第一篇：PLC控制城市供水系统提纲

PLC控制城市供水系统提纲

1.题目：PLC控制城市供水系统

2.摘要：城市供水系统的主要功能是在用水量不断变化的情况下，维持管内压力在一定范围内，既能满足用水的需求，又能最大程度节约能源、延长设备寿命。为了实现城市供水系统简单、高效、低能耗的功能，并且实现自动化的控制过程。采用PLC作为核心控制器是个较好的方案。

PLC具有体积较小、设计周期短、数据处理和通信方便、易于维护与操作、明显降低成本等优点，可满足城市供水系统的控制要求。PLC作为城市供水系统使设计过程变得更加简单，可实现的功能变得更多。

3.关键词：城市供水PLC节约能源变频器

4.目录

第一章绪论

1.1：城市供水的意义

1.2：PLC控制城市供水的好处

第二章 PLC控制城市供水系统的原理

1.1: 原理框图

1.2：工作流程

第三章 PLC控制城市供水系统的硬件选用

1.1：PLC的选型

1.2：接触器的选用

1.3：变频器的选用

1.4: 其他设施的选用

第四章

第二篇：城市水系统专业技术工作总结

工作总结是对一定时期内的工作加以总结，分析和研究，肯定成绩，找出问题，得出经验教训，摸索事物的发展规律，用于指导下一阶段工作的一种书面文体。以下是小编给大家带来的几篇城市水系统专业技术工作总结范文，供大家参考借鉴。

城市水系统专业技术工作总结范文1

19年7月，我顺利完成了学业，从合肥工业大学土木工程系城市给水排水专业毕业，并于同年分配到原市局工作。参加工作以来，我一直从事与管理工作，19年8月，我取得了助理工程师的资格，并于同月被聘用至今。下面就从专业技术角度，对我这8年来的工作做一次全面总结：

一、学习专业知识，提高岗位技能。

本人于19年7月正式参加工作，当时我被分配至原市局室从事工作。工作伊始，我发现学校里学到的专业知识同实际工作有很大的不同和差距，为了尽快转变角色，适应工作的要求，我努力学习专业知识，努力提高自己的岗位技能，在短短的半年内，我通过自己的努力及同事的帮助，能比较熟练地进行较复杂的等日常事务工作。

二、政治思想方面

在政治上，我对自己严格要求，积极参加各项政治活动，自觉学习政治理论，尤其注重对“三个代表”重要思想的学习，努力提高自己的政治理论修养，努力实践“三个代表”的重要思想，思想上行动上同党中央保持一致。具有较强的大局意识和组织观念，工作上以事业为重，不计个人得失，在新的岗位上摆正位置，把的事业、把广大人民群众的利益放在首位，努力实践全心全意为人民服务的根本宗旨。在工作中做到公平公正、公道正派，具有较强的敬业精神和奉献精神，工作中吃苦耐劳，积极主动，作风踏实，不推诿扯皮，讲求效率。工作中注意调查研究，勤于思考，工作思路清晰，能把科研管理的一般理论同科研工作实际相结合，积极为本系统制订符合实际的科研发展目标和科研发展措施献计献策。在大是大非和原则面前做到毫不含糊，在事业发展与改革中较好地发挥了一个干部应有的表率作用。

三、组织协调方面

在实际工作中，努力学会运用马克思主义的立场、观点和方法去分析、研究、解决问题，有一定的组织协调能力和科学决策水平。注意学习现代科研管理知识，较好地掌握了人文社科科研管理的一般规律。作为一名兼职的管理工作者，能协助部门负责人做好职工的思想政治工作，为部门工作的有效开展提供了保障。在工作中既充分相信、放手使用分管的科级干部，又注意对他们进行培养，较好地发挥了他们的作用。

四、业务能力方面

从参加工作以来，努力学习本专业的理论知识和专业技能，重视不断提高自己的业务水平和教学能力，并根据管理工作的实际需要，通过业余时间以不同形式学习，努力提高自己的专业技术能力和水平。通过多年的努力，本人的专业技术和驾驭工作的能力得到了较大幅度的提高，为更好的完成各项工作任务奠定了坚实的基础。参加工作以来，多次被评为“全市管理工作先进个人”等荣誉称号。

五、继续教育学习方面

为了更好地适应当前的土地管理工作，在努力做好本职工作的同时。我十分注重继续再教育学习，多次参加各级部门组织的技术培训，20年6月，我参加了市首期高级秘书职业培训，并取得高级秘书专业资格证书。参加工作以来，我积极承担管理的各项工作任务，能够做到兢兢业业，圆满完成组织交办的各项工作任务，从不为自己的私事影响正常工作，能够积极的参加机关组织的各项活动，由于工作出色，多次受到局领导的肯定。

六、专业科技成果方面

自参加工作以来，本人积极参与本系统的《市管理“十五”计划》的编纂工作，先后在《黑龙江环境通报》《中国国土资源报》《安徽日报》《安徽土地》《报》等多家报刊杂志上发表专业论文、信息稿件20余篇次，其中《现状及其对策》论文已被收录于大型文献《发展之路文集》，并荣获论文评比二等奖，为做好管理的宣传工作发挥了积极作用。

七、存在的问题

管理工作的力作、亮点不多，开拓创新不够，在科研上投入不够，科研管理的决策能力和水平有待提高，重大成果较少等。在今后的工作中，我一定更加努力学习，运用所学知识努力探索保护工作的基本规律，不断改进工作方法，提高工作效率，踏踏实实，任劳任怨，勤奋工作，成为一名合格的管理专业技术人员。

城市水系统专业技术工作总结范文2

20年即将结束，审视自己一年来的工作，总结一年的得失，感触很多。一年来，我热衷于本职工作，严格要求自己，摆正自己的工作位置，时刻保持“谦虚”、“谨慎”、“律己”的态度。在领导的关心、栽培和同事们的帮助支持下，始终勤奋学习、积极进取，努力提高自我，认真完成任务，履行好岗位职责。作为一名硬件工程师，但在我心中，陕西德容就是我的家，领导就是我的家长，同事就是我的兄弟姐妹，德容的事就是我自己的事，我要通过我自己的不懈努力将公司的项目做到完美，使得我们陕西德容的产品能够尽快推向市场。我明白作为陕西德容的一名硬件工程师的责任与义务。回顾过去的一年我将我的工作总结以下几个方面：

一、工作情况

在过去的这一年中，我从对公司项目的熟悉，逐步成长到可以承担公司项目的部分模块，并且在这些方面为公司做出了应有的贡献，对我个人而言自己的能力也得到了相应的提高。但是公司的项目复杂，要学习的东西还有很多，因此我要继续努力，对项目中的细节和难点更加深入的理解，希望通过自己的努力看到产品的完美诞生。

在这一年里我主要完成了以下任务：

1、在20年的基础上对电台的各项指标进行细化和研究，并且根据邓工的建议与民航的指标总结出了我们自己的电台测试方法，并且对我们电台进行了详细测试，根据测试记录对电台进行了各项性能的评估。

2、根据对电台的跟踪测试，陆续整理出了电台现有存在的问题，并且将各个模块的相应参数做出了修改。随后修改了每个模块的原理图，针对发射机频合的小数分频问题、发射机谐波大问题等提出了解决方案。

3、历时一个半月对整个电台的系统原理图进行了整合修改，同时更加明确了整个电台的各路信号含义，为后面的研发与测试奠定了基础。

4、根据发射机的测试数据对发射机做出了相应评估，提出了一些问题，例如功率不稳定、不精确、调制度漂移、失真度大、PTT超时等，随后与西工大配合解决发射机的相关问题。在此期间通过配合解决了功率稳定性问题、调制度漂移问题、PTT超时问题等，通过解决这些问题我们自己也总结出一条方法和公式，更加深入的解决了发射机相关问题，为后续发射机调试和生产打下了基础。

5、对发射机遗留的失真度大、谐波大等问题进一步努力解决。尝试制作MOD电压产生电路，缩小排查问题的范围，尝试使用定制滤波器降低谐波，修改功放参数，解决问题。虽然问题没有得到很好的解决，但是我们从中也找到了方向，我想在沿着这个方向继续努力，这些问题一定会得到解决。

6、着手参与新方案的讨论研究，首先是调制板，减少调制板的无用信号线，使用DSP串口协议来与ARM通信;然后是电源板，将原来分立的电源板和整流板整合在了一起，减少了连接线，并且增加了散热面积;随后是ARM的改进，根据新采购ARM的型号制定有效的隔离方案，改变原有的供电方式;再根据电台的新要求，频合增加小数分频的功能，因此频合采用ADF4351锁相环来设计。

7、绘制电源板、调制板和ARM转接板的PCB板，同时参与每个板子接口方式的讨论，为PCB板焊接配料。

8、负则公司新项目数传电台，制作数传电台测试工具，策划数传电台研发初步方案，进行了3次户外测试，对数传电台进行了评估，虽然这个项目没有进行下去，但是通过这个项目，我自己也学到了不少东西，也感受到了公司发展的动力。

9、将调制板、ARM转接板和电源板，进行单板测试，后续焊接屏蔽框，在焊接和安装过程中还对部分结构进行了修改和完善，最后进行功能性测试，将新版的调制板、电源板和ARM转接板等进行联合调试。

10、复旦项目上，主要做了以下几点：1)首先熟悉项目的基本情况，开始着手设计电压采样电路、确定电阻器的型号;2)随着项目的进展，最后确定和生产了电阻器，确定了基本电路形式;3)然后根据电阻器尺寸确定机柜的尺寸，确定了厂家，设计和加工了母排;4)后续将项目提交到上海测评，根据测评结果再次修该机柜内的安装尺寸和母排安装方式。

11、参与公司9000审核文档的编写，最后整合实验台位置，使工具、仪器等物品按位放置，整合文件柜，使公司办公室更加整齐、也规范了工作流程和工作方式。

二、工作心得

来到公司已经一年多了，从对项目的初步了解，到熟悉各个模块的工作原理，再到独自承担起项目中模块的研发，我看到我自己在成长，在进步、在成熟。在工作中也意识到配合的重要性，我们电台系统非常复杂，我们每个人就是电台复杂系统的一部分，因此各自的配合很重要。

三、工作中存在的不足

经过一年的工作学习，我也发现了自己对项目更深层次的理解还不够，对复杂问题的解决能力还不够，这是我以后要在工作中不断磨练和提高自己的地方。细细总结一下，自己在一年的工作中主要有以下方面做得不够好：

1、工作的专业技术方面不够精通，对发射机的失真度问题没有找出解决办法，应该在这方面加强学习，为以后的工作提供指导。

2、工作环境不够清洁，实验台不够整齐，仪器摆放不到位，希望以后我约束自己将物品摆放到位，养成良好习惯。习惯决定成败，良好的工作习惯会积极促进我们的工作。

3、工作总结做的不到位，没有积极总结自己工作中的得失和经验，导致在同一个地方跌倒两次，希望以后在这方面加强。

四、工作计划

接下来的一年对公司而言非常重要，既要将电台送到民航去审核，复旦项目也将迎来复审，对我而言是机遇也是挑战，因此我要更加努力奋斗，为公司的新突破贡献所有力量。

其中，以下几点是我下年重点要提高的地方：

1、继续改善工作方法，在工作中寻求新思路，将创新作为工作的一个目标，对待工作，力求完美，如果能绝不凑合。

2、加强员工的团结与配合，突出每个人的特点，举全员之力将项目做好。

3、加强专业技术知识的学习，提高实践能力和处理日常事务的能力。

总之，在过去的一年里，我能够恪尽职守，积极努力地完成好本职工作，工作量饱满，总体上对自己的工作是比较满意的。在新的一年里，我将不断改进工作中存在的不足，一如既往，再接再厉干好自己的各项工作，也希望能够得到领导和同志们更多的理解和支持。

城市水系统专业技术工作总结范文3

一年来，我时刻牢记领导对我的教育和期望，努力克服自身弱点，提高自身素质，在的带领和指导下，较好地完成了各项工作任务，理论水平和工作能力有了显著的提高。现将一年的工作学习情况作工作总结如下：

一、极参加组织的政治教育和加强理论学习，不断提高自身的政治思想觉悟和理论水平

一年来，我深知政治工作的重要性，作为的技术员，我深知自身政治思想觉悟和理论水平的高低会直接影响到全所战士，所以在一年来，自己始终能够积极参加库里组织的各项政治教育，并结合实际积极改造自己的主观思想，增强自身的政治坚定性，另外，我深知自己的理论水平较低，我便在日常的工作中，挤出时间加强政治学习。通过学习，使自己的政治思想觉悟和理论水平得到了明显提高，只有信息准确，理解对路，才能与党中央保持一致，才能贯彻好仓库的各项规章制度。

二、增强业务学习，不断提高自身的业务技能

作为技术员，我深知业务工作是仓库各项工作的中心，一年来，自己始终能够在的带领下战士的支持帮助下，围绕以业务建设为中心去开展各项工作，在开展工作的同时，时刻想到，做到作为一名技术员，自身的业务水平的高低，会直接影响各项工作的完成好坏，无论完成什么任务，如果自己的业务水平不高，不懂得如何完成任务，怎能带动大家完成任务呢?所以，自己经常认真学习业务理论知识，通过学习，不断增强自己的业务水平，增强对设备、机具的性能、使用方法、技术参数、维修方法的熟悉和度，并经常看有关书籍，不懂就问，直到把问题搞明白为止。在其它工作中也同样如此;像植树、喷漆、车皮的装卸、工件的加工、灯箱的制作、安装等工作中，积极配合好所长的工作，给当好左右手。一年来，我在的带领下战士的支持帮助下共同圆满完成了上级领导交给的各项工作任务。

三、不足之处

一年来，虽然取得了一定的好成绩，但是还存在一些不足之处。

1、理论学习时间较少，还有待于加强。

2、自身的身体素质有待加强。

3、管理工作还存在死角，今后一定多向所长学习，不断加强自身的工作经验。

2019年，我将一如既往地加强政治理论和业务的学习，进一步增强自身政治思想觉悟和业务水平，努力把检修所建设成为一支：政治合格、军事过硬、作风优良，纪律严明、保障有力的革命队伍。

城市水系统专业技术工作总结范文4

成为电器公司的售后服务的技术人员，以来，我努力工作，完成了全年任何。此刻对一年来的工作总结如下：

一、学好本专业的技术

无论从事什么样的工作，专业技术永远是立足之本。作为售后技术这一块虽说不必须要求的技术要跟研发人员的那么高，但是最基本的也要明白。起码客户问起来你能够立马回答得出并帮忙他们很好的解决问题。一开始我老是说工资怎样那么低，但是此刻想起来也就释然了，就算是有一万块的月薪放在那里，你拿什么来换。出来之前还满怀信心的，但是接触几次之后就发现自我太稚嫩了，有时很想回去，但是想想又不甘心，我不能灰溜溜的回去要有所得才行。所以很感悟，学好技术是重中之重，先立足，在讲发展，可持续发展。打扎实基建，才能建得起高楼大夏。

但是，这些工控自动化产品的技术要想学好也不是那么的容易，很枯燥，涉及的很广泛，还务必有一个对技术有欲望的心。个性是售后技术这块，不只是只明白本产品的，还要了解它所应用在什么方面，是什么机械，带动它的是什么系统等等。这些不可能一天能够学的会的，要想大概的明白，务必要穿越一些不为人知的黑暗，去学习、去工作、去摸索、去思考。我相信在这领域里的人才想必也是经历一些不为人知的黑暗才有这天的成就的吧。所以我什么都不是，我就是一草根，需要从新学习。

二、学会与人沟通

做我们这样貌的工作，和人打交道是必不可少的事，有个良好的沟通潜力可能会让你事半功倍。还有就是每次出差到现场作业时我都要有个心理准备，因为客户的情绪不能确定，毕竟买了我们的产品出了故障对他造成必须的损失，随时会喷你一脸口水，所以抗压潜力也要强。在这个时候只能留意谨慎的应付了，我一般只会说“请你放心，我会尽快帮你解决问题的”。还有出门在外，说话也要留意，尽量的从客户的心理出发，态度要好，绝对不能顶撞人家，人家但是我们的上帝。在与客户沟通时，对你从事的技术要求也是很高，一般在沟通时问的最多的也是技术性的问题;有时碰到一些不懂的技术问题就很纠结。如果是“嗯、啊、哦”的回答的话那就麻烦了;这样的问题就不要正面的去回答了，先从自我会的入手，尽量的转移到别的地方去，反正能帮他解决问题就能够了;要不然客户会对你的人产生怀疑的同时，也会对公司的形象造成损失，最要命的是他突然奔出一句来‘你到底会不会的’那样的话自尊心那就大受打击啦。所以在和人家沟通时要么不说在现场赶紧解决故障走人，要么就尽量的往自我明白的扯少跟人家在那里废话。

三、事前准备事后总结

在接到客户电话时，务必先了解体的状况看能否电话解决，如果要到现场去的话，那就去分析这个故障到底是什么原因造成的，然后从分析中明白大概要准备元器件，工具什么的。俗话说“成功是为有准备的人的”。完成任务之后，做一下总结，把现场的状况记下来，比如：我们机器所应用在什么机械上，用到了哪些参数，输入输出的电压电流等。最后分析出出故障的原先，这个是对技术的提高比较好的方法，也是公司要求我们做的。

还有出差到现场并不没有别人所说的那么完美，一个人的旅途总是那么寂寞孤独;还要忍得住孤寂、耐得住枯燥、拆得了机床、修得了变频器、不怕脏、不怕苦、不怕累。这些都是售后技术人员的基本要求。抗得了就勇敢的抗，抗不了就放一旁;毕竟背后还有一个公司，公司里还有那么多的伙伴支持着呢!都说售后服务是一个营销的过程，也是再营销的开始，我想我会努力的去维护好公司的品牌形象为公司争取的利益。

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第三篇：PLC控制技术

关于PLC控制技术一体化教学方法的探索

摘要：通过对PLC控制技术一体化教学方法的探索，以学生在学习过程中的具体作品为例，阐述了在职业中学PLC控制技术课程教学中运用理论实习操作一体化教学方法的可行性。

关键词：PLC控制技术；一体化教学方法；探索

现行的职业中学课堂教学，大多数专业还是把理论教学和实习操作分开进行，而这种做法对于机电专业来讲，专业教师不好教，学生无心学。为扭转这一被动局面，我在PLC控制技术教学过程中运用了理论与实习操作一体化的教学方法，收到了较好的教学效果。

传统职中教学方法存在的主要问题及原因

其一为“填鸭式”教学。职中学生文化知识基础普遍较差，学习缺乏想象力，要掌握PLC控制技术所遇到的困难是可想而知的。“填鸭式”教学从头讲到尾，照搬书本；即使使用多媒体教学，也只是把原先写在黑板上的内容搬上了屏幕，教学手段虽有变化，但教学内容和效果并没有本质变化。

其二为理论与实习操作分离，不重视专业训练。上理论课时，学生对教师讲授的知识只是死记硬背，学生普遍感到似懂非懂、难学易忘；对于专业实习操作课，学生虽感兴趣，但专业技术理论知识已遗忘甚多，往往只限于模仿性的操作训练，而无法触类旁通，自然也就无法形成系统的操作技能。由于理论和实习操作相脱节，学生对机电专业的学习兴趣得不到激发，学习积极性难以调动，学习专业技术的方法和能力很难得到有效培养。

其三为理论课教学安排时间跨度大，学生对理论的认识是断续、分散的，整体认识不清楚、理解不透彻，学习难度加大。

其四为专业技术理论教学和实习操作教学分段实施，理论教师与实习操作指导教师各负其责，造成了相互脱节，在教学目标、教学内容和教学方法等方面难以形成有机结合。教学过程中往往出现“各自为战”和“相互推诿”的现象，专业教材之间的内在联系得不到协调，教学内容没办法合理统筹。以专业理论为中心的传统教学模式，容易产生偏重理论教学而轻实习操作的不良倾向，教师很难完成机电专业PLC控制技术编程的教学任务，也不能满足学生学习的需要。

理论与实习操作一体化教学的具体做法

针对职业中学传统教学模式存在的实际问题，我在机电专业PLC控制技术教学过程中进行了“理论与实习操作一体化”教学探索。具体做法是：

第一，以国家中等职业教育规划教材为蓝本，在机电专业教学大纲的指导下，将机电专业的PLC控制技术教材根据学校具体的实习实训仪器设备情况，划分为电工基础，电力拖动引入，可编程控制器的认识，“启、停、反”的可编程控制的认识训练，PLC控制技术的逻辑编程技术等五个部分，把电工基础知识融入到电力拖动技术中，电力拖动技术为可编程控制服务，遵循这样的教学思路来安排教学内容。让学生多次训练“启、停、反”的直接控制，甚至教师可以有意识让学生接错一条控制线，以引起学生的注意，最后让学生自己来修改，通过修改过程引入PLC控制技术的可编程控制，让学生进行对比，再多次训练“启、停、反”的逻辑控制程序，使学生在操作过程中认识可编程控制的优点，从而实现由直接控制向逻辑控制的过渡。学生的主要学习场所就在实训室，各阶段的教学内容是实训穿插相关理论，讲完相关理论后，学生可以马上根据教师所讲进行“模拟”训练，以达到强化理论的效果。另外，在教学过程中，大量运用实物、教具、多媒体等手段，达到理论与实习操作相结合的一体化教学，从而实现理论指导实践，实践检验理论的目的。

第二，针对职中机电专业学生知识基础较差的特点，在教学过程中，尽量利用实际简单电路进行直观演示，将电机用实物模型展现在学生面前，以激发学生的学习兴趣，缩短认识过程。同时，在教师指导下，学生动手按电力拖动的要求接线，实现对电动机的直接控制，将书本理论与实践相结合，促进理解，加深记忆，学习效率得到明显提高。

第三，在理论实习操作一体化教学中，不要求学生掌握繁琐的理论，学生通过电力拖动的实习操作很快就能建立一个清晰、直观的概念，大大提高了教学效率。教师讲授时可从电力拖动知识需要引入课题，明确电动机启动的工作条件，使学生很快理解电动机的正转与反转，还可以用多媒体和实物进行演示，在学生进一步理解控制和被控制之间的关系后，学生在教师指导下立刻进行动手操作，从而加深认识。这样，相对所需课时缩短了，可安排学生进行实习操作练习，进一步加强学生的动手能力培养。

第四，职中机电专业PLC控制技术教学运用理论实习操作一体化教学方法，对教师的教学水平提出了更高、更新的要求。它要求专业教师除了必须具备相关专业系统的理论知识外，还必须具备高级电工维修技能以上的操作水平，才能在授课过程中进行规范、准确的操作演示和指导学生进行实习操作。

PLC控制技术教学实行理论实习操作一体化的案例

教学单元为五人抢答器的程序编写（共8学时，每次课2学时）。

（一）教学目标

知识目标：掌握PLC控制技术的基本程序编写方法（先用梯形图，然后用指令表）。能力目标：初步具有能实现可编程控制的逻辑编程能力。

（二）教学流程

提出要解决的问题以一次知识抢答活动为例，请你用PLC可编程控制器编写一个五人抢答器的程序，并调试模拟运行。要求：在主持人宣布开始以后才可以抢答，20秒以后，还没有任何一组抢答，则自动停止本题的抢答；任何一个人抢到以后，其他选手不能再抢（有锁定功能）；一次抢答完成以后，主持人要复位，再准备进行下一次抢答。任务给出以后，教师引导学生。不能理解题意、甚至无法动手操作的学生，可以听教师讲解、指导；能理解题意、有一定思路的学生可以动手完成。这样，每位学生都有事可做，教学气氛活跃了很多。

自主探究学生完成教师给出的任务后交指导教师点评，教师指出学生编写的程序哪些地方需要修改，为什么要修改等等。要求学生从实际出发，思考符合实际工程要求的、逻辑思路清晰的程序。

利用实物演示编程效果把学生所编写的程序通过接口电路引到学生自己焊接的抢答器模拟电路板上，由5位学生进行现场模拟抢答，看看还有哪些没有考虑到，还要做哪些相应的修改。例如，有学生提到：第一个人抢到以后应有声音，要增加扬声器的控制输出端；抢到的组号还应有闪烁等。这样，学生的学习兴趣和积极性被激发出来，相关的理论知识也得到了补充。学生不仅学会了PLC控制技术的逻辑编程，还自然学习了电子技术的相关知识，使理论与操作达到了完美结合。

讨论教师和几位学生组成“专家组”，对每一位学生的作业进行点评，然后学生共同讨论，对每一题评出“编程之星”，学期末可根据“编程之星”的获得次数评定平时成绩。

作业要求学生把抢答器程序编写的逻辑思维“移植”到对交通灯、自动售货机等的控制上，这样更加有效地激发了学生的学习积极性，在自习课、活动课时间，有的学生也自觉到实训室进行编程练习，真正实现了“要我学”到“我要学”的转变。

（三）教学效果

通过理论与实习操作一体化教学模式的具体运用，原来在职中没法完成的功能指令部分的教学也收到了很好的教学效果。当学生看到简单的逻辑编程实现了复杂的功能以后，对功能指令产生了强烈的学习兴趣，对他们继续学习专业课起到了很好的激励作用。

理论实习操作一体化教学的启示和体会

几年来，理论实习操作一体化教学的探索在实践中取得了良好的效果，学生看得见、摸得着，生动而不呆板，既容易理解，又记得牢固。在实践中我有如下几点体会：（1）理论实习操作一体化教学方法可以使技能操作训练与相关专业理论紧密衔接，实现了理论与实践密切结合、理性认识与感性认识同步提高。（2）职中机电专业理论教学和操作训练的有机结合，使学生有较多机会将专业理论知识与实际反复对照理解。由于这种教学方法运用了感知记忆、理解记忆、运动记忆等记忆方法，所以学生容易在大脑中较快地形成总体结构的全方位表象，技能形成较快。（3）理论学习与技能训练反复交叉进行，内容不断更新，学生有新鲜感。理论指导下的技能训练，使学生感觉学到了实在的本领，自信心增强，技能形成进程加快。（4）理论实习操作一体化教学方法增加了师生的直接接触，教师能比较直观地了解学生掌握专业知识和操作能力的程度，有利于切合实际地对学生加以指导，因材施教，满足不同层次学生的需求。

参考文献：

[1]郑凤翼，等.图解PLC控制系统梯形图和语句表[M].北京：人民邮电出版社，2006.[2]田明，等.触摸式可编程终端[M].北京：机械工业出版社，2006.[3]高勤.电器及PLC控制技术[M].北京：高等教育出版社，2002.

第四篇：水箱加热系统的PLC温度控制课程设计

水箱加热系统的PLC温度控制课程设计

目 录

一、前 言 1

1.可编程序控制器的概述

2．FX2N系列PLC简介 2

3．特殊功能模块 2

4.调功器 3

5.温度变送器 3

二、系统设计 4

1．系统设计要求 4

2．系统硬件设计 4

2.1． 水箱温度自动调节系统： 4

2.2． 输入输出点数的分配表 5

2.3． 相关元器件的选型 5

2.4． PLC的外部接线原理图 6

3．系统软件设计 7

3.1． 模拟量与数字量的对应关系 7

3.2． 系统流程图的设计 7

3.3． 系统梯形图 8

3.4． 系统指令表 9

3.5． 系统实时监控图 10

三、总 结 12

四、附 录 13

4.1.课题介绍 13

4.2.控制要求 13

第一章 前 言

1.1 可编程序控制器的概述

随着微处理器、计算机和数字通信技术的飞速发展，计算机控制已经广泛应用在所有的工业领域。现代社会要求制造业对市场这一需求迅速做出反应，生产出小批量、多品种、多规格、低成本和高质量的产品。可编程控制器就是顺应这一需要出现的，它是以微处理器为基础的通用工业控制装置。编程控制器不仅可以按事先编好的程序进行各种逻辑控制，还具有随意编程、自动诊断、通用性好、体积小、可靠性高的特点。因此，可编程控制器正逐步取代着继电器－接触器控制系统。

国际电工委员会（IEC）于 1982年11月和 1985年1月对可编程序控制器作了如下的定义：“可编程序控制器（PLC）是一种数字运算操作的电子系统，专为在工业环境下应用而设计。它采用可编程序的存储器，用来在其内部存储执行逻辑运算、顺序控制、定时、计数和算术运算等操作的命令，并通过数字式模拟式的输入和输出，控制各种类型的机械或生产过程。可编程序控制器及其有关设备，都应按易于与工业控制系统联成一个整体，易于扩充功能的原则而设计”。可编程序控制器（PLC）主要由CPU模块、输出模块和编程器组成。PLC的特殊功能模块能完成某些特殊的任务。从使用方式PLC分为： 1）整体式PLC（又称单元式或箱体式）整体式PLC是将电源、CPU、I／0部件都集中装在一个机箱内。一般小型PLC采用这种结构；2）模块式PLC，将PLC各部分分成若干个单独的模块，模块式PLC由框架和各种模块组成。模块插在插座上。一般大、中型PLC采用模块式结构3）PLC将整体式和模块式结合起来，称为叠装式PLC。

2.2 FX2N系列PLC简介

本次设计中，我们将采用FX2n系列PLC,FX系列PLC为单元型，内含CPU、电源和固定搭配的输入/输出。Q4AR系列为双机热备系列，最大输入输出点数为8192点。A系列PLC的最大输入输出点数为2048点。F系列程控器的最大输入输出点数为256点。三菱小型 FX 2（N）系列程控器的输入输出点最大不超过256点。每台主机可连模入、模出、高速记数、定位等特殊功能模块，不超过8个。FX系列在日本三菱的姬路制作所生产。三菱姬路制作所累计已生产超过三百万台 FX系列 PLC。目前FX系列PLC为中国内地销量最多的小型PLC。FX2n系列PLC是该系列中功能最强、速度最快的微型PLC。有RAM, EPROM和EEPROM FX2N系列 PLC 的特点超高速的运算速度 0.08微秒.比FX2的0.48微秒快六倍.容量极大8K步(最大16K步).比FX2大四倍.机体小型化 比FX2小50%.兼容FX2的编程设计.备有多种不同的FX2N扩展单元及特殊模块.殊功能模块

在工业控制中，某些输入量（例如压力、温度、流量、转速等）是连续变化的模拟量，某些执行机构要求PLC输出模拟信号，而PLC的CPU只能处理数字量。模拟量首先被传感器和变送器转换成标准的电流和电压。其中，D/A转换器将PLC的数字输出量转换成模拟电压或电流，再去控制执行机构。模拟量I/O模块的主要任务就是完成A/D转换和D/A转换。根据设计要求，本次设计选用模拟量输入模块FX2N-4AD，该模块用4个12位模拟量输入通道，输入量程为DC-10V??+10V和4—20MA，转换速度为15MS/通道或6MS/通道（高速）。

2.4 调功器

调功器是应用晶闸管（又称可控硅）及其触发控制电路用于调整负载功率的盘装功率调整单元。

在电子设备中起重要作用的晶闸管（也称可控硅，英文缩写SCR）被广泛用于各类生产部门，正在成为自动化、高效化不可缺少的装置。在最新的温度控制中晶闸管的利用明显的普及起来。但在国内对其有不同的叫法，如晶闸管调整器、可控硅调整器、晶闸管控制器、可控硅控制器、晶闸管调压器、可控硅调压器、晶闸管调功器、可控硅调功器、调压器、调功器、晶闸管交流电力控制器、可控硅交流电力控制器、电力调整器、电力控制器、电压调整器、电压控制器等。

2.5 温度变送器

温度变送器，专应于热电阻或热点偶，讲温度转换成4-20MA的电流信号。

至于要不要加模块，要看接受的控制器对于输入信号是0-10V还是4-20MA。一般现在的控制器，都直接配有相应的温度变送器模拟量输入模块，如温控器，PLC的热电阻模拟量模块等

温度变送器的作用是与热电偶或热电阻配合，将温度或温差信号转换成4—20毫安的统一的直流电信号，并将这些信号输送给调节器或显示仪表。PT100的热电阻输出的是电阻信号，变送器输出的是毫安信号，温度变送器0-100度与0-150度最大值时输出电流均为20MA，所以当温度同为100度时，0-100度的变送器输出电流为20MA，而0-150度的变送器输出电流为14-15MA左右。所以在不改变接收装置参数的情况下它们不可以互换。

第二章 系统设计

2.1 系统设计要求

本系统的被控对象是1KW电加热管，被控制量是水箱的水温T，PLC的模拟量输出控制调功器的输出，由调功器控制电加热管的通断，被控对象为水箱中的单相电热管，被控制量为水箱水温。它由铂电阻PT100测定，输入到温度变送器上，量程为0~100℃。温度变送器变换为4~20mA传送给PLC的模拟量输入通道。根据给定值加上dF与测量的温度值相比较的结果，PLC模拟量输出通道向晶闸管调功器发出控制信号，从而达到控制水箱温度的目的

2.2 系统硬件设计

根据对系统设计内容的分析，确定控制系统所需要的输入输出点数为1/3点。选用FX系列PLC, 输入输出点数的分配如表2-1所示，由于系统必须对温度信号进行采集和控制，还必须使用到模拟量输入/输出模块FX-4AD模块、晶闸管跳功模块、温度变送器。

2.2.1水箱温度自动调节系统：

该闭环系统的组成中，刮号中的部分即用FX系列的PLC和模拟量FX-4AD模块实现；用热电偶检测水箱温度，温度变送器将温度转换为标准量程的电流送给模拟量输入模块，经过PLC的内部处理将模拟量转化成可识别的数字量与设定值比较处理，在将控制信号作用于控制调功器上，以此来控制水箱中电热管的开关情况，实现对水箱温度的闭环控制。

2.2.2 输入输出点数的分配表

表2-1 输入和输出点分配表

2.2.3 相关元器件的选型

表2-2 元器件明细表

2.2.4 PLC的外部接线原理图

PLC的外部接线原理图

图2-4 PLC的外部接线原理图

第三章 系统软件设计

3.1 模拟量与数字量的对应关系

转化时应综合考虑变送器的输出、出入量程和模拟量输入模块的量程，找出被测物理量与A/D转换后的数据之间的关系。

根据系统要求，所要测量的温度量程为0-100C,所对应的数据量为0-2000，由此可根据公式：

测量温度=(100*D0/2000)C=0.05D0C

其中，D0为PLC转换出来的数字量

3.2 系统流程图的设计

PLC梯形图

3.4 系统指令表

3.5 系统实时监控图

监控图3

第三章 总 结

两周的PLC课程设计对我收益匪浅，让我系统性地认识和全面地掌握了PLC编程和调试技术，让我将平常学的PLC编程及应用方法学以致用，使我的PLC编程能力有了很大提高和进步，让我对PLC应用有了深入细致的了解。

第一、二周，我们寻找有关的资料和课题小组成员间一起交流看法和讨论设计方案，进行设计的总体规划，理清课程设计思路。但是将这些具体的方案落实到每一个设计环节和步骤中，难免会出现意想不到错误，这就需要我们在进行设计的过程中利用所掌握的知识认真排查错误原因，多方面的思考问题的关键不断地改正自己的设计不足之处和错误。

第三、四周，对硬件电路的工作原理和可编程知识的掌握是进行下一步的软件设计的关键。进入了软件设计方案和具体的编程和调试运行阶段。在这个阶段中，对系统的需求分析和如何采用模块化设计思想是设计方案主要解决的问题。在这一周遇到最大的问题就是如何实现闭环方法来实现温度控制，在没有任何有价值的参考资料的情况下，通过不断地设计尝试和反复地设计调试初步解决了问题。但是也存在了设计上的不足之处。需要用到模拟量的输入/输出模块，而且所编程序也和课堂上老师所讲完全不一样，给我们的课题制作带来了很大的困难。但是我们还是通过查阅资料，询问老师按时完成了我们的课题。

四周的PLC编程及应用的课程设计，发现自己在这方面的学习还需要不断的加深。通过这段时间的学习认识，对温控闭环的系统有了一个整体的认识，熟悉各种器件和软件应用。在这里，本次设计中感谢两位指导老师对我的帮助。

4、附 录

4.1.课题介绍

本系统的被控对象是1KW电加热管，被控制量是水箱的水温T，PLC的模拟量输出控制调功器的输出，由调功器控制电加热管的通断，被控对象为水箱中的单相电热管，被控制量为水箱水温。它由铂电阻PT100测定，输入到温度变送器上，量程为0~100℃。温度变送器变换为4~20mA传送给PLC的模拟量输入通道。根据给定值加上dF与测量的温度值相比较的结果，PLC模拟量输出通道向晶闸管调功器发出控制信号，从而达到控制水箱温度的目的。

4.2.控制要求

设计PLC模拟量输入输出的闭环控制系统，实现水箱的自动

调节和控制。根据控制对象的用途、基本结构、运动形式、工艺过程、工

作环境和控制要求，确定控制方案。绘制水箱加热系统的PLC位式温度控制系统的电气原理图、控制系统的PLC I/O接线图和梯形图，写出指令程序清单。选择电器元件，列出电器元件明细表。编写设计说明书。

第五篇：plc机械手控制拓展

机械手论文

专业：

机电一体化

学 生 姓 名：

学 号：

指 导 教 师：

完 成 日 期： 2011.3.15

目录

摘要„„„„„„„„„„„„„„„„„„Ⅱ 1 2 3

绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 机械手设计要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1 机械手总体设计方案„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

3.1 机械手的组成„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

3.1.1 执行机构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„1

3.1.2 驱动机构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

3.1.3 控制机构„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

3.2机械手在生产中的应用„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

3.3 机械手的主要特点„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„2

3.4机械手的技术发展方向„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

3.5机械手坐标形式与自由度选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

3.5.1 机械手坐标形式选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3

3.5.2 机械手自由度选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4

3.6 3.7 机械手的规格参数„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„4 机械手手部设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3.7.1 手部设计基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3.7.2 手部力学分析„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„5

3.7.3 夹紧力与驱动力的计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„7

3.7.4 手抓夹持范围计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„9

3.7.5 手抓夹持精度的分析计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„10

3.8 机械手腕部设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

3.8.1 腕部设计基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„11

3.8.2 腕部的结构选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

3.8.3 腕部回转力矩计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„12

3.8.4 腕部工作压力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„14

3.8.5 液压缸盖螺钉计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„15

3.8.6 动片和输出轴联接螺钉计算„„„„„„„„„„„„„„„„„16

3.9 机械手臂部设计计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17-III-

3.9.1 臂部设计的基本要求„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17

3.9.2 臂部的结构选择„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„17

3.9.3 手臂伸缩驱动力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„18

3.9.4 手臂伸缩液压缸参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„19

3.10 机身升降机构计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21

3.10.1 手臂偏重力矩计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„21

3.10.2 升降导向立柱不自锁条件„„„„„„„„„„„„„„„„„22

3.10.3 手臂升降驱动力计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„23

3.10.4 手臂升降液压缸参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„24

3.11 机身回转机构计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„25

3.11.1 手臂回转液压缸驱动力矩计算„„„„„„„„„„„„„„„25

3.11.2 手臂回转液压缸参数计算„„„„„„„„„„„„„„„„„26

3.11.3 液压缸盖螺钉计算„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„27

3.11.4 动片和输出轴联接螺钉计算„„„„„„„„„„„„„„„„28 结论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„29 致谢„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„30 参考文献„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„31

绪论

机械手结构优化设计

摘 要

在机械制造业中，机械手已被广泛应用，从而大大的改善了工人的劳动条件，显 著的提高劳动生产率，加快实现工业生产机械化和自动化的步伐，本设计通过对机械 手各主要组成部分（手部、手腕、手臂和机身等）分析，从而确定各主要组成部分的 结构，在此基础上对机械手进行设计计算，从而确定装配总图。通过此次机械手设计，掌握相关机械手设计的主要步骤，对于 CAD/CAM 软件应用方面有了进一步的提高。

关键词：机械手，设计，手部，手腕，手臂，机身，结构

工业机械手设计是机械制造、机械设计等方面的一个重要的教学环节，是学完技 术基础课及有关专业课以后的一次综合设计，通过这一环节把有关课程中所获得的理 论知识在实际中综合的加以应用，使这此知识能够得到巩固和发展，并使理论知识和 生产密切的结合起来，通过设计培养学生独立思考能力树立正确的设计思想，掌握机 械产品设计的基本方法和步骤，为自动机械设计打下良好的基础。机械手设计要求

要求本设计能鲜明体现设计构思，并在规定的时间内完成以下工作：

（1）拟定机械手的整体设计方案，特别是机械手各主要组成部分的方案。

（2）根据给定的自由度和技术参数选择合适的手部、腕部、臂部和机身的结构。

（3）各主要部件（手部、腕部、臂部）的设计计算。

（4）工业机械手装配图的绘制。

（5）编写设计计算说明书。机械手总体设计方案

3．1 机械手的组成工业机械手由执行机构、驱动机构和控制机构三部分组成。

3．1．1 执行机构

（1）手部 即直接与工件接触的部分，一般是回转型或平移型，（多为回转型，因其结构简单），手部多为二指（也由多指），根据需要分为外抓式和内抓式两种，也可以用负压式或真空式的空气吸盘和电磁吸盘。传力机构形式也很多，常用的有：滑槽杠杆式、连杆杠杆式、齿轮齿条式、丝杠 螺母式、弹簧式、重力式。

（2）腕部 是联接手部和手臂的部件，并可用来调整被抓物体的方位，以扩大机 械手的动作范围，并使机械手变的更灵巧，适应性更强。目前，应用最为广泛的手腕回转运动机构为回转液压缸，它的结构紧凑、灵巧，但回转角度小，并且要求严格密封，否则就难保证稳定的输出扭矩。

（3）手臂

是支撑被抓物体手部、腕部的重要部件，并带动它们做空间运动，它的主要作用是带动手指去抓取工件，并按预定要求将其搬运到给定的位置，一般手臂 需要三个给定自由度才能满足要求，即手臂的伸缩、左右旋转、升降运动。

（4）行走机构

3．1．2 驱动机构 驱动机构是工业机械手的重要组成部分，根据动力源的不同大致可分为气动、液 压、电动和机械式四种。采用液压机构速度快，结构简单，成本低，臂力大，尺寸紧 凑，控制方便。

3．1．3 控制机构 在机械手控制上，有点动控制和连续控制两种，大多数用插销板进行点动控制，也有用 PLC 进行控制，主要控制的是坐标位置。有的工业机械手带有行走机构，我国正处于仿真阶段。

3．2 机械手在生产中的作用

机械手在工业生产中的应用极为广泛，可以归纳为以下几个方面：（1）（2）建造旋转体零件（轴类、盘类、环类）自动线。在实现单机自动化方面：

a 各类半自动车床，有自动夹紧、进刀、切削、退刀和松开的功能，仍需人工 上下料，装上机械手，可实现自动生产，一人看管多台机床。b 注塑机有加料、合模、成型、分模等自动工作循环，装上机械手自动装卸工 件，可实现自动生产。c 冲床有自动上下料冲压循环，装上机械手上下料，可实现冲压生产自动化。

3．3 机械手的主要特点

（1）对环境的适应性强，能代替人从事危险、有害的操作，在长时间工作对人类 有害的场所，机械手不受影响，只要根据工作环境进行合理设计，选择适当的材料和 结构，机械手就可以在异常高温或低温、异常压力和有害气体、粉尘、放射线作用下，以及冲压、灭火等危险环境中胜任工作。

（2）机械手能持久、耐劳，可以把人从繁重单调的劳动中解放出来，并能扩大和 延伸人的功能。

（3）由于机械手的动作准确，因此可以稳定和提高产品的质量，同时又可避免人 为的操作错误。

（4）机械手通用性、灵活性好，能较好的适应产品品种的不断变化，以满足柔性 生产的需要。

（5）采用机械手能明显的提高劳动生产率和降低成本。

3．4 机械手的技术发展方向

国内外使用的实际上是定位控制机械手，没有“视觉”和“触角”反馈。目前，世界各国正积极研制带有“视觉”和“触角”的工业机械手，使它能对所抓取的工件 进行分辨，选取所需要的工件，并正确的夹持工件，进而精确的在机器中定位、定向。为使机械手有“眼睛”去处理方位变化的工件和分辨形状不同的零件，它由视觉 传感器输入三个视图方向的视觉信息，通过计算机进行图形分辨，判别是否是所要抓 取的工件。为防止握力过大引起物件损坏或握力过小引起物件滑落下来，一般采用两种方法： 一种是检测把握物体手臂的变形，以选择适当的能力，另一种是直接检测指部与物件 的滑落位移，来修正握力。因此这种机械手具有以下几方面的性能：

（1）能准确的抓住方位变化的物体。

（2）能判断对象的重量。

（3）能自动避开障碍物。

（4）抓空或抓力不足时能检测出来。

这种具有感知能力并能对感知的信息做出反应的工业机械手称为智能机械手，它

是有发展前途的。现在工业机械手的使用范围只限于在简单重复的操作方面节省人力，代替人从事 繁重、危险的工作，在恶劣环境下尤其明显，至于在汽车业和电子工业之类的费工的 工业部门，机械手的应用情况不能说是很好的，原因之一是，工业机械手的性能还不 能满足这些工业部门的要求，适合机械手工作的范围很狭小，另外经济性问题也很重 要，利用机械手节约人力从经济上看不一定总是合算的。然而利用机械手实现生产合 理化的要求，今后还会持续增长，只要技术方面和价格方面存在的问题获得解决，机 械手的应用必将飞跃发展。

3．5 机械手坐标形式与自由度的选择

3．5．1 机械手坐标形式选择

机械手一般包括圆柱坐标式、球坐标式、直角坐标式、多关节式。直角坐标式机 械手，占用空间大，工作范围小，惯性大，一般不多用，只有在自由度较少时才考虑 用。圆柱坐标式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性大，结构简单。多关节式机 械手，占用空间小，工作范围大，惯性小，能抓取底面物体，但多关节式结构复杂，所以也不多用。球坐标式机械手，占用空间小，工作范围大，惯性小，所需动力小，能抓取底面物体。由以上叙述可以看出圆柱坐标式和球坐标式比较适合，但由于圆柱坐标式比球坐 标式在结构方面简单一些，所以最后决定选择圆柱坐标式机械手。

3．5．2 机械手自由度选择

3．6 机械手的规格参数

抓重：300N 手臂运动参数： 自由度：4 个 坐标形式：圆柱坐标式

伸缩行程（X）：400mm 伸缩速度： 升降速度： 回转范围： 回转速度： 手腕运动参数： 回转范围： 回转速度： 位置检测： 驱动方式： 控制方式： 0°~180°

重复定位精度：3mm

3．7 手部设计基本要求

3．7．1 手部设计基本要求

（1）应具有适当的夹紧力和驱动力，应考虑到在一定的夹紧力下，不同的传动 机构所需的驱动力大小是不同的。

（2）手指应具有一定的张开范围，以便于抓取工件。

（3）在保证本身刚度、强度的前提下，尽可能使结构紧凑、重量轻，以利于减 轻手臂负载。

（4）应保证手抓的夹持精度。

3．7．2 手部力学分析 通过综合考虑，本设计选择二指双支点回转型手抓，采用滑槽杠杆式，夹紧装置 采用常开式夹紧装置，它在弹簧的作用下手抓闭合，在压力油作用下，弹簧被压缩，从而手抓张开。下面对其结构进行力学分析： 在杠杆 3 的作用下，销轴 2 向上的拉力为 F，并通过销轴中心 O 点，两手指的滑 槽对销轴的反作用力为 F1 和 F2 其力的方向垂直于滑槽的中心线 OO1 和 OO2 并指向 O 点，交 F1 和 F2 的延长线于 A 和 B。又因为 所以a ——— 手指的回转支点到对称中心线的距离（mm）α——— 工件被夹紧时手指的滑槽方向与两回转支点的夹角 由分析可知，当驱动力 F 一定时，α角增大，则握力 FN 也随之增大，但α角过 大会导致拉杆行程过大，以及手部结构增大，因此最好α=30o~40o。

3．7．3 夹紧力与驱动力的计算 手指加在工件上的夹紧力，是设计手部的主要依据，必须以其大小，方向与作用 点进行分析、计算。一般来说，夹紧力必须克服工件重力所产生的静载荷以及工件运 动状态变化所产生动的载荷，以使工件保持可靠的加紧状态。手指对工件的夹紧力可按下式计算： 2—— 销轴 3—— 杠杆式中K1——安全系数，通常 1.2~2.0； K2——工作情况系数，主要考虑惯性力的影响，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 响，g 是重力加速度，g=9.8m/s2。Vmax——运载时工件最大上升速度； t 响——系统达支最高速度的时间，一般选取 0.03~0.5； K3——方位系数，根据手指与工件位置不同进行选择； G——被抓取工件所受重力； 表 1 驱动力与液压缸工件压力关系图

作用在活塞上外力 F(N)50000 2.0~4.0 4.0~5.0 5.0~8.0

液压缸工件压力 MPa

液压缸工作压力 MPa

设 a=40mm,b=80mm,α=30o,机械手达到最高响应时间 0.5s,夹紧力 FN,驱动力 F 和驱动 液压缸的尺寸。（1）设 K1=1.6 K2=1+a/g 设 Vmax=70mm/s t 响=0.5s 根据以上公式得：

（2）根据驱动力公式得：

由于实际所采取的液压缸驱动力要大于计算，考虑手爪的机械效率η，一般取η =0.85~0.9。

（3）取 η=0.85

（4）确定液压缸的直径 D

选取活塞直径 d=0.5D,选择液压缸工作压力 P=0.8~1Mpa.所以

根据液压缸内径系列（JB826-66）,选取液压缸的内径为：D=50mm 则活塞杆直径为：d=0.5D=0.5×5=25mm.所以手部夹紧液压缸的主要参数为：

液压缸内径 D 50mm 活塞杆直径 d 25mm 工作压力 p 0.8MPa 驱动力 F 859.06N

3.7.4 手抓夹持范围计算

为了保证手抓张开角为 120o，设手抓长为 100mm，当手抓没有张开角的时候，根 据机构设计，它的最小夹持半径 Rmin=40mm,当张开角为 120o 时，根据双支点回转型 手抓的误差分析，取最大夹持半径 Rmax=60mm。所以机械手的夹持半径为 40~60mm。3．7．5 手抓夹持精度的分析计算 机械手的精度设计要求工件

定位准确，抓取精度高，重复定位精度和运动稳定性 好，并有足够的抓取能力。机械手能否准确夹持工件，把工件送到指定位置，不仅取 决于机械手的定位精度（由臂部和腕部等运动部件来决定），而且也与机械手夹持误 差大小有关，特别是在多品种的中、小批量生产中，为了适应工件尺寸在一定范围内 的变化，一定要进行机械手的夹持误差分析。以棒料来分析机械手的夹持误差精度。机械手的夹持半径为 40~60mm,一般夹持误差不超过 1mm,分析如下： 工件的平均半径： 手抓长 L=100mm,取Ｖ型夹角 2θ=120 偏转角β按最佳偏转角确定： 计算得 式中 因为

Ro——理论平均半径 Rmax>Ro>Rmin

所以

△=0.939

夹持误差满足设计要求。

3．8 机械手腕部设计计算

3．8．1 腕部设计的基本要求

（1）力求结构紧凑、重量轻 腕部处于手臂的最前端，它连同手部的静、动载荷均由臂部承担，显然，腕部的 结构、重量和动力载荷，直接影响着臂部的结构、重量和运转性能，因此，在腕部设 计时，必须力求结构紧凑，重量轻。

（2）结构考虑，合理布局 腕部作为机械手的执行机构，又承担联接和支撑作用，除保证力和运动的要求外，要有足够的强度、刚度外，还应综合考虑，合理布局，解决好腕部与臂部和手部的联接。

（3）工作条件 对于本设计，机械手的工作条件是在工作场合中搬运加工的棒料，因此不太受环 境影响，没有处在高温和腐蚀性的工作介质中，所以对机械手的腕部没有太多不利因 素。

3．8．2 腕部的结构选择 腕部的结构有四种，分别为：

（1）具有一个自由度的回转缸驱动腕部结构 直接用回转液压缸驱动，实现腕部的回转运动，因具有结构紧凑、灵活等优点而 被广泛使用。

（2）用齿条活塞驱动的腕部结构 在要求回转角大于 270o 的情况下，可采用齿条活塞驱动腕部结构。

（3）具有两个自由度的回转缸驱动腕部结构 它使腕部具有绕垂直和水平轴转动的两个自由度。

（4）机—液结合的腕部结构 此手腕具有传动简单、轻巧等特点，但结构有点复杂。本设计要求手腕回转 180o，综合以上分析考虑，腕部结构选择具有一个自由度的回转 缸驱动腕部结构。3．8．3 腕部回转力的计算 腕部在回转时一般需要克服以下三种阻力：

（1）腕部回转支承处的摩擦力矩 M 摩 为简化计算，一般取 M 摩=0.1M 总力矩

（2）克服由于工件重心偏置所需的力矩 M 偏式中G1——夹持工件重量（N）。e——工件重心到手腕回转轴线的垂直距离（m）。

（3）克服启动惯性所需的力矩 M 惯 启动过程近似等加速运动，根据手腕回转的角速度ω及启动所需时间 t 启，按下式计 算：或者根据腕部角速度ω及启动过程转过的角度φ启计算：

式中 J 工件——工件对手腕回转轴线的转动惯量（N.m.s2）。J—— 手腕回转部分对腕部回转轴线的转动惯量（N.m.s2）。ω—— 手腕回转过程的角速度（rad/s）。t 启——启动过程中所需时间，一般取 0.05~0.3s。φ启——启动过程所转过的角度（rad）。手腕回转所需的总的阻力矩相当于上述三项之和，即：设抓取一根轴，其直径 D=100mm,长度 l=500mm,m1=50kg,当手抓夹持在工件中间位 置回转 180o，将手抓、手抓驱动液压缸和回转液压缸转动件等效为一个圆柱体，长 h=150mm,半径为 50mm，其所受重力为 G，启动过程所转过的角度φ启=0.314rad,等速 转动角速度ω=2.616rad/s。圆柱体重力 因为手抓夹持在工件中间位置，所以工件重心到手腕回转轴线的垂直距离为 0，即 e 等于 0，所以 M 偏=G1e=0。由于又因为 所以即 3．8．4 腕部工作压力计算 表 2 标准液压缸内径系列（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

设定腕部的部分尺寸： 根据上表设缸体内孔半径 R=55 mm,外径选择 133mm,考虑到实 际装配问题后，其外径为 180mm，动片宽度 b=66mm,输出轴半径 r=22.5mm。表 3 标准液压缸外径系列（JB1068-67）液压缸内径 20 钢 P≤160MPa 40 50 63 80 90 100 110 125 140 150 160 180 200

168 146 180 194 219 245

钢 P≤200 MPa 50 60 76 95 108 121 133 168 146 180 194 219 245 由于实际回转液压缸所产生的驱动力矩必须大于总的阻力矩 M 总力矩，即：

式中 M 总力矩——手腕回转时的总的阻力矩（N.m）P——回转液压缸工作压力（Mpa）R——缸体内孔半径（mm）r——输出轴半径（mm）b——动片宽度（mm）所以 所以腕部回转液压缸主要参数为： 工作压力 P 1MPa 缸体内径 R 110mm 输出轴半径 r 22.5mm 回转力矩 M 13.1N.m 动片宽度 b 66mm

3．8．5 液压缸盖螺钉计算 表 4 螺钉间距 t 与压力 P 之间的关系 工作压力 P（MPa）0.5~1.5 1.5~2.5 2.5~5.0 5.0~10.0 螺钉的间距 t(mm)

直径（mm）FQs´——动片和输出轴间联接螺钉的预紧力（N）b——动片宽度（mm）P——回转液压缸工作压力（Pa）螺钉的强度条件为：螺钉材料选择 Q235,取σs=240MPa,则即动片和输出轴间联接螺钉的直径选择 d1=6mm,选择 M6 的开槽盘头螺钉。式中［σ］——螺钉材料的许用拉应力（MPa）d 1——螺钉的直径（mm）

3．9 机械手臂部设计计算

3．9．1 臂部设计的基本要求

（1）臂部应承载能力大、刚度好、自重轻

（2）臂部运动速度要高，惯性要小

（3）手臂动作应该灵活

（4）位置精度要高 3．9．2 臂部的结构选择 常见的手臂伸缩机构由以下五种：

（1）双导向杆手臂伸缩机构手臂的伸缩缸安装在两根导向杆之间，由导向杆承受弯曲作用，活塞杆均受拉 压，故受力简单传动平稳。

（2）双层液压缸空心活塞杆单杆导向机构 其特点是工作液压缸容积小、运动速度快、外形整齐、活塞杆直径大、增加 手臂刚性。

（3）采用花键套导向的手臂升降机构 内部导向，活塞杆直径大、刚度大、传动平稳，花键轴端部的定位装置值得注 意，必须保证手臂安装在正确的初始设计位置上。

（4）双活塞杆液压缸结构 活塞杆速度先慢后快，是用短液压缸实现大行程的结构。

（5）活塞杆和齿轮齿条机构 手臂的回转运动是通过齿轮齿条机构实现的，齿条的往复运动带动与手臂联接 的齿轮做往复回转而使手臂左右摆动。通过以上，综合考虑，本设计选择双向导向杆手臂伸缩机构，使用液压驱动，液 压缸选取双作用液压缸。3．9．3 手臂伸缩驱动力计算 伸缩液压缸活塞驱动力的计算公式为： F 驱=F 摩+F 密+F 回+F 惯 式中 F 摩——手臂运动时，为运动件表面间的摩擦阻力。F 密——密封装置处的摩擦阻力。F 回——液压缸回油腔低压油液所造成的摩擦阻力。F 惯——启动或制动时，活塞杆所受平均惯性力。

（1）F 摩的计算 经计算 式中 G 总——参与运动的零部件所受的总重量（N）。L——手臂参与运动的零部件的总重量的重心到导向支撑前端的距离（mm）a—— 导向支撑的长度（mm）μ´——当量摩擦系数，其值与导向支撑的截面形状有关。对于圆柱面：μ——摩擦系数，对于静摩擦且无润滑时： 钢对青铜：取

μ=0.1~0.15 钢对铸铁：取μ=0.18~0.3 计算： 导向杆的材料选择钢、导向支撑选择铸铁，L=700mm,导向支撑 a=420mm,带入数据得：

（2）F 惯的计算 经计算

式中Δv——由静止加速到常速的变化量（mm/s）。Δt——启动过程时间（t），一般取 0.01s~0.5s。手臂启动速度Δv=83mm/s,启动时间Δ

t=0.02s,g=9.8N/kg,带入数据得：

（3）F 密的计算 不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用 O 型密

封圈，当液压缸工作压 力小于 10MPa 时，液压缸密封处的总的摩擦阻力为：F 密=0.03F 驱

（4）F 回的计算 一般背压阻力较小，为了计算方便，将其省略。经过以上分析计算，液压缸的驱动力为： F 驱=F 摩+F 密+F 回+F 惯=3640+0.03 F 驱

+338.8 所以手臂伸缩驱动力 F 驱= 4102N 3．9．4 手臂伸缩液压缸参数计算 经过上面计算，确定了液压缸的驱动力 F P=1MPa。

（1）液压缸内径计算

驱= 4102N，因此选择液压缸的工作压力当油进入无杆腔： 当油进入有杆腔： 所以式中 F 驱—— 手臂伸缩液压缸驱动力（N）

D ——液压缸内径（mm）d——活塞杆直径（mm）η——液压缸机械效率，在工程机械中用耐油橡胶可取η=0.95 P1——液压缸的工作压力（MPa）带入数据得： 根据液压缸内径系列（JB826-66）,选取液压缸的内径为：D=80mm

（2）活塞杆直径计算 活塞杆的尺寸要满足活塞（或液压缸）运动的要求和强度的要求，对于杆长 l 大于 直径 15 倍（l>15d）的活塞杆，还必须具有足够的稳定性。按强度条件决定活塞杆直径 d 按拉压强度计算：

设活塞杆材料为碳钢，碳钢［σ］=100~120 MPa,取［σ］=100 MPa 即 表 5 活塞杆直径系列（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

根据活塞杆直径系列（JB826-66）选取活塞杆直径 d=8mm。所以手臂伸缩液压缸主要参数为：液压缸内径 D 80mm 工作压力 P 1MPa 活塞杆直径 d 8mm 驱动力 F 4720N

3．10 机身升降机构计算

3．10．1 手臂偏重力矩的计算

图 5 手臂各部件重心位置图 设 所以 设

所以偏转力矩 式中ρ——重心到回转轴线的距离(mm)3．10．2 升降导向立柱不自锁条件 手臂在 G 总的作用下有向下的趋势，而立柱导套则防止这种趋势。由力平衡条件得：

所谓不自锁条件为：

即因此在设计中必须考虑到立柱导套长度大于 391mm。式中 f——摩擦系数 h——立柱导套的长度 3．10．3 手臂升降驱动力的计算 由手臂升降驱动力的公式得： F 驱=F 摩+F 密+F 回+F 惯±G 总

（1）F 摩的计算

所以

（2）F 惯的计算 经计算 式中Δv——由静止加速到常速的变化量(mm/s)。Δt——启动过程时间(t),一般取 0.01s~0.5s。

手臂启动速度Δv=83mm/s,启动时间Δt=0.02s,g=9.8N/kg,带入数据得：

（3）F 密的计算不同的密封圈其摩擦阻力不同，在手臂设计中，采用 O 型密封圈，当液压缸工 作压力小于 10MPa 时，液压缸密封处的总的摩擦阻力为：F 密=0.03F 驱

（4）F 回的计算 一般背压阻力较小，为了计算方便，将其省略。经过以上分析计算，液压缸的驱动力为：所以当液压缸向上驱动时 当液压缸向下驱动时

3．10．4 手臂升降液压缸参数计算 经过上面计算，确定了液压缸的驱动力 F 驱，因此选择液压缸的工作压力 P=1MPa,为 了满足要求，此时取 F 驱=1999.2N 进行计算。

（1）液压缸内径计算：当油进入无杆腔：当油进入有杆腔：液压缸的有效面积：所以式中 F 驱——手臂升降液压缸驱动力(N)D——液压缸内径(mm)d——活塞杆直径(mm)η——液压缸机械效率，在工程机械中用耐油橡胶可取η=0.95 P1——液压缸的工作压力(MPa)带入数据得： 根据液压缸内径系列（JB826-66），选取液压缸的内径为：D=55mm

（2）活塞杆直径计算 活塞杆的尺寸要满足活塞（或液压缸）运动的要求和强度的要求，对于杆长 l 大于直 径 15 倍（l>15d）的活塞杆，还必须具有足够的稳定性。按强度条件决定活塞杆直径 d 按拉压强度计算：设活塞杆材料为碳钢，碳钢［σ］=100MPa 即根据活塞杆直径系列（JB826-66）选取活塞杆直径 d=6mm 所以手臂升降液压缸主要参数为：工作压力 P 1MPa 液压缸内径 D 55mm 活塞杆直径 d 6mm 驱动力 F 1999.2N

3．11 机身回转机构的计算

3．11．1 手臂回转液压缸驱动力矩计算 手臂回转液压缸驱动力矩

（1）M 惯的计算 回转部件可以等效一个高 1500mm,半径为 60mm 的圆柱体，圆柱体重量为 G 总=800N，M 驱=M 惯+M 密+M 回设启动角速度

Δω=0.314rad/s,启动时间Δt=0.1s。所以

（2）M 密与 M 回的计算 为了计算方便，密封处的摩擦阻力矩 M 密=0.03M 驱，由于回油背差一般非常的小，故 在这里忽略不计，即 M 回=0。因此 3．11．2 手臂回转液压缸参数计算 设 b=60mm,液压缸工作压力 P=4MPa,d=50mm,则由 得 所以取液压缸内径为 140mm 式中 D——液压缸内径(mm)P——回转液压缸工作压力(MPa)b——动片宽度(mm)d——输出轴与动片联接处的直径(mm)所以手臂回转液压缸主要参数为：

工作压力 P 4MPa

液压缸内径 D 140mm

动片宽度 b 60mm

输出轴直径 d 50mm

驱动力矩 M 476N.m

3．11．3 液压缸盖螺钉计算 由表 4 可以看出螺钉间距 t 与压力 P 之间的关系： T 为螺钉的间距，间距跟工作压力有关，每个螺钉在危险剖面上承受的拉力为： FQs=FQ+ FQs FQ 为工作载荷，FQs为预紧力 液压缸工作压力为 P=4MPa,所以螺钉间距 t 小于 100mm,试选择 8 个螺钉所以选择螺钉数目合适 Z=8 个，危险截面面积所以 螺钉的强度条件为：式中 D——动片外径(mm)［σ］——螺钉材料的许用应力(MPa)d 1——螺钉螺纹内径(mm)螺钉材料选择 Q235，取σs=240MPa,则即螺钉的直径选择 d1=14mm 经过以上的计算，需要螺钉来联接，最终确定液压缸的截面尺寸，内径为 140mm,外 径为 240mm，输出轴直径为 50mm。3．11．4 动片和输出轴之间的联接螺钉由得式中 f——被联接件配合面间的摩擦系数，钢对铜取 f=0.15 D——动片外径(mm)d——动片与输出轴配合处直径(mm)FQs——动片和输出轴间联接螺钉的预紧力(N)b——动片宽度(mm)P——回转液压缸工作压力(Pa)

结论

通过此次毕业设计，使我了解了机械手的很多相关知识，使我了解了当前国内外 在此方面的一些先进生产和制造技术，了解了机械手设计的一般过程，通过对机械手 的结构设计作了系统的分析，掌握了一定的机械设计方面的知识，为以后的工作学习奠定了基础。本次毕业设计只是对机械手的手部、腕部、臂部以及机身做了系统的设计计算，设计中没有涉及到机械手的控制问题，对这方面有点模糊，需要在以后的工作学习中 了解和掌握，由于经验知识水平的局限，设计难免有不到之处，望老师见量、指正。

致谢

非常感谢学院领导和老师给我提供了这次良好的深入学习的机会和宽松的学习环境，通过这次毕业设计，不但使我将大学期间所学的专业知识再次回顾学习，而且 也使我学到了专业领域中一些前沿的知识。非常感谢在本次设计中曾给予我耐心指导 和亲切关怀的老师以及帮助过我的同学，正是由于他们的帮助和鼓励才使我能够在毕 业设计过程中克服种种困难，最终顺利完成论文，他们的学识和为人也深深地影响着 我，在此，请允许我再次向曾经给予我多次指导的导师表示最忠诚的敬意！

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参 考 文 献

[1]李允文.工业机械手设计.北京：机械工业出版社，1994

[2]陆祥生.机械手－理论与应用.北京：中国铁道出版社,1985

[3]徐濒主.机械设计手册第五卷.北京：机械工业出版社，1992

[4]张建民.工业机器人.北京：北京理工大学出版社，1988

[5]蔡自兴.机器人原理及其应用.长沙：中南工业大学出版社，1988

[6]冯香峰.机器人机构学.北京：机械工业出版社，1991

[7]工业机械手图册编写组.工业机械手图册.北京：机械工业出版社，1978

[8]天津大学编.工业机械手设计基础.天津：天津人民出版社，1980

[9]陈明.机械制造工艺学.北京：机械工业出版社，2005

[10]孙恒 陈作模 葛文杰.机械原理.北京：高等教育出版社，2006

[11]周伯英.工业机器人设计.北京：机械工业出版社，1995

[12]龚振帮.机器人机械设计.北京：电子工业出版社，1995

[13]机械工程师手册编委会.机械工程师手册第三版.北京：机械工业出版社，2007