅弧措施:吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、滅弧措施:吹弧、拉弧、長弧割短弧、多斷口滅弧、利用介質(zhì)滅弧、改善觸頭表面材料。利用介質(zhì)滅弧、Date: 2011-4-5 Page: 6
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
一、刀開關(guān)
作用:隔離電源,作用:隔離電源,不頻繁通斷電路 分類: 分類: 按刀的級(jí)數(shù)分:單極、雙極和三極 按刀的級(jí)數(shù)分 單極、級(jí)數(shù) 滅弧裝置分 裝置分: 按滅弧裝置分:帶滅弧裝置和不帶滅弧裝置 按刀的轉(zhuǎn)換方向分為: 方向分為 按刀的轉(zhuǎn)換方向分為:單擲和雙擲 接線方式分為 方式分為: 按接線方式分為:板前接線和板后接線 操作方式分為 方式分為: 按操作方式分為:手柄操作和遠(yuǎn)距離聯(lián)桿操作 按有無熔斷器 熔斷器分 按有無熔斷器分:帶熔斷器和不帶熔斷器
Date: 2011-4-5
Page: 7
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
一、刀開關(guān)
1.開關(guān)板用刀開關(guān)(不帶熔斷器式刀開關(guān))開關(guān)板用刀開關(guān)(不帶熔斷器式刀開關(guān))開關(guān)板用刀開關(guān) 作用:不頻繁地手動(dòng)接通、斷開電路和隔離電源用。作用:不頻繁地手動(dòng)接通、斷開電路和隔離電源用。結(jié)構(gòu)圖和符號(hào) :
QS
Date: 2011-4-5
Page: 8
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
一、刀開關(guān)
2.帶熔斷器式刀開關(guān) 用作電源開關(guān)、2.帶熔斷器式刀開關(guān)——用作電源開關(guān)、隔離開關(guān)和應(yīng) 帶熔斷器式刀開關(guān) 用作電源開關(guān) 急開關(guān),并作電路保護(hù)用。急開關(guān),并作電路保護(hù)用。
Date: 2011-4-5
Page: 9
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
一、刀開關(guān)
3.負(fù)荷開關(guān) 3.負(fù)荷開關(guān)(1)開啟式負(fù)荷開關(guān)(1)
用途:作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。用途:作不頻繁帶負(fù)荷操作和短路保護(hù)用。結(jié)構(gòu):由刀開關(guān)和熔斷器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
組合成。結(jié)構(gòu):由刀開關(guān)和熔斷器組合成。瓷底板上裝有進(jìn)線 靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動(dòng)觸頭,座、靜觸頭、熔絲、出線座及刀片式動(dòng)觸頭,工作部分用膠木蓋罩住,以防電弧灼傷人手。工作部分用膠木蓋罩住,以防電弧灼傷人手。分類: 分類:單相雙極和三相三極兩種
Date: 2011-4-5
Page: 10
CH1 常用低壓電器
Date: 2011-4-5
Page: 11
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
一、刀開關(guān)
3.負(fù)荷開關(guān) 3.負(fù)荷開關(guān)(2)封閉式負(fù)荷開關(guān) 鐵殼開關(guān))封閉式負(fù)荷開關(guān)((2)
作用:手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。作用:手動(dòng)通斷電路及短路保護(hù)。
Date: 2011-4-5
Page: 12
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
組合開關(guān)(轉(zhuǎn)換開關(guān))
二、組合開關(guān)(轉(zhuǎn)換開關(guān))
結(jié)構(gòu):靜觸頭一端固定在膠木盒內(nèi),結(jié)構(gòu):靜觸頭一端固定在精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
膠木盒內(nèi),另一端伸 出盒外,與電源或負(fù)載相連。出盒外,與電源或負(fù)載相連。動(dòng)觸片套 在絕緣方桿上,絕緣方軸每次作90° 在絕緣方桿上,絕緣方軸每次作90°正 90 或反方向的轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)靜觸頭通。
特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,安裝面積小,操作方便。特點(diǎn):結(jié)構(gòu)緊湊,安裝面積小,操作方便。用途:電源的引入開關(guān);通斷小電流電路; 用途:電源的引入開關(guān);通斷小電流電路; 控制5KW以下電動(dòng)機(jī)??刂疲担耍滓韵码妱?dòng)機(jī)。以下電動(dòng)機(jī)
Date: 2011-4-5
Page: 13
CH1 常用低壓電器
(a)外形
Date: 2011-4-5
(b)符號(hào)
Page: 14
(c)結(jié)構(gòu)
CH1 常用低壓電器
Date: 2011-4-5
Page: 15
CH1 常用低壓電器
第二節(jié) 開關(guān)電器
三、低壓斷路器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
功能:不頻繁通斷電路,并能在電路過載、功能:不頻繁通斷電路,并能在電路過載、短路及失 壓時(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐贰簳r(shí)自動(dòng)分?jǐn)嚯娐?。特點(diǎn):操作安全,分?jǐn)嗄芰^高。特點(diǎn):操作安全,分?jǐn)嗄芰^高。分類:框架式(萬能式)塑殼式(裝置式)分類:框架式(萬能式)和塑殼式(裝置式)結(jié)構(gòu):觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。結(jié)構(gòu):觸頭系統(tǒng)、滅弧裝置、脫扣機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。符號(hào): 符號(hào):QS
Date: 2011-4-5
Page: 16
CH1 常用低壓電器
1.天弧罩 2.開關(guān)本體 3.抽屜座 4.合閘按鈕 5.分閘按鈕 6.智能脫扣器 7.搖勻柄插入位置 8.連接/試驗(yàn)/分離指示
萬能式低壓斷路器結(jié)構(gòu)圖
Date: 2011-4-5 Page: 17
CH1 常用低壓電器7
1.主觸頭2.自由脫扣器 3.過電流脫扣器 4.分勵(lì)脫扣器 5.熱
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
脫扣器6.失壓脫扣器 7.按鈕
塑殼式低壓斷路器原理圖
Date: 2011-4-5 Page: 18
CH1 常用低壓電器
線路短路 或嚴(yán)重過 載保護(hù)7
1.主觸頭2.自由脫扣器3.過電流脫扣器4.分勵(lì)脫扣器 5.熱脫扣器6.失壓脫扣器 7.按鈕
塑殼式低壓斷路器原理圖
Date: 2011-4-5 Page: 19
CH1 常用低壓電器
遠(yuǎn)距離跳 閘,對(duì)電 路不起保 護(hù)作用
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案 7
1.主觸頭2.自由脫扣器3.過電流脫扣器4.分勵(lì)脫扣器 5.熱脫扣器6.失壓脫扣器 7.按鈕
塑殼式低壓斷路器原理圖
Date: 2011-4-5 Page: 20
CH1 常用低壓電器
線路過載 保護(hù)7
1.主觸頭2.自由脫扣器3.過電流脫扣器4.分勵(lì)脫扣器 5.熱脫扣器6.失壓脫扣器 7.按鈕
塑殼式低壓斷路器原理圖
Date: 2011-4-5 Page: 21
CH1 常用低壓電器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
電動(dòng)機(jī)的 失壓保護(hù)7
1.主觸頭2.自由脫扣器 3.過電流脫扣器 4.分勵(lì)脫扣器 5.熱脫扣器6.失壓脫扣器 7.按鈕
塑殼式低壓斷路器原理圖
Date: 2011-4-5 Page: 22
CH1 常用低壓電器
Date: 2011-4-5
Page: 23
CH1 常用低壓電器
第三節(jié) 接觸器
一、交流接觸器 1.結(jié)構(gòu)
觸頭系統(tǒng):主觸頭、觸頭系統(tǒng):主觸頭、輔助觸頭 常開觸頭(動(dòng)合觸頭)常開觸頭(動(dòng)合觸頭)常閉觸頭(動(dòng)斷觸頭)常閉觸頭(動(dòng)斷觸頭)電磁系統(tǒng): 電磁系統(tǒng):動(dòng)、靜鐵芯,吸引線圈和反作用彈簧 靜鐵芯,滅弧系統(tǒng): 滅弧系統(tǒng):滅弧罩及滅弧柵片滅弧
Date: 2011-4-5
Page: 24
CH1 常用低壓電器
第三節(jié) 接觸器
主觸頭 滅弧裝置 動(dòng)鐵心 常閉輔助觸頭 吸引線圈 常開輔助觸
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
頭 靜鐵心
交流接觸器結(jié)構(gòu)圖
Date: 2011-4-5 Page: 25
CH1 常用低壓電器
第三節(jié) 接觸器
2.工作原理
線圈加額定電壓,銜鐵吸合,常閉觸頭 斷開,常開觸頭閉合; 斷開,常開觸頭閉合 ; 線圈電壓消失,線圈電壓消失,觸頭 恢復(fù)常態(tài)。為防止鐵 心振動(dòng),需加短路 環(huán)。
Date: 2011-4-5
Page: 26
CH1 常用低壓電器
第三節(jié) 接觸器
二、直流接觸器
用途:遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。用途:遠(yuǎn)距離通斷直流電路或控制直流電動(dòng)機(jī)的頻繁起停。結(jié)構(gòu):電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。結(jié)構(gòu):電磁機(jī)構(gòu)、觸頭系統(tǒng)和滅弧裝置。工作原理:與交流接觸器基本相同。工作原理:與交流接觸器基本相同。
Date: 2011-4-5
Page: 27
CH1 常用低壓電器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
第三節(jié) 接觸器
三、接觸器的符號(hào)
KM
KM
KM
KM 線圈 主觸點(diǎn) 常開輔助觸點(diǎn) 常閉輔助觸點(diǎn)
Date: 2011-4-5
Page: 28
CH1 常用低壓電器
第三節(jié) 接觸器
四、接觸器的主要技術(shù)指標(biāo) 額定電壓
交流接觸器: 127、220、380、交流接觸器: 127、220、380、500V 直流接觸器: 110、220、440V 直流接觸器: 110、220、額定電流
交流接觸器: 10、20、40、60、100、150、250、400、交流接觸器:5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接觸器:40、80、100、150、250、400、直流接觸器:40、80、100、150、250、400、600A
吸引線圈額定電壓
交流接觸器:
36、110(127)、220、380V 交流接觸器:
36、110(127)、220、)、220 直流接觸器:24、48、220、直流接觸器:24、48、220、440V
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
Date: 2011-4-5 Page: 29
CH1 常用低壓電器
第三節(jié) 接觸器
四、接觸器的使用選擇原則
根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型; 根據(jù)電路中負(fù)載電流的種類選擇接觸器的類型; 接觸器的額定電壓應(yīng)大于或等于負(fù)載回路的額定 電壓; 電壓; 吸引線圈的額定電壓應(yīng)與所接控制電路的額定電 壓等級(jí)一致; 壓等級(jí)一致; 額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。額定電流應(yīng)大于或等于被控主回路的額定電流。
Date: 2011-4-5
Page: 30
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
作用:控制、放大、聯(lián)鎖、作用:控制、放大、聯(lián)鎖、保護(hù)和調(diào)節(jié) 分類: 分類: 按用途分 :控制和保護(hù)繼電器 按動(dòng)作原理分:電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、按動(dòng)作原理分:電磁式、感應(yīng)式、電動(dòng)式、電子式、機(jī)械式 按輸入量分:電流、電壓、時(shí)間、速度、按輸入量分:電流、電壓、時(shí)間、速度、壓力 按動(dòng)作時(shí)間分:瞬時(shí)、按動(dòng)作時(shí)間分:瞬時(shí)、延時(shí)繼電器 特點(diǎn):額定電流不大于5A 特點(diǎn):額定電流不大于5A 符號(hào): 符號(hào):KA
Date: 2011-4-5 Page: 31
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
一、電流繼電器
特點(diǎn):線圈串接于電路中,導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。特點(diǎn):線圈串接于電路中,導(dǎo)線粗、匝數(shù)少、阻抗小。分類:過電流繼電器:正常工作電流時(shí)銜鐵釋放 銜鐵釋放,分類:過電流繼電器:正常工作電流時(shí)銜鐵釋放,觸點(diǎn)復(fù)位 欠電流繼電器:正常工作電流時(shí)銜鐵吸合 銜鐵吸合,欠電流繼電器:正常工作電流時(shí)銜鐵吸合,觸點(diǎn)動(dòng)作
過流電流繼電器
Date: 2011-4-5 Page: 32
欠流電流繼電器
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
一、電流繼電器
I> KA
KA
KA
過電流繼電器
I< KA
KA
KA
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
1.底 座 2.反力 彈 簧3、4.調(diào) 節(jié) 螺 釘 5.非 磁 性 墊 片 6.銜 鐵 7.鐵 芯 8.極 靴 9.電 磁 線 圈 10.觸 點(diǎn) 系 統(tǒng)
欠電流繼電器
Date: 2011-4-5 Page: 33
電磁式繼電器結(jié)構(gòu)圖
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
一、電流繼電器 主要技術(shù)指標(biāo): 主要技術(shù)指標(biāo):
使電流繼電器開始動(dòng)作所需的電流值; 動(dòng)作電流Iq :使電流繼電器開始動(dòng)作所需的電流值; 電流繼電器動(dòng)作后返回原狀態(tài)時(shí)的電流值; 返回電流If :電流繼電器動(dòng)作后返回原狀態(tài)時(shí)的電流值; 返回值與動(dòng)作值之比,返回系數(shù)Kf :返回值與動(dòng)作值之比,Kf=If /Iq。
Date: 2011-4-5
Page: 34
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
二、電壓繼電器
特點(diǎn):線圈并聯(lián)在電路中,匝數(shù)多,特點(diǎn):線圈并聯(lián)在電路中,匝數(shù)多,導(dǎo)線細(xì) 分類: 分類:過電壓繼電器和欠電壓繼電器 結(jié)構(gòu)原理: 結(jié)構(gòu)原理:與電流繼電器類似
U< KA
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
KA
KA
U> KA
KA
KA
欠電壓繼電器
過電壓繼電器
Date: 2011-4-5
Page: 35
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
三、中間繼電器
中間繼電器實(shí)質(zhì)上是一種電壓 繼電器,結(jié)構(gòu)和工作原理與接觸器 繼電器,相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多,相同。但它的觸點(diǎn)數(shù)量較多,在電 路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。路中主要是擴(kuò)展觸點(diǎn)的數(shù)量。另外 其觸頭的額定電流較大。其觸頭的額定電流較大。
Date: 2011-4-5
Page: 36
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
利用雙金屬片受熱彎曲 去推動(dòng)杠桿使觸頭動(dòng)作 作用: 作用:電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù)
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
四、熱繼電器
型式: 型式:雙金屬片式 熱敏電阻式 易熔合金式
利用電阻值隨溫度變化 而變化的特性制成 利用過載電流發(fā)熱使易熔 合金熔化而使繼電器動(dòng)作
結(jié)構(gòu):由發(fā)熱元件、雙金屬 結(jié)構(gòu):由發(fā)熱元件、片和觸頭及動(dòng)作機(jī)構(gòu) 等部分組成。
Date: 2011-4-5
Page: 37
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
四、熱繼電器
a)
外形 2復(fù)位按鈕
1-電流整定裝置 32動(dòng)作機(jī)構(gòu) 6常閉觸頭接線柱 公共動(dòng)觸頭接線柱 33主雙金屬片
3推動(dòng)導(dǎo)板 5動(dòng)觸頭
6常開觸頭 8復(fù)位按鈕 11支撐件 13-彈簧
雙金屬片式熱繼電器原理示意圖
Date: 2011-4-5 Page: 39
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
四、熱繼電器
Date: 2011-4-5
Page: 40
CH1 常用低壓電器
第四節(jié) 繼電器
四、熱繼電器
使用與選擇 使用:作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù),注意與熔斷器的配合。使用:作為電動(dòng)機(jī)的過載保護(hù),注意與熔斷器的配合。選擇:I 選擇:IeR
ed 熱繼電器熱元件的額定電流; IeR:熱繼電器熱元件的額定電流; 電動(dòng)機(jī)的額定電流。Ied:電動(dòng)機(jī)的額定電流。電路符號(hào)
Date: 2011-4-5 Page: 41
CH1 常用低壓電器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
五、時(shí)間繼電器
作用: 作用:按整定時(shí)間長短通斷電路 分類: 分類: 按構(gòu)成原理分: 按構(gòu)成原理分:電磁式 電動(dòng)式 空氣阻尼式 晶體管式 數(shù)字式 按延時(shí)方式分: 按延時(shí)方式分:通電延時(shí)型 斷電延時(shí)型
Date: 2011-4-5
Page: 42
CH1 常用低壓電器
五、時(shí)間繼電器
符號(hào): 符號(hào):KT
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(a)線圈一般符號(hào)(b)通電延時(shí)線圈(c)斷電延時(shí)線圈(d)通電延時(shí)閉 合動(dòng)合(常開)觸點(diǎn)(e)通電延時(shí)斷開動(dòng)斷(常閉)觸點(diǎn)(f)斷電延時(shí)斷 合動(dòng)合(常開)通電延時(shí)斷開動(dòng)斷(常閉)開動(dòng)合(常開)斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷(常閉)觸點(diǎn)(開動(dòng)合(常開)觸點(diǎn)(g)斷電延時(shí)閉合動(dòng)斷(常閉)觸點(diǎn)(h)瞬動(dòng)觸點(diǎn)
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
Date: 2011-4-5
Page: 43
CH1 常用低壓電器
五、時(shí)間繼電器
Date: 2011-4-5
Page: 44
CH1 常用低壓電器
五、時(shí)間繼電器
Date: 2011-4-5
Page: 45
CH1 常用低壓電器
六、速度繼電器
作用: 作用:根據(jù)速度的大小通斷電路 結(jié)構(gòu):定子、結(jié)構(gòu):定子、轉(zhuǎn)子和觸頭 原理: 原理:與異步電動(dòng)機(jī)類似 參數(shù):動(dòng)作轉(zhuǎn)速:>120rpm 參數(shù):動(dòng)作轉(zhuǎn)速: 復(fù)位轉(zhuǎn)速: 復(fù)位轉(zhuǎn)速:<100rpm
Date: 2011-4-5
Page: 46
CH1 常用低壓電器
六、速度繼電器
轉(zhuǎn)子圓柱形永久磁 轉(zhuǎn)子圓柱形永久磁--符號(hào) 鐵,與電動(dòng)機(jī)同軸連 定子由硅鋼片迭成 定子由硅鋼片迭成 接?;\型空心圓環(huán)套在轉(zhuǎn)子 上,裝有鼠籠型短路繞 組。
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
Date: 2011-4-5
Page: 47
CH1 常用低壓電器
六、速度繼電器
Date: 2011-4-5
Page: 48
CH1 常用低壓電器
七、其它繼電器
光電繼電器
溫度繼電器
壓力繼電器
Date: 2011-4-5
Page: 49
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
作用: 作用:短路和嚴(yán)重過載保護(hù) 應(yīng)用: 應(yīng)用:串接于被保護(hù)電路的首端
優(yōu)
分類:瓷插式RC 分類:瓷插式RC 螺旋式RL 螺旋式RL 有填料式RT 有填料式RT 填料密封式RM 填料密封式RM 快速熔斷器RS 快速熔斷器RS 自恢復(fù)熔斷器RZ 自恢復(fù)熔斷器RZ 符號(hào):FR 符號(hào):
Date: 2011-4-5 Page: 50
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
瓷插式熔斷器RC 瓷插式熔斷器
Date: 2011-4-5
Page: 51
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
螺旋式熔斷器RL 螺旋式熔斷器
Date: 2011-4-5 Page: 52
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
有填料式熔斷器RT 有填料式熔斷器
Date: 2011-4-5
Page: 53
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
無填料密封式熔斷器RM 無填料密封式熔斷器
Date: 2011-4-5
Page: 54
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
快速熔斷器RS 快速熔斷器
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
Date: 2011-4-5
Page: 55
CH1 常用低壓電器
第五節(jié) 熔斷器
自恢復(fù)熔斷器RZ 自恢復(fù)熔斷器
Date: 2011-4-5
Page: 56
CH1 常用低壓電器
第六節(jié) 主令電器
作用: 作用:發(fā)送控制命令或信號(hào)的電器 分類:按鈕 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 主令控制器 行程開關(guān) 接近開關(guān)
Date: 2011-4-5
Page: 57
CH1 常用低壓電器
第六節(jié) 主令電器
控制按鈕: 控制按鈕:SB
Date: 2011-4-5
Page: 58
CH1 常用低壓電器
第六節(jié) 主令電器
控制按鈕: 控制按鈕:SB
Date: 2011-4-5
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
分類:控制
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
Page: 59
CH1 常用低壓電器
第六節(jié) 主令電器
行程開關(guān): 行程開關(guān):SQ
Date: 2011-4-5
Page: 60
CH1 常用低壓電器
滾輪式行程開關(guān)
a)
SQ
1-滾輪 2-上轉(zhuǎn)臂 3-盤形彈簧
b)
行程開關(guān)符號(hào)
4-推桿 5-小滾輪 6-擒縱件 7、8-壓板 9、10-彈簧 11-動(dòng)觸頭 12-靜觸頭
Date: 2011-4-5
Page: 61
CH1 常用低壓電器
第六節(jié) 主令電器
接近開關(guān): 接近開關(guān):SQ
1-常開靜觸頭 2-動(dòng)觸頭 3-常閉靜觸頭 4-殼體 5-推桿 6-弓簧片
Date: 2011-4-5
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
Page: 62
CH1 常用低壓電器
第六節(jié) 主令電器
萬能轉(zhuǎn)換開關(guān): 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān):QS
Date: 2011-4-5
Page: 63
CH1 常用低壓電器 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān) 縱向虛線表示手柄位置,縱向虛線表示手柄位置,圖中
Ⅰ 0 1 2 3 4 5 6 Ⅱ
有三個(gè)位置Ⅰ、有三個(gè)位置Ⅰ、0、Ⅱ 橫向圓圈表示觸點(diǎn)對(duì)數(shù),圖中 橫向圓圈表示觸點(diǎn)對(duì)數(shù),有6對(duì)觸點(diǎn) 對(duì)觸點(diǎn) 縱橫交叉處圓黑點(diǎn)為手柄在此 位置對(duì)應(yīng)的觸點(diǎn)接通 Ⅰ位:1、4、6觸點(diǎn)通、、觸點(diǎn)通
QS 轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)通斷展開圖
0位:2、3、5觸點(diǎn)通 位、、觸點(diǎn)通 Ⅱ位:3、4、5觸點(diǎn)通、、觸點(diǎn)通
Page: 64
Date: 2011-4-5
CH1 常用低壓電器 萬能轉(zhuǎn)換開關(guān)
觸點(diǎn)號(hào) 1 2 3 4 5 6 × × × Ⅰ × × × × × × 0 Ⅱ
縱向表示手柄位置,縱向表示手柄位置,表中有三個(gè) 位置Ⅰ、位置Ⅰ、0、Ⅱ; 橫向?yàn)橛|點(diǎn)對(duì)數(shù),圖中有 對(duì) 橫向?yàn)橛|點(diǎn)對(duì)數(shù),圖
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
演講稿 工作總結(jié) 調(diào)研報(bào)告 講話稿 事跡材料 心得體會(huì) 策劃方案
中有6對(duì); ×為手柄在此位置接通的觸點(diǎn) Ⅰ位:1、4、6觸點(diǎn)通、、觸點(diǎn)通 0位:2、3、5觸點(diǎn)通 位、、觸點(diǎn)通 Ⅱ位:3、4、5觸點(diǎn)通、、觸點(diǎn)通
轉(zhuǎn)換開關(guān)觸點(diǎn)通斷表
Date: 2011-4-5
Page: 65
CH1 常用低壓電器
本章小結(jié)
開關(guān)電器、主令電器、接觸器、繼電器、開關(guān)電器、主令電器、接觸器、繼電器、熔斷器等低 壓電器的作用、結(jié)構(gòu)、工作原理; 壓電器的作用、結(jié)構(gòu)、工作原理; 低壓電器圖形和文字符號(hào); 低壓電器圖形和文字符號(hào); 每種低壓電器的技術(shù)參數(shù); 每種低壓電器的技術(shù)參數(shù); 低壓電器的使用和選擇方法。低壓電器的使用和選擇方法。
Date: 2011-4-5
Page: 66
CH1 常用低壓電器
Date: 2011-4-5
Page: 67 1
精心收集
精心編輯
精致閱讀
如需請(qǐng)下載!
第三篇:PLC控制技術(shù)
關(guān)于PLC控制技術(shù)一體化教學(xué)方法的探索
摘要:通過對(duì)PLC控制技術(shù)一體化教學(xué)方法的探索,以學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的具體作品為例,闡述了在職業(yè)中學(xué)PLC控制技術(shù)課程教學(xué)中運(yùn)用理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)方法的可行性。
關(guān)鍵詞:PLC控制技術(shù);一體化教學(xué)方法;探索
現(xiàn)行的職業(yè)中學(xué)課堂教學(xué),大多數(shù)專業(yè)還是把理論教學(xué)和實(shí)習(xí)操作分開進(jìn)行,而這種做法對(duì)于機(jī)電專業(yè)來講,專業(yè)教師不好教,學(xué)生無心學(xué)。為扭轉(zhuǎn)這一被動(dòng)局面,我在PLC控制技術(shù)教學(xué)過程中運(yùn)用了理論與實(shí)習(xí)操作一體化的教學(xué)方法,收到了較好的教學(xué)效果。
傳統(tǒng)職中教學(xué)方法存在的主要問題及原因
其一為“填鴨式”教學(xué)。職中學(xué)生文化知識(shí)基礎(chǔ)普遍較差,學(xué)習(xí)缺乏想象力,要掌握PLC控制技術(shù)所遇到的困難是可想而知的?!疤铠喪健苯虒W(xué)從頭講到尾,照搬書本;即使使用多媒體教學(xué),也只是把原先寫在黑板上的內(nèi)容搬上了屏幕,教學(xué)手段雖有變化,但教學(xué)內(nèi)容和效果并沒有本質(zhì)變化。
其二為理論與實(shí)習(xí)操作分離,不重視專業(yè)訓(xùn)練。上理論課時(shí),學(xué)生對(duì)教師講授的知識(shí)只是死記硬背,學(xué)生普遍感到似懂非懂、難學(xué)易忘;對(duì)于專業(yè)實(shí)習(xí)操作課,學(xué)生雖感興趣,但專業(yè)技術(shù)理論知識(shí)已遺忘甚多,往往只限于模仿性的操作訓(xùn)練,而無法觸類旁通,自然也就無法形成系統(tǒng)的操作技能。由于理論和實(shí)習(xí)操作相脫節(jié),學(xué)生對(duì)機(jī)電專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣得不到激發(fā),學(xué)習(xí)積極性難以調(diào)動(dòng),學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)的方法和能力很難得到有效培養(yǎng)。
其三為理論課教學(xué)安排時(shí)間跨度大,學(xué)生對(duì)理論的認(rèn)識(shí)是斷續(xù)、分散的,整體認(rèn)識(shí)不清楚、理解不透徹,學(xué)習(xí)難度加大。
其四為專業(yè)技術(shù)理論教學(xué)和實(shí)習(xí)操作教學(xué)分段實(shí)施,理論教師與實(shí)習(xí)操作指導(dǎo)教師各負(fù)其責(zé),造成了相互脫節(jié),在教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面難以形成有機(jī)結(jié)合。教學(xué)過程中往往出現(xiàn)“各自為戰(zhàn)”和“相互推諉”的現(xiàn)象,專業(yè)教材之間的內(nèi)在聯(lián)系得不到協(xié)調(diào),教學(xué)內(nèi)容沒辦法合理統(tǒng)籌。以專業(yè)理論為中心的傳統(tǒng)教學(xué)模式,容易產(chǎn)生偏重理論教學(xué)而輕實(shí)習(xí)操作的不良傾向,教師很難完成機(jī)電專業(yè)PLC控制技術(shù)編程的教學(xué)任務(wù),也不能滿足學(xué)生學(xué)習(xí)的需要。
理論與實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)的具體做法
針對(duì)職業(yè)中學(xué)傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的實(shí)際問題,我在機(jī)電專業(yè)PLC控制技術(shù)教學(xué)過程中進(jìn)行了“理論與實(shí)習(xí)操作一體化”教學(xué)探索。具體做法是:
第一,以國家中等職業(yè)教育規(guī)劃教材為藍(lán)本,在機(jī)電專業(yè)教學(xué)大綱的指導(dǎo)下,將機(jī)電專業(yè)的PLC控制技術(shù)教材根據(jù)學(xué)校具體的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)儀器設(shè)備情況,劃分為電工基礎(chǔ),電力拖動(dòng)引入,可編程控制器的認(rèn)識(shí),“啟、停、反”的可編程控制的認(rèn)識(shí)訓(xùn)練,PLC控制技術(shù)的邏輯編程技術(shù)等五個(gè)部分,把電工基礎(chǔ)知識(shí)融入到電力拖動(dòng)技術(shù)中,電力拖動(dòng)技術(shù)為可編程控制服務(wù),遵循這樣的教學(xué)思路來安排教學(xué)內(nèi)容。讓學(xué)生多次訓(xùn)練“啟、停、反”的直接控制,甚至教師可以有意識(shí)讓學(xué)生接錯(cuò)一條控制線,以引起學(xué)生的注意,最后讓學(xué)生自己來修改,通過修改過程引入PLC控制技術(shù)的可編程控制,讓學(xué)生進(jìn)行對(duì)比,再多次訓(xùn)練“啟、停、反”的邏輯控制程序,使學(xué)生在操作過程中認(rèn)識(shí)可編程控制的優(yōu)點(diǎn),從而實(shí)現(xiàn)由直接控制向邏輯控制的過渡。學(xué)生的主要學(xué)習(xí)場所就在實(shí)訓(xùn)室,各階段的教學(xué)內(nèi)容是實(shí)訓(xùn)穿插相關(guān)理論,講完相關(guān)理論后,學(xué)生可以馬上根據(jù)教師所講進(jìn)行“模擬”訓(xùn)練,以達(dá)到強(qiáng)化理論的效果。另外,在教學(xué)過程中,大量運(yùn)用實(shí)物、教具、多媒體等手段,達(dá)到理論與實(shí)習(xí)操作相結(jié)合的一體化教學(xué),從而實(shí)現(xiàn)理論指導(dǎo)實(shí)踐,實(shí)踐檢驗(yàn)理論的目的。
第二,針對(duì)職中機(jī)電專業(yè)學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)較差的特點(diǎn),在教學(xué)過程中,盡量利用實(shí)際簡單電路進(jìn)行直觀演示,將電機(jī)用實(shí)物模型展現(xiàn)在學(xué)生面前,以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,縮短認(rèn)識(shí)過程。同時(shí),在教師指導(dǎo)下,學(xué)生動(dòng)手按電力拖動(dòng)的要求接線,實(shí)現(xiàn)對(duì)電動(dòng)機(jī)的直接控制,將書本理論與實(shí)踐相結(jié)合,促進(jìn)理解,加深記憶,學(xué)習(xí)效率得到明顯提高。
第三,在理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)中,不要求學(xué)生掌握繁瑣的理論,學(xué)生通過電力拖動(dòng)的實(shí)習(xí)操作很快就能建立一個(gè)清晰、直觀的概念,大大提高了教學(xué)效率。教師講授時(shí)可從電力拖動(dòng)知識(shí)需要引入課題,明確電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的工作條件,使學(xué)生很快理解電動(dòng)機(jī)的正轉(zhuǎn)與反轉(zhuǎn),還可以用多媒體和實(shí)物進(jìn)行演示,在學(xué)生進(jìn)一步理解控制和被控制之間的關(guān)系后,學(xué)生在教師指導(dǎo)下立刻進(jìn)行動(dòng)手操作,從而加深認(rèn)識(shí)。這樣,相對(duì)所需課時(shí)縮短了,可安排學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)操作練習(xí),進(jìn)一步加強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力培養(yǎng)。
第四,職中機(jī)電專業(yè)PLC控制技術(shù)教學(xué)運(yùn)用理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)方法,對(duì)教師的教學(xué)水平提出了更高、更新的要求。它要求專業(yè)教師除了必須具備相關(guān)專業(yè)系統(tǒng)的理論知識(shí)外,還必須具備高級(jí)電工維修技能以上的操作水平,才能在授課過程中進(jìn)行規(guī)范、準(zhǔn)確的操作演示和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)操作。
PLC控制技術(shù)教學(xué)實(shí)行理論實(shí)習(xí)操作一體化的案例
教學(xué)單元為五人搶答器的程序編寫(共8學(xué)時(shí),每次課2學(xué)時(shí))。
(一)教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo):掌握PLC控制技術(shù)的基本程序編寫方法(先用梯形圖,然后用指令表)。能力目標(biāo):初步具有能實(shí)現(xiàn)可編程控制的邏輯編程能力。
(二)教學(xué)流程
提出要解決的問題以一次知識(shí)搶答活動(dòng)為例,請(qǐng)你用PLC可編程控制器編寫一個(gè)五人搶答器的程序,并調(diào)試模擬運(yùn)行。要求:在主持人宣布開始以后才可以搶答,20秒以后,還沒有任何一組搶答,則自動(dòng)停止本題的搶答;任何一個(gè)人搶到以后,其他選手不能再搶(有鎖定功能);一次搶答完成以后,主持人要復(fù)位,再準(zhǔn)備進(jìn)行下一次搶答。任務(wù)給出以后,教師引導(dǎo)學(xué)生。不能理解題意、甚至無法動(dòng)手操作的學(xué)生,可以聽教師講解、指導(dǎo);能理解題意、有一定思路的學(xué)生可以動(dòng)手完成。這樣,每位學(xué)生都有事可做,教學(xué)氣氛活躍了很多。
自主探究學(xué)生完成教師給出的任務(wù)后交指導(dǎo)教師點(diǎn)評(píng),教師指出學(xué)生編寫的程序哪些地方需要修改,為什么要修改等等。要求學(xué)生從實(shí)際出發(fā),思考符合實(shí)際工程要求的、邏輯思路清晰的程序。
利用實(shí)物演示編程效果把學(xué)生所編寫的程序通過接口電路引到學(xué)生自己焊接的搶答器模擬電路板上,由5位學(xué)生進(jìn)行現(xiàn)場模擬搶答,看看還有哪些沒有考慮到,還要做哪些相應(yīng)的修改。例如,有學(xué)生提到:第一個(gè)人搶到以后應(yīng)有聲音,要增加揚(yáng)聲器的控制輸出端;搶到的組號(hào)還應(yīng)有閃爍等。這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性被激發(fā)出來,相關(guān)的理論知識(shí)也得到了補(bǔ)充。學(xué)生不僅學(xué)會(huì)了PLC控制技術(shù)的邏輯編程,還自然學(xué)習(xí)了電子技術(shù)的相關(guān)知識(shí),使理論與操作達(dá)到了完美結(jié)合。
討論教師和幾位學(xué)生組成“專家組”,對(duì)每一位學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評(píng),然后學(xué)生共同討論,對(duì)每一題評(píng)出“編程之星”,學(xué)期末可根據(jù)“編程之星”的獲得次數(shù)評(píng)定平時(shí)成績。
作業(yè)要求學(xué)生把搶答器程序編寫的邏輯思維“移植”到對(duì)交通燈、自動(dòng)售貨機(jī)等的控制上,這樣更加有效地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,在自習(xí)課、活動(dòng)課時(shí)間,有的學(xué)生也自覺到實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行編程練習(xí),真正實(shí)現(xiàn)了“要我學(xué)”到“我要學(xué)”的轉(zhuǎn)變。
(三)教學(xué)效果
通過理論與實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)模式的具體運(yùn)用,原來在職中沒法完成的功能指令部分的教學(xué)也收到了很好的教學(xué)效果。當(dāng)學(xué)生看到簡單的邏輯編程實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜的功能以后,對(duì)功能指令產(chǎn)生了強(qiáng)烈的學(xué)習(xí)興趣,對(duì)他們繼續(xù)學(xué)習(xí)專業(yè)課起到了很好的激勵(lì)作用。
理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)的啟示和體會(huì)
幾年來,理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)的探索在實(shí)踐中取得了良好的效果,學(xué)生看得見、摸得著,生動(dòng)而不呆板,既容易理解,又記得牢固。在實(shí)踐中我有如下幾點(diǎn)體會(huì):(1)理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)方法可以使技能操作訓(xùn)練與相關(guān)專業(yè)理論緊密銜接,實(shí)現(xiàn)了理論與實(shí)踐密切結(jié)合、理性認(rèn)識(shí)與感性認(rèn)識(shí)同步提高。(2)職中機(jī)電專業(yè)理論教學(xué)和操作訓(xùn)練的有機(jī)結(jié)合,使學(xué)生有較多機(jī)會(huì)將專業(yè)理論知識(shí)與實(shí)際反復(fù)對(duì)照理解。由于這種教學(xué)方法運(yùn)用了感知記憶、理解記憶、運(yùn)動(dòng)記憶等記憶方法,所以學(xué)生容易在大腦中較快地形成總體結(jié)構(gòu)的全方位表象,技能形成較快。(3)理論學(xué)習(xí)與技能訓(xùn)練反復(fù)交叉進(jìn)行,內(nèi)容不斷更新,學(xué)生有新鮮感。理論指導(dǎo)下的技能訓(xùn)練,使學(xué)生感覺學(xué)到了實(shí)在的本領(lǐng),自信心增強(qiáng),技能形成進(jìn)程加快。(4)理論實(shí)習(xí)操作一體化教學(xué)方法增加了師生的直接接觸,教師能比較直觀地了解學(xué)生掌握專業(yè)知識(shí)和操作能力的程度,有利于切合實(shí)際地對(duì)學(xué)生加以指導(dǎo),因材施教,滿足不同層次學(xué)生的需求。
參考文獻(xiàn):
[1]鄭鳳翼,等.圖解PLC控制系統(tǒng)梯形圖和語句表[M].北京:人民郵電出版社,2006.[2]田明,等.觸摸式可編程終端[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[3]高勤.電器及PLC控制技術(shù)[M].北京:高等教育出版社,2002.
第四篇:工業(yè)控制與PLC應(yīng)用總結(jié)
工業(yè)控制與PLC應(yīng)用總結(jié)
經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)、使用,對(duì)可編程邏輯控制器(PLC)在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用有了比較深刻的理解,PLC為我們實(shí)現(xiàn)某種流程或過程的自動(dòng)化搭建了一種控制系統(tǒng)硬件平臺(tái),其實(shí)際上與傳統(tǒng)的DCS系統(tǒng)已經(jīng)沒有嚴(yán)格的區(qū)分,是工控領(lǐng)域中最基本、最常用的控制設(shè)備,也是我們最應(yīng)該會(huì)使用的一種控制器。
從本質(zhì)上講,PLC僅僅是實(shí)現(xiàn)控制目的的一種工具,一種具有特殊功能和特點(diǎn)的工具,工具本身的使用方法很簡單,大部分功能通過“傻瓜式”的組態(tài)設(shè)置而實(shí)現(xiàn),重要的是在使用此工具完成某種任務(wù)的過程中所體現(xiàn)的思想和技巧。我認(rèn)為實(shí)現(xiàn)一臺(tái)機(jī)器自動(dòng)化的過程,就是賦予此機(jī)器“靈魂”的過程,而PLC是我們賦予機(jī)器靈魂的工具,“靈魂”即是在實(shí)現(xiàn)工藝要求的控制程序中所體現(xiàn)的編程者的思想,顯然,相比而言重點(diǎn)是“靈魂”而不是工具。
下面是我在編寫程序和調(diào)試過程中的一些體會(huì)和思考,供大家參考。
一、理解工藝
實(shí)現(xiàn)工藝要求是控制的核心目的,因此工藝的要求即是我們編寫程序的根本依據(jù)和衡量程序質(zhì)量的最終標(biāo)準(zhǔn),對(duì)工藝特點(diǎn)理解的深淺程度也就決定了編寫程序框架的完善程度。需要強(qiáng)調(diào)的是,要站在控制的角度去分析工藝,要精確到每一個(gè)輸入輸出控制點(diǎn),每一個(gè)設(shè)備的執(zhí)行動(dòng)作及對(duì)其他設(shè)備或動(dòng)作的影響,而不是僅僅停留在宏觀的、整體的流程,因?yàn)榭刂迫藛T得到的幾乎所有工藝流程資料都是工藝人員要求的最佳運(yùn)行狀況,也是所要實(shí)現(xiàn)的控制目的,它僅僅是一個(gè)目標(biāo)狀態(tài),而要實(shí)現(xiàn)這種目標(biāo)運(yùn)行狀態(tài)還需要考慮大量的非理想情況,這就需要思考在工藝流程中,哪些地方、環(huán)節(jié)會(huì)出現(xiàn)哪些異常情況,這些信息對(duì)于控制人員而言,算是工藝要求中的隱含信息,需要去分析尋找,分析的越細(xì)越好,總之,沒有最細(xì)只有更細(xì)。
因此,理解工藝的重點(diǎn)就是去思考那些可能的異常情況,它與確定的工藝要求有著直接的關(guān)系,這種對(duì)工藝的認(rèn)識(shí)思想是必要的。比較重要的思考方向大體有以下幾點(diǎn):
1、根據(jù)整體工藝和設(shè)備特點(diǎn),需要將整體流程細(xì)分為哪些子工序。
2、子工序之間是否存在接口不統(tǒng)一的問題。
3、整個(gè)工藝中的控制難點(diǎn)是什么。
4、哪些設(shè)備或動(dòng)作之間存在著嚴(yán)格的互鎖,或者說是哪些動(dòng)作必須考慮安全因素。
5、生產(chǎn)如何連續(xù)進(jìn)行,需要整體考慮循環(huán)運(yùn)行的狀況。
以上內(nèi)容僅僅列出了一部分,不容否認(rèn),對(duì)工藝特點(diǎn)和各種狀況的思考深淺程度是和經(jīng)驗(yàn)有關(guān)系的,應(yīng)該在學(xué)習(xí)中逐漸積累經(jīng)驗(yàn)并培養(yǎng)這種思考習(xí)慣。
二、順序控制法編程
順序控制法是相對(duì)于經(jīng)驗(yàn)控制法而言的,使用順序控制法編寫梯形圖程序的優(yōu)點(diǎn)是邏輯縝密、思路清晰、可讀性好,同時(shí)便于維護(hù)和差錯(cuò)修改,這種特點(diǎn)在工程中是非常重要的,尤其對(duì)于邏輯復(fù)雜的大型項(xiàng)目,沒有順序控制思想,很難實(shí)現(xiàn)編寫高質(zhì)量的程序。
其實(shí)順序控制的原理很簡單,很容易理解,即當(dāng)前步有效的條件是上一步有效且滿足當(dāng)前步有效的其他條件,當(dāng)前步無效的條件是下一步變?yōu)榛顒?dòng)步,并且要求在程序中的某一順序邏輯段中只有一個(gè)活動(dòng)步,且步有效與否不直接對(duì)應(yīng)輸出,只體現(xiàn)工藝要求的具體執(zhí)行邏輯。這種用步來體現(xiàn)程序執(zhí)行過程的方式的特點(diǎn)就是邏輯非常清晰。然而需要指出的是,只分析兩步之間的順序控制并不能完整體現(xiàn)順序控制法的好處,最好便是在一個(gè)控制邏輯復(fù)雜一些的大程序中去體會(huì)這種編寫方法的優(yōu)點(diǎn)。我認(rèn)為順序控制法是一種思想,其表現(xiàn)形式也沒有像書上所表述的那么嚴(yán)格,非得下一步有效即關(guān)閉上一步,或者只有一個(gè)活動(dòng)步,主要還是看程序的具體內(nèi)容,步是一種概念,并不一定就是指一行梯形圖程序,它們之間可以理解為是本質(zhì)和表現(xiàn)形式的關(guān)系,只要在程序中思路清晰,可以多行程序表示為一步;相反,對(duì)步的認(rèn)識(shí)不全面,反而會(huì)限制編寫程序的靈活性。
在閱讀或調(diào)試程序中去理解順序控制法的思想會(huì)更加深刻,否則很難體會(huì)到其優(yōu)點(diǎn),也很難變?yōu)樽约旱木幊塘?xí)慣,容易出現(xiàn)這種現(xiàn)象:談及順序控制方法很簡單,但是編寫梯形圖程序卻又體現(xiàn)不出這種思想。所以只看資料無助于養(yǎng)成使用順序控制法的編程習(xí)慣,應(yīng)該多實(shí)踐和經(jīng)驗(yàn)交流。
另外,關(guān)于程序的組織方式并不固定,有很多不同的模式,實(shí)驗(yàn)室以往做過的工控項(xiàng)目主要使用了西門子系列PLC的S7-300,并形成了統(tǒng)一的編程方法和模式,主要思想是:輸入輸出點(diǎn)統(tǒng)一映射到PLC內(nèi)部存儲(chǔ)器中,所有的輸出信號(hào)以“起保?!钡姆绞皆趩为?dú)的功能塊中統(tǒng)一處理,這樣也便于應(yīng)用順序控制法編寫程序;在控制功能實(shí)現(xiàn)方式上,將整體工藝細(xì)分為不同的子工藝,即可以在手動(dòng)模式下單獨(dú)執(zhí)行,也可以由另一程序在自動(dòng)運(yùn)行模式下按照某種邏輯調(diào)用。有些專業(yè)公司的編程模式會(huì)不同,也是由其編程人員在實(shí)踐中總結(jié)形成的,但是,目前實(shí)驗(yàn)室的這種模式是相對(duì)很成熟和規(guī)范的,我們應(yīng)該繼續(xù)發(fā)展和完善,程序組成如圖1所示,具體情況可了解實(shí)際工程案例。
輸入映射自動(dòng)/手動(dòng)程序其他OB檢修程序OB1/主程序系統(tǒng)功能塊子程序1子程序n數(shù)據(jù)塊輸出程序輸出映射 圖1 程序一般組成內(nèi)容
三、程序編寫
當(dāng)其他工作已經(jīng)準(zhǔn)備就緒,開始著手編程,編程期間的主要工作就是完成控制流程圖繪制,寫流程圖的本質(zhì)就是寫程序,其好處就是在一段時(shí)間內(nèi)集中思考如何實(shí)現(xiàn)工藝流程的控制要求,并以文本形式記錄下來,這樣便于保持在思考如何實(shí)現(xiàn)控制要求時(shí)的思維連續(xù)性和縝密性,同時(shí)也生成了一份控制程序詳細(xì)文檔,為程序的后續(xù)修改、維護(hù)提供了直接技術(shù)資料,完整的流程圖應(yīng)該體現(xiàn)控制所需的全部程序。據(jù)我了解,很多從事工控職業(yè)的控制人員并不知道流程圖概念,他們是直接上機(jī)編程,問題就是程序質(zhì)量比較低,也許是項(xiàng)目太簡單,或者是工藝太熟悉,總之,給人的感覺很不正規(guī)。編寫流程圖是我們實(shí)驗(yàn)室的優(yōu)良傳統(tǒng),其是完成工控項(xiàng)目的核心步驟之一,通過流程圖編程也應(yīng)該是工控領(lǐng)域的正統(tǒng)做法。
在工藝熟悉后,要根據(jù)具體的工藝特點(diǎn)劃分出若干個(gè)子工藝,做到這些子工藝組合起來即是整體工藝,關(guān)于如何劃分子工藝的問題,沒有固定的規(guī)范,因編程者、工藝特點(diǎn)等而不同,但是一般而言,子工藝劃分的越多,程序會(huì)越靈活,而程序越靈活,對(duì)一些條件的要求也會(huì)相應(yīng)增多。因此,工藝劃分的粗細(xì)程度可以視情況具體權(quán)衡。
子工藝劃分完成后,可以編寫與其一一對(duì)應(yīng)的子程序了,細(xì)分后的子工藝對(duì)應(yīng)的子程序一般不會(huì)有太復(fù)雜的邏輯,因此寫起來會(huì)容易的多,子程序在整個(gè)控制程序中是一個(gè)個(gè)具體的主體程序,之所以是主體程序,是因?yàn)樵O(shè)備的有序運(yùn)行是由它們實(shí)際控制的,自動(dòng)程序也不過是組織這些子程序按照某種邏輯或時(shí)間順序執(zhí)行而已,所以子程序的編寫質(zhì)量對(duì)控制系統(tǒng)的性能十分重要。鑒于此,在寫子程序時(shí)需要特別注意一些問題,主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)。
1、程序執(zhí)行的條件
一般稱為程序入口條件,考慮這一點(diǎn)時(shí),主要判斷依據(jù)對(duì)工藝的深刻理解,對(duì)當(dāng)前子程序?qū)?yīng)的子工藝包含哪些設(shè)備和輸入輸出點(diǎn),是如何動(dòng)作的,運(yùn)行時(shí)需要哪些機(jī)構(gòu)處在哪些狀態(tài),是否存在程序互鎖等,必須有清晰明確的認(rèn)識(shí),在確定啟動(dòng)條件時(shí)一定要找到關(guān)鍵條件,其實(shí)關(guān)鍵條件的確定貫穿于編寫程序的整個(gè)過程。需要強(qiáng)調(diào)的是要考慮其他子工藝的結(jié)束狀態(tài),如果其他工藝與當(dāng)前工藝有直接關(guān)聯(lián)且其結(jié)束狀態(tài)不滿足當(dāng)前工藝的啟動(dòng)條件,這時(shí)要考慮如何處理,是在其他工藝結(jié)束時(shí)處理還是在當(dāng)前工藝執(zhí)行時(shí)處理或是其他的處理方式,依據(jù)實(shí)際情況而定。另外,需要判斷子程序手動(dòng)模式單獨(dú)執(zhí)行同自動(dòng)模式調(diào)用是不是使用同一入口,有時(shí)是需要不同入口的。
2、程序的結(jié)束狀態(tài)
跟入口條件類似,程序的結(jié)束狀態(tài)有可能會(huì)影響到其他子工藝的啟動(dòng),所以結(jié)束狀態(tài)也是需要考慮權(quán)衡的,與程序執(zhí)行條件類似,不再詳述。需要注意的是,結(jié)束狀態(tài)同樣存在手動(dòng)模式程序退出與自動(dòng)模式程序退出是否使用同一出口的問題,根據(jù)工藝特點(diǎn),有可能需要設(shè)置自動(dòng)模式和手動(dòng)模式從不同出口退出程序。
3、程序體編寫
重要的工作是考慮程序如何處理異常情況,僅僅按照工藝流程寫出程序邏輯是很簡單的事情,應(yīng)該考慮到各種各樣的狀況,而不是僅僅停留在“如果A則B,如果B則C”這樣的思路上,這種邏輯是不嚴(yán)密的,應(yīng)該考慮到所有的條件可能性并編寫與其對(duì)應(yīng)的處理程序,我覺得可以形象地比喻為把一個(gè)“房子”的漏洞都堵上,僅留下固定的入口和出口。
另外,寫子程序時(shí),每寫一步都應(yīng)該知道設(shè)備會(huì)如何動(dòng)作,我覺得與其說是編寫程序控制設(shè)備不如說是構(gòu)思設(shè)備的工作流程后映射出程序,這樣有利于考慮問題更加全面。當(dāng)子程序編寫完成時(shí),其一般具有這樣的特性:
(1)程序啟動(dòng)后退出以前,任何信號(hào)都無法再次啟動(dòng)它。(2)程序運(yùn)行結(jié)束后,可以再次啟動(dòng),或者說是可以反復(fù)啟動(dòng)。(3)程序運(yùn)行結(jié)束后,程序內(nèi)沒有任何活動(dòng)步。
(4)急停信號(hào)有效時(shí),除非有特殊設(shè)置,否則必須立刻清掉所有活動(dòng)步,即使有特殊設(shè)置,最終也必須清掉所有活動(dòng)步,并且不影響下次啟動(dòng)。
(5)如果程序內(nèi)存在循環(huán),當(dāng)程序停止信號(hào)有效時(shí),若正在執(zhí)行循環(huán)程序段,應(yīng)該跳出當(dāng)前循環(huán)程序段,執(zhí)行完剩余程序后退出。
(6)至于程序的功能性,考慮到設(shè)備有可能處在任何狀態(tài)下,除非出現(xiàn)特殊情況,否則必須在滿足工藝要求的基礎(chǔ)上,保證在程序上做到安全可靠。
以上幾條特點(diǎn),基本上反映了對(duì)子程序的要求,但是絕不局限于這些,所有的程序都是為工藝服務(wù)的,一切要以具體工藝而定。
子程序編寫完成后,就要考慮如何使它們組合起來完成整體工藝的要求,這就需要另外編寫一個(gè)程序以確定他們執(zhí)行的節(jié)拍,這個(gè)程序即是所謂的自動(dòng)程序,有時(shí)候也不一定單獨(dú)編寫一個(gè)程序塊,可以在主程序中去處理,當(dāng)遇到子程序較多且邏輯復(fù)雜的時(shí)候,為了使程序結(jié)構(gòu)清晰一些,一般會(huì)單獨(dú)編寫自動(dòng)程序。自動(dòng)程序與子程序沒有本質(zhì)的區(qū)別,但是有一些特點(diǎn):程序段之間往往沒有嚴(yán)密的順序邏輯,具有關(guān)鍵條件的單獨(dú)指令比較多,沒有直接的輸出信號(hào)而主要是反復(fù)地調(diào)用子程序等。這時(shí)就需要整體考慮工藝流程了,比較重要的工作就是尋找流程中的一些關(guān)鍵條件,這也是難點(diǎn),這些條件與子程序的劃分有關(guān)系,如果關(guān)鍵條件找的恰當(dāng),在功能實(shí)現(xiàn)上就會(huì)容易的多,編寫思路也會(huì)清晰的多。
自動(dòng)程序的實(shí)現(xiàn)方式多種多樣,某些細(xì)節(jié)體問題的處理完全取決于編程者的思想,但同時(shí)也受子程序的影響,最好由編寫子程序的人員一并完成自動(dòng)程序。由于工藝的不同,自動(dòng)程序會(huì)體現(xiàn)出截然不同的特點(diǎn),所以對(duì)于具體的技巧、方法問題很難概括,一般需要注意的問題有以下幾條。
(1)調(diào)用子程序脈沖時(shí)序問題
也許這種問題不經(jīng)常遇到,但是在編寫時(shí)需要有意識(shí)地去分析,尤其對(duì)于初學(xué)者,其出現(xiàn)時(shí)序問題的原因會(huì)是多樣的,主要存在子程序的啟動(dòng)條件中。比如如果某一子程序的某一啟動(dòng)條件同樣與自動(dòng)程序發(fā)出的啟動(dòng)脈沖有關(guān),則容易出現(xiàn)時(shí)序問題,還跟此條件位在程序掃描過程中處于那一子程序的前后有關(guān),具有不確定性,時(shí)序問題與簡單的邏輯問題相比一般不容易被發(fā)現(xiàn),因此寫程序時(shí)盡量不要使用這種邊緣的、不確定的方法。
(2)異常情況處理問題
這一點(diǎn)還是體現(xiàn)在關(guān)鍵條件的確定上,也就是調(diào)用子程序的條件,由于自動(dòng)程序包含了所有的工藝流程,為了達(dá)到某些環(huán)節(jié)的穩(wěn)定和可靠,需要考慮異常情況的處理,體現(xiàn)為邏輯條件往往會(huì)相對(duì)比較復(fù)雜。比如如果在執(zhí)行自動(dòng)程序過程中,某一工藝流程受條件限制必須結(jié)束但又沒有完成相應(yīng)的功能任務(wù),造成下面的環(huán)節(jié)無法進(jìn)行,可是考慮到自動(dòng)程序的循環(huán)特點(diǎn),在下一循環(huán)周期,沒有完成任務(wù)的工藝流程會(huì)繼續(xù)工作并完成功能任務(wù),所以在這種異常情況下,需要考慮某些子程序不執(zhí)行對(duì)整體程序運(yùn)行的影響。異常情況可能是多種多樣的,總之,希望自動(dòng)程序能夠自動(dòng)處理并保持生產(chǎn)的連續(xù)性。
(3)效率問題
整體工藝流程是由自動(dòng)程序調(diào)用子程序來實(shí)現(xiàn)的,應(yīng)該盡可能地保證程序執(zhí)行的緊湊性,以提高生產(chǎn)效率。效率問題實(shí)現(xiàn)起來沒有難點(diǎn),應(yīng)該是一種意識(shí)問題,關(guān)鍵是要有對(duì)實(shí)際生產(chǎn)的理解,站在生產(chǎn)人員的角度考慮問題。
(4)初始化問題
自動(dòng)程序運(yùn)行時(shí),必須首先對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化操作,對(duì)設(shè)備進(jìn)行初始化是基于這樣一種考慮:自動(dòng)運(yùn)行時(shí),設(shè)備有可能處于任何一種狀態(tài)下,必須使設(shè)備回到符合自動(dòng)運(yùn)行條件的初始位置,這也是基于安全考慮。
(5)循環(huán)執(zhí)行
關(guān)于自動(dòng)程序的循環(huán)執(zhí)行,不能簡單地理解為“A—B—C?D—A—B?”模式,有的情況可以那樣去處理,有的情況則不能那樣去處理,要擺脫這種思維的限制,這種簡單的理解也許可以通過一些處理解決大部分自動(dòng)程序中的邏輯,但是會(huì)使程序變得很僵硬,并且不穩(wěn)定不靈活,有時(shí)候這種思維也會(huì)影響子程序的編寫質(zhì)量,這是我個(gè)人體會(huì)。
(6)靈活性
靈活性可以理解為根據(jù)設(shè)備運(yùn)行的不同狀態(tài)作出不同的調(diào)整,簡單地調(diào)整一些參數(shù)或設(shè)置就可以自動(dòng)適應(yīng),無需修改程序本身,這種功能對(duì)實(shí)際生產(chǎn)來說非常有價(jià)值,實(shí)現(xiàn)起來相對(duì)會(huì)比較困難一些,但是是程序編寫質(zhì)量的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn),也應(yīng)該是編程者的努力方向。
靈活性可以體現(xiàn)為整體程序具有可組態(tài)功能,算是一種比較新的編程思想,為了實(shí)現(xiàn)這種可組態(tài)功能,需要搭建一個(gè)“組態(tài)平臺(tái)”,這種“平臺(tái)”即是經(jīng)過分析得出的所有子工藝的邏輯組合,由操作人員具體選擇當(dāng)前運(yùn)行哪種組合,由于每個(gè)子工藝都由子程序去控制完成的,所以每種組合都一一對(duì)應(yīng)著一種自動(dòng)程序。
實(shí)現(xiàn)這種功能應(yīng)該從以下幾個(gè)方向考慮:
a.必須根據(jù)工藝特點(diǎn)在滿足安全生產(chǎn)的條件下,統(tǒng)計(jì)出所有可能的運(yùn)行工況。
b.子程序的調(diào)用條件必須重新考慮,因?yàn)檎{(diào)用條件中增加了工況組合內(nèi)容。c.要保證每種組合都能順序執(zhí)行,甚至考慮組合的靈活、實(shí)時(shí)切換。d.靈活性高也一定程度上意味著可靠性低,所有尤其要思考程序的安全性??傊?,自動(dòng)程序運(yùn)行后,整體上應(yīng)該具有以下特點(diǎn);
(1)自動(dòng)程序運(yùn)行后,除非急停信號(hào)有效,否則操作人員無法停止程序執(zhí)行。
(2)自動(dòng)程序運(yùn)行后,為了避免不穩(wěn)定因素,除非某些特殊參數(shù),否則不應(yīng)該支持在線參數(shù)修改。
(3)自動(dòng)程序運(yùn)行后,可以正常退出程序和自動(dòng)運(yùn)行模式,沒有任何活動(dòng)步保留,并且不能影響程序再次啟動(dòng)。
(4)自動(dòng)程序運(yùn)行后退出以前,無法再次啟動(dòng),或者說再次給出啟動(dòng)信號(hào)是無效的。
(5)急停信號(hào)有效時(shí),除非有特殊設(shè)置的保護(hù)條件,否則應(yīng)該立刻依次清除所有活動(dòng)步和狀態(tài)位,并且任何時(shí)候急停后,都不能影響程序的再次啟動(dòng)。
(6)一次正常運(yùn)行不能說明程序是穩(wěn)定的,自動(dòng)程序尤其具有這樣的特點(diǎn),至少需要連續(xù)自動(dòng)循環(huán)運(yùn)行10次以上。
四、關(guān)于程序運(yùn)行模式和停止、急停
1、運(yùn)行模式
整體程序依據(jù)調(diào)試和生產(chǎn)要求會(huì)設(shè)置成不同的運(yùn)行模式,基本上都會(huì)設(shè)置成檢修、手動(dòng)和自動(dòng)三種運(yùn)行模式,某些簡單工藝的程序也會(huì)設(shè)置為手動(dòng)和自動(dòng)兩種運(yùn)行模式,這時(shí)的手動(dòng)模式和檢修模式效果是一樣的。
檢修模式。檢修運(yùn)行模式下,操作人員只能操作單一的輸出點(diǎn)對(duì)應(yīng)的設(shè)備,只能一個(gè)一個(gè)地去動(dòng)作控制對(duì)象。需要注意的是要考慮動(dòng)作之間的關(guān)聯(lián)情況,不當(dāng)操作會(huì)造成事故的設(shè)備應(yīng)該設(shè)置程序互鎖,但也并不是互鎖越嚴(yán)密越好,那樣會(huì)影響檢修操作的靈活性,如何平衡是情況而定。手動(dòng)模式。手動(dòng)運(yùn)行模式下,可以單獨(dú)啟動(dòng)事先編寫的子程序,也就是說可以運(yùn)行某一子工藝,設(shè)備會(huì)有一連串的動(dòng)作按照相應(yīng)邏輯在執(zhí)行,在不相互影響的前提下可以同時(shí)運(yùn)行多個(gè)子程序,需要根據(jù)工藝在子程序之間做嚴(yán)格的互鎖條件。
自動(dòng)模式。自動(dòng)運(yùn)行模式下,設(shè)備完全按照自動(dòng)程序進(jìn)行動(dòng)作,無需人員參與。
2、停止與急停
在多種程序運(yùn)行模式中,會(huì)有不同的啟動(dòng)、停止及急停信號(hào),程序在不同狀態(tài)下應(yīng)對(duì)停止、急停信號(hào)有不同的反應(yīng),具體的實(shí)現(xiàn)方法不在此詳述,只明確停止信號(hào)的分類、名稱和停止或急停信號(hào)有效時(shí)的常規(guī)要求。
系統(tǒng)停止,即是運(yùn)行模式的停止,包括“檢修停止”、“手動(dòng)停止”和“自動(dòng)停止”;“程序停止”即是手動(dòng)運(yùn)行模式下的子程序停止;“系統(tǒng)急停”是程序運(yùn)行中的緊急停止??梢酝ㄟ^以下描述來體現(xiàn)停止或急停信號(hào)有效時(shí)的常規(guī)要求:
(1)無論程序運(yùn)行于哪種模式下,“系統(tǒng)急停”有效時(shí),除非有設(shè)置的特殊保護(hù)功能,應(yīng)該立刻、依次清除所有活動(dòng)步和狀態(tài)標(biāo)志位。
(2)檢修運(yùn)行模式下,“檢修停止”與“系統(tǒng)急?!钡男Ч耆粯?。(3)手動(dòng)運(yùn)行模式下,是否設(shè)置“程序停止”信號(hào),取決于子程序的特點(diǎn),往往在程序包含循環(huán)時(shí)設(shè)置“程序停止”,當(dāng)“程序停止”有效時(shí),要求子程序執(zhí)行結(jié)束后退出,若還沒執(zhí)行到循環(huán)程序段,則不再體現(xiàn)循環(huán)特點(diǎn),若正在執(zhí)行循環(huán)程序段,則跳出循環(huán),其他不變。若某個(gè)或某幾個(gè)子程序正在執(zhí)行,這時(shí)“手動(dòng)停止”有效時(shí),不影響當(dāng)前子程序的執(zhí)行,程序也不會(huì)立刻退出手動(dòng)運(yùn)行模式,而是等所有子程序運(yùn)行結(jié)束后,才退出手動(dòng)運(yùn)行模式,并且在退出手動(dòng)運(yùn)行模式之前,無法啟動(dòng)其他沒有運(yùn)行的子程序,“手動(dòng)停止”兼有“程序停止”的功能。
(4)自動(dòng)運(yùn)行模式下,“自動(dòng)停止”有效時(shí),與手動(dòng)運(yùn)行模式下的“程序停止”有些類似,可以當(dāng)所有子程序運(yùn)行標(biāo)志位無效時(shí)退出,也可以執(zhí)行完一個(gè)整體工藝流程后退出,依據(jù)具體情況而定,方式方法可以討論,集思廣益。
另外,關(guān)于“系統(tǒng)急?!钡膶?shí)現(xiàn)方法需要特別說明,一般而言,系統(tǒng)急停信號(hào)來自為了應(yīng)對(duì)突發(fā)事件而設(shè)置的緊急停止按鈕,因此還不能將急停的作用簡單等同為清除所有活動(dòng)步、輸出位和狀態(tài)標(biāo)志位,其最終目的是設(shè)備發(fā)生異常情況時(shí),按下此按鈕使得設(shè)備、人員安全,損失最小,清除活動(dòng)步或狀態(tài)位只是實(shí)現(xiàn)設(shè)備、人員安全目的的程序變化情況之一。為了實(shí)現(xiàn)急停功能,主要考慮程序結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝特點(diǎn),與之對(duì)應(yīng)的處理方法是使用分步急停和設(shè)置急停附加流程。
(1)分步急停。由于程序中存在運(yùn)行模式的選擇和嵌套調(diào)用,所以不能在同一時(shí)刻清除所有活動(dòng)步、輸出位和狀態(tài)標(biāo)志位等,這會(huì)影響下一次程序的運(yùn)行,解決的方法是使用分步急停,依據(jù)嵌套順序由里向外依次清除活動(dòng)步和狀態(tài)標(biāo)志等。
(2)急停附加流程??紤]的具體工藝要求和實(shí)際控制對(duì)象特點(diǎn),可能存在不能保證任意時(shí)刻復(fù)位所有輸出位是安全的,這與上述的“設(shè)備、人員安全,損失最小”的目標(biāo)相違背,所以這就需要判斷急停信號(hào)有效時(shí)所處的生產(chǎn)階段,根據(jù)不同階段希望系統(tǒng)做出不同的反應(yīng),有時(shí)必須在急停信號(hào)清除其他所有活動(dòng)步和狀態(tài)位的同時(shí)適時(shí)啟動(dòng)急停附加流程以應(yīng)對(duì)急停信號(hào)在生產(chǎn)的特殊階段有效時(shí)所產(chǎn)生的不良后果。
五、程序調(diào)試
程序編寫完成需要經(jīng)過全面調(diào)試才能應(yīng)用于生產(chǎn),程序調(diào)試即是在保證安全的前提下,按照要求逐一檢驗(yàn)系統(tǒng)功能,由于程序是第一次聯(lián)機(jī)控制設(shè)備運(yùn)行,這時(shí)可能會(huì)遇到各種各樣的問題,所以安全因素就變得尤其重要,最基本的原則是不管以哪種方式進(jìn)行調(diào)試,必須保證設(shè)備和人員是安全的。
調(diào)試應(yīng)該按照從簡單到復(fù)雜的順序有序進(jìn)行,按照預(yù)先制定的調(diào)試計(jì)劃從控制系統(tǒng)接線情況到程序功能實(shí)現(xiàn)效果等逐一進(jìn)行,具體步驟為:檢修→手動(dòng)→自動(dòng)。除驗(yàn)證程序功能之外,程序調(diào)試需要做的工作和注意事項(xiàng)還有:
1、制定調(diào)試計(jì)劃
制定調(diào)試計(jì)劃是為了避免沒有針對(duì)性和目的性的盲目調(diào)試,需要分析程序的關(guān)鍵部分并有針對(duì)性地去驗(yàn)證,這樣可以在最短的時(shí)間內(nèi)發(fā)現(xiàn)程序中的問題。調(diào)試計(jì)劃一般包括調(diào)試時(shí)間、調(diào)試內(nèi)容等,即便沒有書面的調(diào)試計(jì)劃,調(diào)試人員至少要有清晰的調(diào)試思路,方式方法依據(jù)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)和能力而定,但是應(yīng)該養(yǎng)成制定調(diào)試計(jì)劃的習(xí)慣。
2、完成調(diào)試記錄
在調(diào)試過程中,需要將調(diào)試的效果和出現(xiàn)的問題詳細(xì)記錄下來,以便于繼續(xù)完善程序,同時(shí)也總結(jié)了實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。調(diào)試記錄一般包括調(diào)試時(shí)間、參加人員、調(diào)試內(nèi)容及實(shí)際效果、出現(xiàn)的問題及原因等。
3、雖然控制臺(tái)/柜在出廠之前一般已經(jīng)測試完畢,但是在系統(tǒng)從新運(yùn)行之前,必須再次測試,內(nèi)容是檢查所有電源線路是否存在短路情況,保證控制系統(tǒng)設(shè)備安全,其他信號(hào)線可以等系統(tǒng)運(yùn)行后測試。
4、一定要和現(xiàn)場人員保持密切、流暢的溝通,根據(jù)實(shí)時(shí)工況合理設(shè)置參數(shù),并且必須得到現(xiàn)場人員的認(rèn)可后才能進(jìn)行操作。
5、應(yīng)該首先調(diào)試系統(tǒng)急停功能,系統(tǒng)急停有效是最基本的要求,而且要驗(yàn)證任意時(shí)刻的系統(tǒng)急停功能,要保證在調(diào)試其他功能出現(xiàn)異常時(shí),系統(tǒng)急停的有效性。
6、調(diào)試中發(fā)現(xiàn)有程序編寫錯(cuò)誤或其他問題,若需修改程序,要盡量做到程序與流程圖同步修改,并且務(wù)必做到程序備份,并記錄備份程序的內(nèi)容。
調(diào)試過程中的其他事宜會(huì)根據(jù)工藝的不同而不同,但是必須強(qiáng)調(diào)的是,要時(shí)刻將安全因素放在首位,要盡可能全面、完整地模擬實(shí)際生產(chǎn)的工況,以檢驗(yàn)程序的穩(wěn)定性、可靠性。
六、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程
以上內(nèi)容主要是總結(jié)了在控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)各階段中需要特別注意的事項(xiàng),跟實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的關(guān)系比較密切,下面從整體的角度概括控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的流程,其一般步驟為:
1、制定控制系統(tǒng)總體方案
控制系統(tǒng)總體方案主要是明確項(xiàng)目的控制功能、控制指標(biāo)、工藝流程分析、控制對(duì)象及I/O點(diǎn)統(tǒng)計(jì)、需求分析、設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)總體框架、設(shè)備選型、程序設(shè)計(jì)思路、控制柜設(shè)計(jì)思路、現(xiàn)場布線思路和其他接口等,要以文本的形式明確以上內(nèi)容。
2、繪制控制系統(tǒng)電氣接線原理圖
圖紙內(nèi)容主要包括圖紙目錄、設(shè)計(jì)說明、電機(jī)設(shè)備、電氣設(shè)備、系統(tǒng)框圖、控制柜正面組合圖、控制柜電氣原理圖、系統(tǒng)DI原理圖、DO原理圖、AI原理圖、AO原理圖、儀表原理圖等,要求圖紙?jiān)O(shè)計(jì)必須清晰、規(guī)范,是第三方加工控制柜的技術(shù)依據(jù),也是向甲方提供的竣工資料之一。
3、繪制控制系統(tǒng)現(xiàn)場施工圖
主要是依據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況,確定控制柜與現(xiàn)場設(shè)備之間的線纜連接情況,一般與甲方人員會(huì)商后根據(jù)現(xiàn)場情況確定。
4、明確控制系統(tǒng)采購清單
以上內(nèi)容確定之后,就應(yīng)該確定所有的系統(tǒng)材料采購清單,主要包括名稱、品牌型號(hào)、單價(jià)、數(shù)量、有無附件、供貨周期等。
5、編寫控制系統(tǒng)程序流程圖 其實(shí)本質(zhì)是開始編寫程序,不再詳述
6、編寫控制系統(tǒng)上位機(jī)設(shè)計(jì)說明書
內(nèi)容是介紹上位機(jī)監(jiān)控界面的設(shè)計(jì)原則,主要包括組態(tài)軟件介紹、系統(tǒng)畫面組成和畫面設(shè)計(jì)風(fēng)格,另外還需詳細(xì)介紹操作畫面的功能設(shè)置。
7、程序調(diào)試
8、整理其他技術(shù)資料
主要內(nèi)容有控制系統(tǒng)編程資料,包括內(nèi)存分配、通信設(shè)置、IO點(diǎn)地址分配等,除此之外,還有操作說明書和維護(hù)說明書。
以上內(nèi)容主要體現(xiàn)了工控領(lǐng)域編程的大體要求以及某些工程思想,對(duì)寫程序流程圖、繪制電氣接線原理圖和編程方法、技巧等具體問題涉及不多,主要是我認(rèn)為工控思想的建立比編程本身要高一個(gè)層次。總之,控制領(lǐng)域入門簡單卻又深不可測,上述有不妥、不對(duì)之處,望能給予指正,彼此學(xué)習(xí),共同進(jìn)步!
陳成瑞 2012.08.27
第五篇:plc機(jī)械手控制拓展
機(jī)械手論文
專業(yè):
機(jī)電一體化
學(xué) 生 姓 名:
學(xué) 號(hào):
指 導(dǎo) 教 師:
完 成 日 期: 2011.3.15
目錄
摘要??????????????????Ⅱ 1 2 3
緒論????????????????????????????????1 機(jī)械手設(shè)計(jì)要求???????????????????????????1 機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案?????????????????????????1
3.1 機(jī)械手的組成??????????????????????????1
3.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)??????????????????????????1
3.1.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)??????????????????????????2
3.1.3 控制機(jī)構(gòu)??????????????????????????2
3.2機(jī)械手在生產(chǎn)中的應(yīng)用?????????????????????2
3.3 機(jī)械手的主要特點(diǎn)????????????????????????2
3.4機(jī)械手的技術(shù)發(fā)展方向??????????????????????3
3.5機(jī)械手坐標(biāo)形式與自由度選擇???????????????????3
3.5.1 機(jī)械手坐標(biāo)形式選擇?????????????????????3
3.5.2 機(jī)械手自由度選擇??????????????????????4
3.6 3.7 機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)?????????????????????4 機(jī)械手手部設(shè)計(jì)計(jì)算???????????????????????5
3.7.1 手部設(shè)計(jì)基本要求??????????????????????5
3.7.2 手部力學(xué)分析????????????????????????5
3.7.3 夾緊力與驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算????????????????????7
3.7.4 手抓夾持范圍計(jì)算??????????????????????9
3.7.5 手抓夾持精度的分析計(jì)算??????????????????10
3.8 機(jī)械手腕部設(shè)計(jì)計(jì)算??????????????????????11
3.8.1 腕部設(shè)計(jì)基本要求?????????????????????11
3.8.2 腕部的結(jié)構(gòu)選擇??????????????????????12
3.8.3 腕部回轉(zhuǎn)力矩計(jì)算?????????????????????12
3.8.4 腕部工作壓力計(jì)算?????????????????????14
3.8.5 液壓缸蓋螺釘計(jì)算?????????????????????15
3.8.6 動(dòng)片和輸出軸聯(lián)接螺釘計(jì)算?????????????????16
3.9 機(jī)械手臂部設(shè)計(jì)計(jì)算??????????????????????17-III-
3.9.1 臂部設(shè)計(jì)的基本要求????????????????????17
3.9.2 臂部的結(jié)構(gòu)選擇??????????????????????17
3.9.3 手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力計(jì)算????????????????????18
3.9.4 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計(jì)算??????????????????19
3.10 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)計(jì)算???????????????????????21
3.10.1 手臂偏重力矩計(jì)算????????????????????21
3.10.2 升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件?????????????????22
3.10.3 手臂升降驅(qū)動(dòng)力計(jì)算???????????????????23
3.10.4 手臂升降液壓缸參數(shù)計(jì)算?????????????????24
3.11 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)計(jì)算???????????????????????25
3.11.1 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算???????????????25
3.11.2 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸參數(shù)計(jì)算?????????????????26
3.11.3 液壓缸蓋螺釘計(jì)算????????????????????27
3.11.4 動(dòng)片和輸出軸聯(lián)接螺釘計(jì)算????????????????28 結(jié)論?????????????????????????????29 致謝??????????????????????????????30 參考文獻(xiàn)????????????????????????????31
緒論
機(jī)械手結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
摘 要
在機(jī)械制造業(yè)中,機(jī)械手已被廣泛應(yīng)用,從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件,顯 著的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐,本設(shè)計(jì)通過對(duì)機(jī)械 手各主要組成部分(手部、手腕、手臂和機(jī)身等)分析,從而確定各主要組成部分的 結(jié)構(gòu),在此基礎(chǔ)上對(duì)機(jī)械手進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,從而確定裝配總圖。通過此次機(jī)械手設(shè)計(jì),掌握相關(guān)機(jī)械手設(shè)計(jì)的主要步驟,對(duì)于 CAD/CAM 軟件應(yīng)用方面有了進(jìn)一步的提高。
關(guān)鍵詞:機(jī)械手,設(shè)計(jì),手部,手腕,手臂,機(jī)身,結(jié)構(gòu)
工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)是機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)等方面的一個(gè)重要的教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)完技 術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專業(yè)課以后的一次綜合設(shè)計(jì),通過這一環(huán)節(jié)把有關(guān)課程中所獲得的理 論知識(shí)在實(shí)際中綜合的加以應(yīng)用,使這此知識(shí)能夠得到鞏固和發(fā)展,并使理論知識(shí)和 生產(chǎn)密切的結(jié)合起來,通過設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考能力樹立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握機(jī) 械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟,為自動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。機(jī)械手設(shè)計(jì)要求
要求本設(shè)計(jì)能鮮明體現(xiàn)設(shè)計(jì)構(gòu)思,并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成以下工作:
(1)擬定機(jī)械手的整體設(shè)計(jì)方案,特別是機(jī)械手各主要組成部分的方案。
(2)根據(jù)給定的自由度和技術(shù)參數(shù)選擇合適的手部、腕部、臂部和機(jī)身的結(jié)構(gòu)。
(3)各主要部件(手部、腕部、臂部)的設(shè)計(jì)計(jì)算。
(4)工業(yè)機(jī)械手裝配圖的繪制。
(5)編寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書。機(jī)械手總體設(shè)計(jì)方案
3.1 機(jī)械手的組成工業(yè)機(jī)械手由執(zhí)行機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)三部分組成。
3.1.1 執(zhí)行機(jī)構(gòu)
(1)手部 即直接與工件接觸的部分,一般是回轉(zhuǎn)型或平移型,(多為回轉(zhuǎn)型,因其結(jié)構(gòu)簡單),手部多為二指(也由多指),根據(jù)需要分為外抓式和內(nèi)抓式兩種,也可以用負(fù)壓式或真空式的空氣吸盤和電磁吸盤。傳力機(jī)構(gòu)形式也很多,常用的有:滑槽杠桿式、連桿杠桿式、齒輪齒條式、絲杠 螺母式、彈簧式、重力式。
(2)腕部 是聯(lián)接手部和手臂的部件,并可用來調(diào)整被抓物體的方位,以擴(kuò)大機(jī) 械手的動(dòng)作范圍,并使機(jī)械手變的更靈巧,適應(yīng)性更強(qiáng)。目前,應(yīng)用最為廣泛的手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)液壓缸,它的結(jié)構(gòu)緊湊、靈巧,但回轉(zhuǎn)角度小,并且要求嚴(yán)格密封,否則就難保證穩(wěn)定的輸出扭矩。
(3)手臂
是支撐被抓物體手部、腕部的重要部件,并帶動(dòng)它們做空間運(yùn)動(dòng),它的主要作用是帶動(dòng)手指去抓取工件,并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到給定的位置,一般手臂 需要三個(gè)給定自由度才能滿足要求,即手臂的伸縮、左右旋轉(zhuǎn)、升降運(yùn)動(dòng)。
(4)行走機(jī)構(gòu)
3.1.2 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是工業(yè)機(jī)械手的重要組成部分,根據(jù)動(dòng)力源的不同大致可分為氣動(dòng)、液 壓、電動(dòng)和機(jī)械式四種。采用液壓機(jī)構(gòu)速度快,結(jié)構(gòu)簡單,成本低,臂力大,尺寸緊 湊,控制方便。
3.1.3 控制機(jī)構(gòu) 在機(jī)械手控制上,有點(diǎn)動(dòng)控制和連續(xù)控制兩種,大多數(shù)用插銷板進(jìn)行點(diǎn)動(dòng)控制,也有用 PLC 進(jìn)行控制,主要控制的是坐標(biāo)位置。有的工業(yè)機(jī)械手帶有行走機(jī)構(gòu),我國正處于仿真階段。
3.2 機(jī)械手在生產(chǎn)中的作用
機(jī)械手在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用極為廣泛,可以歸納為以下幾個(gè)方面:(1)(2)建造旋轉(zhuǎn)體零件(軸類、盤類、環(huán)類)自動(dòng)線。在實(shí)現(xiàn)單機(jī)自動(dòng)化方面:
a 各類半自動(dòng)車床,有自動(dòng)夾緊、進(jìn)刀、切削、退刀和松開的功能,仍需人工 上下料,裝上機(jī)械手,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn),一人看管多臺(tái)機(jī)床。b 注塑機(jī)有加料、合模、成型、分模等自動(dòng)工作循環(huán),裝上機(jī)械手自動(dòng)裝卸工 件,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)生產(chǎn)。c 沖床有自動(dòng)上下料沖壓循環(huán),裝上機(jī)械手上下料,可實(shí)現(xiàn)沖壓生產(chǎn)自動(dòng)化。
3.3 機(jī)械手的主要特點(diǎn)
(1)對(duì)環(huán)境的適應(yīng)性強(qiáng),能代替人從事危險(xiǎn)、有害的操作,在長時(shí)間工作對(duì)人類 有害的場所,機(jī)械手不受影響,只要根據(jù)工作環(huán)境進(jìn)行合理設(shè)計(jì),選擇適當(dāng)?shù)牟牧虾?結(jié)構(gòu),機(jī)械手就可以在異常高溫或低溫、異常壓力和有害氣體、粉塵、放射線作用下,以及沖壓、滅火等危險(xiǎn)環(huán)境中勝任工作。
(2)機(jī)械手能持久、耐勞,可以把人從繁重單調(diào)的勞動(dòng)中解放出來,并能擴(kuò)大和 延伸人的功能。
(3)由于機(jī)械手的動(dòng)作準(zhǔn)確,因此可以穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量,同時(shí)又可避免人 為的操作錯(cuò)誤。
(4)機(jī)械手通用性、靈活性好,能較好的適應(yīng)產(chǎn)品品種的不斷變化,以滿足柔性 生產(chǎn)的需要。
(5)采用機(jī)械手能明顯的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率和降低成本。
3.4 機(jī)械手的技術(shù)發(fā)展方向
國內(nèi)外使用的實(shí)際上是定位控制機(jī)械手,沒有“視覺”和“觸角”反饋。目前,世界各國正積極研制帶有“視覺”和“觸角”的工業(yè)機(jī)械手,使它能對(duì)所抓取的工件 進(jìn)行分辨,選取所需要的工件,并正確的夾持工件,進(jìn)而精確的在機(jī)器中定位、定向。為使機(jī)械手有“眼睛”去處理方位變化的工件和分辨形狀不同的零件,它由視覺 傳感器輸入三個(gè)視圖方向的視覺信息,通過計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖形分辨,判別是否是所要抓 取的工件。為防止握力過大引起物件損壞或握力過小引起物件滑落下來,一般采用兩種方法: 一種是檢測把握物體手臂的變形,以選擇適當(dāng)?shù)哪芰?,另一種是直接檢測指部與物件 的滑落位移,來修正握力。因此這種機(jī)械手具有以下幾方面的性能:
(1)能準(zhǔn)確的抓住方位變化的物體。
(2)能判斷對(duì)象的重量。
(3)能自動(dòng)避開障礙物。
(4)抓空或抓力不足時(shí)能檢測出來。
這種具有感知能力并能對(duì)感知的信息做出反應(yīng)的工業(yè)機(jī)械手稱為智能機(jī)械手,它
是有發(fā)展前途的?,F(xiàn)在工業(yè)機(jī)械手的使用范圍只限于在簡單重復(fù)的操作方面節(jié)省人力,代替人從事 繁重、危險(xiǎn)的工作,在惡劣環(huán)境下尤其明顯,至于在汽車業(yè)和電子工業(yè)之類的費(fèi)工的 工業(yè)部門,機(jī)械手的應(yīng)用情況不能說是很好的,原因之一是,工業(yè)機(jī)械手的性能還不 能滿足這些工業(yè)部門的要求,適合機(jī)械手工作的范圍很狹小,另外經(jīng)濟(jì)性問題也很重 要,利用機(jī)械手節(jié)約人力從經(jīng)濟(jì)上看不一定總是合算的。然而利用機(jī)械手實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)合 理化的要求,今后還會(huì)持續(xù)增長,只要技術(shù)方面和價(jià)格方面存在的問題獲得解決,機(jī) 械手的應(yīng)用必將飛躍發(fā)展。
3.5 機(jī)械手坐標(biāo)形式與自由度的選擇
3.5.1 機(jī)械手坐標(biāo)形式選擇
機(jī)械手一般包括圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式、直角坐標(biāo)式、多關(guān)節(jié)式。直角坐標(biāo)式機(jī) 械手,占用空間大,工作范圍小,慣性大,一般不多用,只有在自由度較少時(shí)才考慮 用。圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手,占用空間小,工作范圍大,慣性大,結(jié)構(gòu)簡單。多關(guān)節(jié)式機(jī) 械手,占用空間小,工作范圍大,慣性小,能抓取底面物體,但多關(guān)節(jié)式結(jié)構(gòu)復(fù)雜,所以也不多用。球坐標(biāo)式機(jī)械手,占用空間小,工作范圍大,慣性小,所需動(dòng)力小,能抓取底面物體。由以上敘述可以看出圓柱坐標(biāo)式和球坐標(biāo)式比較適合,但由于圓柱坐標(biāo)式比球坐 標(biāo)式在結(jié)構(gòu)方面簡單一些,所以最后決定選擇圓柱坐標(biāo)式機(jī)械手。
3.5.2 機(jī)械手自由度選擇
3.6 機(jī)械手的規(guī)格參數(shù)
抓重:300N 手臂運(yùn)動(dòng)參數(shù): 自由度:4 個(gè) 坐標(biāo)形式:圓柱坐標(biāo)式
伸縮行程(X):400mm 伸縮速度: 升降速度: 回轉(zhuǎn)范圍: 回轉(zhuǎn)速度: 手腕運(yùn)動(dòng)參數(shù): 回轉(zhuǎn)范圍: 回轉(zhuǎn)速度: 位置檢測: 驅(qū)動(dòng)方式: 控制方式: 0°~180°
重復(fù)定位精度:3mm
3.7 手部設(shè)計(jì)基本要求
3.7.1 手部設(shè)計(jì)基本要求
(1)應(yīng)具有適當(dāng)?shù)膴A緊力和驅(qū)動(dòng)力,應(yīng)考慮到在一定的夾緊力下,不同的傳動(dòng) 機(jī)構(gòu)所需的驅(qū)動(dòng)力大小是不同的。
(2)手指應(yīng)具有一定的張開范圍,以便于抓取工件。
(3)在保證本身剛度、強(qiáng)度的前提下,盡可能使結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕,以利于減 輕手臂負(fù)載。
(4)應(yīng)保證手抓的夾持精度。
3.7.2 手部力學(xué)分析 通過綜合考慮,本設(shè)計(jì)選擇二指雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型手抓,采用滑槽杠桿式,夾緊裝置 采用常開式夾緊裝置,它在彈簧的作用下手抓閉合,在壓力油作用下,彈簧被壓縮,從而手抓張開。下面對(duì)其結(jié)構(gòu)進(jìn)行力學(xué)分析: 在杠桿 3 的作用下,銷軸 2 向上的拉力為 F,并通過銷軸中心 O 點(diǎn),兩手指的滑 槽對(duì)銷軸的反作用力為 F1 和 F2 其力的方向垂直于滑槽的中心線 OO1 和 OO2 并指向 O 點(diǎn),交 F1 和 F2 的延長線于 A 和 B。又因?yàn)?所以a ——— 手指的回轉(zhuǎn)支點(diǎn)到對(duì)稱中心線的距離(mm)α——— 工件被夾緊時(shí)手指的滑槽方向與兩回轉(zhuǎn)支點(diǎn)的夾角 由分析可知,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力 F 一定時(shí),α角增大,則握力 FN 也隨之增大,但α角過 大會(huì)導(dǎo)致拉桿行程過大,以及手部結(jié)構(gòu)增大,因此最好α=30o~40o。
3.7.3 夾緊力與驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 手指加在工件上的夾緊力,是設(shè)計(jì)手部的主要依據(jù),必須以其大小,方向與作用 點(diǎn)進(jìn)行分析、計(jì)算。一般來說,夾緊力必須克服工件重力所產(chǎn)生的靜載荷以及工件運(yùn) 動(dòng)狀態(tài)變化所產(chǎn)生動(dòng)的載荷,以使工件保持可靠的加緊狀態(tài)。手指對(duì)工件的夾緊力可按下式計(jì)算: 2—— 銷軸 3—— 杠桿式中K1——安全系數(shù),通常 1.2~2.0; K2——工作情況系數(shù),主要考慮慣性力的影響,可按 K2=1+a/g,其中 a 是重力方向的最大上升加速度,a=Vmax /t 響,g 是重力加速度,g=9.8m/s2。Vmax——運(yùn)載時(shí)工件最大上升速度; t 響——系統(tǒng)達(dá)支最高速度的時(shí)間,一般選取 0.03~0.5; K3——方位系數(shù),根據(jù)手指與工件位置不同進(jìn)行選擇; G——被抓取工件所受重力; 表 1 驅(qū)動(dòng)力與液壓缸工件壓力關(guān)系圖
作用在活塞上外力 F(N)50000 2.0~4.0 4.0~5.0 5.0~8.0
液壓缸工件壓力 MPa
液壓缸工作壓力 MPa
設(shè) a=40mm,b=80mm,α=30o,機(jī)械手達(dá)到最高響應(yīng)時(shí)間 0.5s,夾緊力 FN,驅(qū)動(dòng)力 F 和驅(qū)動(dòng) 液壓缸的尺寸。(1)設(shè) K1=1.6 K2=1+a/g 設(shè) Vmax=70mm/s t 響=0.5s 根據(jù)以上公式得:
(2)根據(jù)驅(qū)動(dòng)力公式得:
由于實(shí)際所采取的液壓缸驅(qū)動(dòng)力要大于計(jì)算,考慮手爪的機(jī)械效率η,一般取η =0.85~0.9。
(3)取 η=0.85
(4)確定液壓缸的直徑 D
選取活塞直徑 d=0.5D,選擇液壓缸工作壓力 P=0.8~1Mpa.所以
根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列(JB826-66),選取液壓缸的內(nèi)徑為:D=50mm 則活塞桿直徑為:d=0.5D=0.5×5=25mm.所以手部夾緊液壓缸的主要參數(shù)為:
液壓缸內(nèi)徑 D 50mm 活塞桿直徑 d 25mm 工作壓力 p 0.8MPa 驅(qū)動(dòng)力 F 859.06N
3.7.4 手抓夾持范圍計(jì)算
為了保證手抓張開角為 120o,設(shè)手抓長為 100mm,當(dāng)手抓沒有張開角的時(shí)候,根 據(jù)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),它的最小夾持半徑 Rmin=40mm,當(dāng)張開角為 120o 時(shí),根據(jù)雙支點(diǎn)回轉(zhuǎn)型 手抓的誤差分析,取最大夾持半徑 Rmax=60mm。所以機(jī)械手的夾持半徑為 40~60mm。3.7.5 手抓夾持精度的分析計(jì)算 機(jī)械手的精度設(shè)計(jì)要求工件
定位準(zhǔn)確,抓取精度高,重復(fù)定位精度和運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性 好,并有足夠的抓取能力。機(jī)械手能否準(zhǔn)確夾持工件,把工件送到指定位置,不僅取 決于機(jī)械手的定位精度(由臂部和腕部等運(yùn)動(dòng)部件來決定),而且也與機(jī)械手夾持誤 差大小有關(guān),特別是在多品種的中、小批量生產(chǎn)中,為了適應(yīng)工件尺寸在一定范圍內(nèi) 的變化,一定要進(jìn)行機(jī)械手的夾持誤差分析。以棒料來分析機(jī)械手的夾持誤差精度。機(jī)械手的夾持半徑為 40~60mm,一般夾持誤差不超過 1mm,分析如下: 工件的平均半徑: 手抓長 L=100mm,?。中蛫A角 2θ=120 偏轉(zhuǎn)角β按最佳偏轉(zhuǎn)角確定: 計(jì)算得 式中 因?yàn)?/p>
Ro——理論平均半徑 Rmax>Ro>Rmin
所以
△=0.939
夾持誤差滿足設(shè)計(jì)要求。
3.8 機(jī)械手腕部設(shè)計(jì)計(jì)算
3.8.1 腕部設(shè)計(jì)的基本要求
(1)力求結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕 腕部處于手臂的最前端,它連同手部的靜、動(dòng)載荷均由臂部承擔(dān),顯然,腕部的 結(jié)構(gòu)、重量和動(dòng)力載荷,直接影響著臂部的結(jié)構(gòu)、重量和運(yùn)轉(zhuǎn)性能,因此,在腕部設(shè) 計(jì)時(shí),必須力求結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕。
(2)結(jié)構(gòu)考慮,合理布局 腕部作為機(jī)械手的執(zhí)行機(jī)構(gòu),又承擔(dān)聯(lián)接和支撐作用,除保證力和運(yùn)動(dòng)的要求外,要有足夠的強(qiáng)度、剛度外,還應(yīng)綜合考慮,合理布局,解決好腕部與臂部和手部的聯(lián)接。
(3)工作條件 對(duì)于本設(shè)計(jì),機(jī)械手的工作條件是在工作場合中搬運(yùn)加工的棒料,因此不太受環(huán) 境影響,沒有處在高溫和腐蝕性的工作介質(zhì)中,所以對(duì)機(jī)械手的腕部沒有太多不利因 素。
3.8.2 腕部的結(jié)構(gòu)選擇 腕部的結(jié)構(gòu)有四種,分別為:
(1)具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu) 直接用回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng),實(shí)現(xiàn)腕部的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),因具有結(jié)構(gòu)緊湊、靈活等優(yōu)點(diǎn)而 被廣泛使用。
(2)用齒條活塞驅(qū)動(dòng)的腕部結(jié)構(gòu) 在要求回轉(zhuǎn)角大于 270o 的情況下,可采用齒條活塞驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)。
(3)具有兩個(gè)自由度的回轉(zhuǎn)缸驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu) 它使腕部具有繞垂直和水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)的兩個(gè)自由度。
(4)機(jī)—液結(jié)合的腕部結(jié)構(gòu) 此手腕具有傳動(dòng)簡單、輕巧等特點(diǎn),但結(jié)構(gòu)有點(diǎn)復(fù)雜。本設(shè)計(jì)要求手腕回轉(zhuǎn) 180o,綜合以上分析考慮,腕部結(jié)構(gòu)選擇具有一個(gè)自由度的回轉(zhuǎn) 缸驅(qū)動(dòng)腕部結(jié)構(gòu)。3.8.3 腕部回轉(zhuǎn)力的計(jì)算 腕部在回轉(zhuǎn)時(shí)一般需要克服以下三種阻力:
(1)腕部回轉(zhuǎn)支承處的摩擦力矩 M 摩 為簡化計(jì)算,一般取 M 摩=0.1M 總力矩
(2)克服由于工件重心偏置所需的力矩 M 偏式中G1——夾持工件重量(N)。e——工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離(m)。
(3)克服啟動(dòng)慣性所需的力矩 M 慣 啟動(dòng)過程近似等加速運(yùn)動(dòng),根據(jù)手腕回轉(zhuǎn)的角速度ω及啟動(dòng)所需時(shí)間 t 啟,按下式計(jì) 算:或者根據(jù)腕部角速度ω及啟動(dòng)過程轉(zhuǎn)過的角度φ啟計(jì)算:
式中 J 工件——工件對(duì)手腕回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(N.m.s2)。J—— 手腕回轉(zhuǎn)部分對(duì)腕部回轉(zhuǎn)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(N.m.s2)。ω—— 手腕回轉(zhuǎn)過程的角速度(rad/s)。t 啟——啟動(dòng)過程中所需時(shí)間,一般取 0.05~0.3s。φ啟——啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度(rad)。手腕回轉(zhuǎn)所需的總的阻力矩相當(dāng)于上述三項(xiàng)之和,即:設(shè)抓取一根軸,其直徑 D=100mm,長度 l=500mm,m1=50kg,當(dāng)手抓夾持在工件中間位 置回轉(zhuǎn) 180o,將手抓、手抓驅(qū)動(dòng)液壓缸和回轉(zhuǎn)液壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)件等效為一個(gè)圓柱體,長 h=150mm,半徑為 50mm,其所受重力為 G,啟動(dòng)過程所轉(zhuǎn)過的角度φ啟=0.314rad,等速 轉(zhuǎn)動(dòng)角速度ω=2.616rad/s。圓柱體重力 因?yàn)槭肿A持在工件中間位置,所以工件重心到手腕回轉(zhuǎn)軸線的垂直距離為 0,即 e 等于 0,所以 M 偏=G1e=0。由于又因?yàn)?所以即 3.8.4 腕部工作壓力計(jì)算 表 2 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸內(nèi)徑系列(JB826-66)20 70 110 25 75 125 32 80 130 40 85 140 50 90 160 55 95 180 63 100 200 65 105 250
設(shè)定腕部的部分尺寸: 根據(jù)上表設(shè)缸體內(nèi)孔半徑 R=55 mm,外徑選擇 133mm,考慮到實(shí) 際裝配問題后,其外徑為 180mm,動(dòng)片寬度 b=66mm,輸出軸半徑 r=22.5mm。表 3 標(biāo)準(zhǔn)液壓缸外徑系列(JB1068-67)液壓缸內(nèi)徑 20 鋼 P≤160MPa 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200
168 146 180 194 219 245
鋼 P≤200 MPa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 由于實(shí)際回轉(zhuǎn)液壓缸所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩必須大于總的阻力矩 M 總力矩,即:
式中 M 總力矩——手腕回轉(zhuǎn)時(shí)的總的阻力矩(N.m)P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力(Mpa)R——缸體內(nèi)孔半徑(mm)r——輸出軸半徑(mm)b——?jiǎng)悠瑢挾龋╩m)所以 所以腕部回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為: 工作壓力 P 1MPa 缸體內(nèi)徑 R 110mm 輸出軸半徑 r 22.5mm 回轉(zhuǎn)力矩 M 13.1N.m 動(dòng)片寬度 b 66mm
3.8.5 液壓缸蓋螺釘計(jì)算 表 4 螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關(guān)系 工作壓力 P(MPa)0.5~1.5 1.5~2.5 2.5~5.0 5.0~10.0 螺釘?shù)拈g距 t(mm)
直徑(mm)FQs′——?jiǎng)悠洼敵鲚S間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力(N)b——?jiǎng)悠瑢挾龋╩m)P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力(Pa)螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為:螺釘材料選擇 Q235,取σs=240MPa,則即動(dòng)片和輸出軸間聯(lián)接螺釘?shù)闹睆竭x擇 d1=6mm,選擇 M6 的開槽盤頭螺釘。式中[σ]——螺釘材料的許用拉應(yīng)力(MPa)d 1——螺釘?shù)闹睆剑╩m)
3.9 機(jī)械手臂部設(shè)計(jì)計(jì)算
3.9.1 臂部設(shè)計(jì)的基本要求
(1)臂部應(yīng)承載能力大、剛度好、自重輕
(2)臂部運(yùn)動(dòng)速度要高,慣性要小
(3)手臂動(dòng)作應(yīng)該靈活
(4)位置精度要高 3.9.2 臂部的結(jié)構(gòu)選擇 常見的手臂伸縮機(jī)構(gòu)由以下五種:
(1)雙導(dǎo)向桿手臂伸縮機(jī)構(gòu)手臂的伸縮缸安裝在兩根導(dǎo)向桿之間,由導(dǎo)向桿承受彎曲作用,活塞桿均受拉 壓,故受力簡單傳動(dòng)平穩(wěn)。
(2)雙層液壓缸空心活塞桿單桿導(dǎo)向機(jī)構(gòu) 其特點(diǎn)是工作液壓缸容積小、運(yùn)動(dòng)速度快、外形整齊、活塞桿直徑大、增加 手臂剛性。
(3)采用花鍵套導(dǎo)向的手臂升降機(jī)構(gòu) 內(nèi)部導(dǎo)向,活塞桿直徑大、剛度大、傳動(dòng)平穩(wěn),花鍵軸端部的定位裝置值得注 意,必須保證手臂安裝在正確的初始設(shè)計(jì)位置上。
(4)雙活塞桿液壓缸結(jié)構(gòu) 活塞桿速度先慢后快,是用短液壓缸實(shí)現(xiàn)大行程的結(jié)構(gòu)。
(5)活塞桿和齒輪齒條機(jī)構(gòu) 手臂的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是通過齒輪齒條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)的,齒條的往復(fù)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)與手臂聯(lián)接 的齒輪做往復(fù)回轉(zhuǎn)而使手臂左右擺動(dòng)。通過以上,綜合考慮,本設(shè)計(jì)選擇雙向?qū)驐U手臂伸縮機(jī)構(gòu),使用液壓驅(qū)動(dòng),液 壓缸選取雙作用液壓缸。3.9.3 手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力計(jì)算 伸縮液壓缸活塞驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算公式為: F 驅(qū)=F 摩+F 密+F 回+F 慣 式中 F 摩——手臂運(yùn)動(dòng)時(shí),為運(yùn)動(dòng)件表面間的摩擦阻力。F 密——密封裝置處的摩擦阻力。F 回——液壓缸回油腔低壓油液所造成的摩擦阻力。F 慣——啟動(dòng)或制動(dòng)時(shí),活塞桿所受平均慣性力。
(1)F 摩的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算 式中 G 總——參與運(yùn)動(dòng)的零部件所受的總重量(N)。L——手臂參與運(yùn)動(dòng)的零部件的總重量的重心到導(dǎo)向支撐前端的距離(mm)a—— 導(dǎo)向支撐的長度(mm)μ′——當(dāng)量摩擦系數(shù),其值與導(dǎo)向支撐的截面形狀有關(guān)。對(duì)于圓柱面:μ——摩擦系數(shù),對(duì)于靜摩擦且無潤滑時(shí): 鋼對(duì)青銅:取
μ=0.1~0.15 鋼對(duì)鑄鐵:取μ=0.18~0.3 計(jì)算: 導(dǎo)向桿的材料選擇鋼、導(dǎo)向支撐選擇鑄鐵,L=700mm,導(dǎo)向支撐 a=420mm,帶入數(shù)據(jù)得:
(2)F 慣的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算
式中Δv——由靜止加速到常速的變化量(mm/s)。Δt——啟動(dòng)過程時(shí)間(t),一般取 0.01s~0.5s。手臂啟動(dòng)速度Δv=83mm/s,啟動(dòng)時(shí)間Δ
t=0.02s,g=9.8N/kg,帶入數(shù)據(jù)得:
(3)F 密的計(jì)算 不同的密封圈其摩擦阻力不同,在手臂設(shè)計(jì)中,采用 O 型密
封圈,當(dāng)液壓缸工作壓 力小于 10MPa 時(shí),液壓缸密封處的總的摩擦阻力為:F 密=0.03F 驅(qū)
(4)F 回的計(jì)算 一般背壓阻力較小,為了計(jì)算方便,將其省略。經(jīng)過以上分析計(jì)算,液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為: F 驅(qū)=F 摩+F 密+F 回+F 慣=3640+0.03 F 驅(qū)
+338.8 所以手臂伸縮驅(qū)動(dòng)力 F 驅(qū)= 4102N 3.9.4 手臂伸縮液壓缸參數(shù)計(jì)算 經(jīng)過上面計(jì)算,確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力 F P=1MPa。
(1)液壓缸內(nèi)徑計(jì)算
驅(qū)= 4102N,因此選擇液壓缸的工作壓力當(dāng)油進(jìn)入無桿腔: 當(dāng)油進(jìn)入有桿腔: 所以式中 F 驅(qū)—— 手臂伸縮液壓缸驅(qū)動(dòng)力(N)
D ——液壓缸內(nèi)徑(mm)d——活塞桿直徑(mm)η——液壓缸機(jī)械效率,在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取η=0.95 P1——液壓缸的工作壓力(MPa)帶入數(shù)據(jù)得: 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列(JB826-66),選取液壓缸的內(nèi)徑為:D=80mm
(2)活塞桿直徑計(jì)算 活塞桿的尺寸要滿足活塞(或液壓缸)運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)度的要求,對(duì)于桿長 l 大于 直徑 15 倍(l>15d)的活塞桿,還必須具有足夠的穩(wěn)定性。按強(qiáng)度條件決定活塞桿直徑 d 按拉壓強(qiáng)度計(jì)算:
設(shè)活塞桿材料為碳鋼,碳鋼[σ]=100~120 MPa,?。郐遥?100 MPa 即 表 5 活塞桿直徑系列(JB826-66)18 40 75 5 20 45 80 5 22 50 85 8 25 55 90 10 28 60 95 12 30 63 14 32 65 16 35 70
根據(jù)活塞桿直徑系列(JB826-66)選取活塞桿直徑 d=8mm。所以手臂伸縮液壓缸主要參數(shù)為:液壓缸內(nèi)徑 D 80mm 工作壓力 P 1MPa 活塞桿直徑 d 8mm 驅(qū)動(dòng)力 F 4720N
3.10 機(jī)身升降機(jī)構(gòu)計(jì)算
3.10.1 手臂偏重力矩的計(jì)算
圖 5 手臂各部件重心位置圖 設(shè) 所以 設(shè)
所以偏轉(zhuǎn)力矩 式中ρ——重心到回轉(zhuǎn)軸線的距離(mm)3.10.2 升降導(dǎo)向立柱不自鎖條件 手臂在 G 總的作用下有向下的趨勢(shì),而立柱導(dǎo)套則防止這種趨勢(shì)。由力平衡條件得:
所謂不自鎖條件為:
即因此在設(shè)計(jì)中必須考慮到立柱導(dǎo)套長度大于 391mm。式中 f——摩擦系數(shù) h——立柱導(dǎo)套的長度 3.10.3 手臂升降驅(qū)動(dòng)力的計(jì)算 由手臂升降驅(qū)動(dòng)力的公式得: F 驅(qū)=F 摩+F 密+F 回+F 慣±G 總
(1)F 摩的計(jì)算
所以
(2)F 慣的計(jì)算 經(jīng)計(jì)算 式中Δv——由靜止加速到常速的變化量(mm/s)。Δt——啟動(dòng)過程時(shí)間(t),一般取 0.01s~0.5s。
手臂啟動(dòng)速度Δv=83mm/s,啟動(dòng)時(shí)間Δt=0.02s,g=9.8N/kg,帶入數(shù)據(jù)得:
(3)F 密的計(jì)算不同的密封圈其摩擦阻力不同,在手臂設(shè)計(jì)中,采用 O 型密封圈,當(dāng)液壓缸工 作壓力小于 10MPa 時(shí),液壓缸密封處的總的摩擦阻力為:F 密=0.03F 驅(qū)
(4)F 回的計(jì)算 一般背壓阻力較小,為了計(jì)算方便,將其省略。經(jīng)過以上分析計(jì)算,液壓缸的驅(qū)動(dòng)力為:所以當(dāng)液壓缸向上驅(qū)動(dòng)時(shí) 當(dāng)液壓缸向下驅(qū)動(dòng)時(shí)
3.10.4 手臂升降液壓缸參數(shù)計(jì)算 經(jīng)過上面計(jì)算,確定了液壓缸的驅(qū)動(dòng)力 F 驅(qū),因此選擇液壓缸的工作壓力 P=1MPa,為 了滿足要求,此時(shí)取 F 驅(qū)=1999.2N 進(jìn)行計(jì)算。
(1)液壓缸內(nèi)徑計(jì)算:當(dāng)油進(jìn)入無桿腔:當(dāng)油進(jìn)入有桿腔:液壓缸的有效面積:所以式中 F 驅(qū)——手臂升降液壓缸驅(qū)動(dòng)力(N)D——液壓缸內(nèi)徑(mm)d——活塞桿直徑(mm)η——液壓缸機(jī)械效率,在工程機(jī)械中用耐油橡膠可取η=0.95 P1——液壓缸的工作壓力(MPa)帶入數(shù)據(jù)得: 根據(jù)液壓缸內(nèi)徑系列(JB826-66),選取液壓缸的內(nèi)徑為:D=55mm
(2)活塞桿直徑計(jì)算 活塞桿的尺寸要滿足活塞(或液壓缸)運(yùn)動(dòng)的要求和強(qiáng)度的要求,對(duì)于桿長 l 大于直 徑 15 倍(l>15d)的活塞桿,還必須具有足夠的穩(wěn)定性。按強(qiáng)度條件決定活塞桿直徑 d 按拉壓強(qiáng)度計(jì)算:設(shè)活塞桿材料為碳鋼,碳鋼[σ]=100MPa 即根據(jù)活塞桿直徑系列(JB826-66)選取活塞桿直徑 d=6mm 所以手臂升降液壓缸主要參數(shù)為:工作壓力 P 1MPa 液壓缸內(nèi)徑 D 55mm 活塞桿直徑 d 6mm 驅(qū)動(dòng)力 F 1999.2N
3.11 機(jī)身回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)的計(jì)算
3.11.1 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩計(jì)算 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸驅(qū)動(dòng)力矩
(1)M 慣的計(jì)算 回轉(zhuǎn)部件可以等效一個(gè)高 1500mm,半徑為 60mm 的圓柱體,圓柱體重量為 G 總=800N,M 驅(qū)=M 慣+M 密+M 回設(shè)啟動(dòng)角速度
Δω=0.314rad/s,啟動(dòng)時(shí)間Δt=0.1s。所以
(2)M 密與 M 回的計(jì)算 為了計(jì)算方便,密封處的摩擦阻力矩 M 密=0.03M 驅(qū),由于回油背差一般非常的小,故 在這里忽略不計(jì),即 M 回=0。因此 3.11.2 手臂回轉(zhuǎn)液壓缸參數(shù)計(jì)算 設(shè) b=60mm,液壓缸工作壓力 P=4MPa,d=50mm,則由 得 所以取液壓缸內(nèi)徑為 140mm 式中 D——液壓缸內(nèi)徑(mm)P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力(MPa)b——?jiǎng)悠瑢挾?mm)d——輸出軸與動(dòng)片聯(lián)接處的直徑(mm)所以手臂回轉(zhuǎn)液壓缸主要參數(shù)為:
工作壓力 P 4MPa
液壓缸內(nèi)徑 D 140mm
動(dòng)片寬度 b 60mm
輸出軸直徑 d 50mm
驅(qū)動(dòng)力矩 M 476N.m
3.11.3 液壓缸蓋螺釘計(jì)算 由表 4 可以看出螺釘間距 t 與壓力 P 之間的關(guān)系: T 為螺釘?shù)拈g距,間距跟工作壓力有關(guān),每個(gè)螺釘在危險(xiǎn)剖面上承受的拉力為: FQs=FQ+ FQs FQ 為工作載荷,F(xiàn)Qs為預(yù)緊力 液壓缸工作壓力為 P=4MPa,所以螺釘間距 t 小于 100mm,試選擇 8 個(gè)螺釘所以選擇螺釘數(shù)目合適 Z=8 個(gè),危險(xiǎn)截面面積所以 螺釘?shù)膹?qiáng)度條件為:式中 D——?jiǎng)悠鈴?mm)[σ]——螺釘材料的許用應(yīng)力(MPa)d 1——螺釘螺紋內(nèi)徑(mm)螺釘材料選擇 Q235,取σs=240MPa,則即螺釘?shù)闹睆竭x擇 d1=14mm 經(jīng)過以上的計(jì)算,需要螺釘來聯(lián)接,最終確定液壓缸的截面尺寸,內(nèi)徑為 140mm,外 徑為 240mm,輸出軸直徑為 50mm。3.11.4 動(dòng)片和輸出軸之間的聯(lián)接螺釘由得式中 f——被聯(lián)接件配合面間的摩擦系數(shù),鋼對(duì)銅取 f=0.15 D——?jiǎng)悠鈴?mm)d——?jiǎng)悠c輸出軸配合處直徑(mm)FQs——?jiǎng)悠洼敵鲚S間聯(lián)接螺釘?shù)念A(yù)緊力(N)b——?jiǎng)悠瑢挾?mm)P——回轉(zhuǎn)液壓缸工作壓力(Pa)
結(jié)論
通過此次畢業(yè)設(shè)計(jì),使我了解了機(jī)械手的很多相關(guān)知識(shí),使我了解了當(dāng)前國內(nèi)外 在此方面的一些先進(jìn)生產(chǎn)和制造技術(shù),了解了機(jī)械手設(shè)計(jì)的一般過程,通過對(duì)機(jī)械手 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)作了系統(tǒng)的分析,掌握了一定的機(jī)械設(shè)計(jì)方面的知識(shí),為以后的工作學(xué)習(xí)奠定了基礎(chǔ)。本次畢業(yè)設(shè)計(jì)只是對(duì)機(jī)械手的手部、腕部、臂部以及機(jī)身做了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算,設(shè)計(jì)中沒有涉及到機(jī)械手的控制問題,對(duì)這方面有點(diǎn)模糊,需要在以后的工作學(xué)習(xí)中 了解和掌握,由于經(jīng)驗(yàn)知識(shí)水平的局限,設(shè)計(jì)難免有不到之處,望老師見量、指正。
致謝
非常感謝學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)和老師給我提供了這次良好的深入學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)和寬松的學(xué)習(xí)環(huán)境,通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì),不但使我將大學(xué)期間所學(xué)的專業(yè)知識(shí)再次回顧學(xué)習(xí),而且 也使我學(xué)到了專業(yè)領(lǐng)域中一些前沿的知識(shí)。非常感謝在本次設(shè)計(jì)中曾給予我耐心指導(dǎo) 和親切關(guān)懷的老師以及幫助過我的同學(xué),正是由于他們的幫助和鼓勵(lì)才使我能夠在畢 業(yè)設(shè)計(jì)過程中克服種種困難,最終順利完成論文,他們的學(xué)識(shí)和為人也深深地影響著 我,在此,請(qǐng)?jiān)试S我再次向曾經(jīng)給予我多次指導(dǎo)的導(dǎo)師表示最忠誠的敬意!
–30–
參 考 文 獻(xiàn)
[1]李允文.工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1994
[2]陸祥生.機(jī)械手-理論與應(yīng)用.北京:中國鐵道出版社,1985
[3]徐瀕主.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第五卷.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1992
[4]張建民.工業(yè)機(jī)器人.北京:北京理工大學(xué)出版社,1988
[5]蔡自興.機(jī)器人原理及其應(yīng)用.長沙:中南工業(yè)大學(xué)出版社,1988
[6]馮香峰.機(jī)器人機(jī)構(gòu)學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1991
[7]工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè)編寫組.工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1978
[8]天津大學(xué)編.工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)基礎(chǔ).天津:天津人民出版社,1980
[9]陳明.機(jī)械制造工藝學(xué).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005
[10]孫恒 陳作模 葛文杰.機(jī)械原理.北京:高等教育出版社,2006
[11]周伯英.工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1995
[12]龔振幫.機(jī)器人機(jī)械設(shè)計(jì).北京:電子工業(yè)出版社,1995
[13]機(jī)械工程師手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械工程師手冊(cè)第三版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007