第一篇：电器及PLC控制教学总结
汽车电子系顾 恺
PLC教学总结
这学期我担任电子中专0901和机电中专0901在《电器及PLC控制》以及机电0901班在《机床与PLC控制》的教学工作。回顾一个学期来的PLC教学工作实践，我本着全面培养学生的创新力、提高实践水平的思想，全身心地投入到教学中，圆满完成了教学任务。现将教学方面的体会和工作总结如下：
一、积极听课，认真备课，善于反思
听课，不仅开阔了思路，也为备课过程积累了丰富的素材。各种鲜活生动的事例，各种教学方法、模式的展示，微小细节之处的精彩处理，使我在丰富课堂教学的同时，也改变了学生对学习感到枯燥、单调、脱离实际的成见。为了能及时发现和改正教学过程中的问题，我有意识的进行阶段性的工作反思，小到一节课，大到一个学期；近到上一节课说错的一句话，远到一种教学思想的深层次思考。虽然它们都还很肤浅，但我相信“九尺之台，起于垒土”,“不积跬步，无以至千里”。
二、紧抓作业批改、注重后进生辅导
作业的检查和批改，是检测学生知识掌握情况的重要途径。开学以来，我一直坚持作业的认真批改，这不仅有利于对学生知识落实的情况的更好掌握，更使我对学生课堂表现情况，有了一个更加全面的认识。从而能够更好的根据学生的情况，调整教学。对于班里的后进生，我一直坚持个别知识辅导和思想教育相结合的方式，在给学生谈理想、谈目标的同时，激发学生的学习热情。
三、积极参加学校组织在公开课
在这学期在10月份和11月份，我分别在中专和大专技师两个层次在学生中上了两堂公开课。听取听课老师在教学建议，从而进一步提高自己在教学水平，弥补自己在教学上在不足。
四、深入扎实的上好每一节课
PLC教学是电子和机电专业在专业课，因此扎实在上好每一节课对学生的发展以及将来的就业起着至关重要的作用。我在教学中主要以学生动手为主，在课堂上让学生动起来是上好一节课的基础。因为PLC主要以实践操作为基础，所以我采用了项目化教学，每次课都提出个项目，然后让学生分组去完成这样的项目，这样既学习到了PLC课程的精髓，同时还增加了学生的学习兴趣，活跃
汽车电子系顾 恺
了课堂气氛，让学生在玩中学，学中玩，每当学生们完成一个项目后都有极大的成就感。例如在讲到用PLC控制电机正反转控制时，我就提出了设计全自动洗衣机的设计，让学生分组讨论学习动手等。
五、认真做好课程改革 通过对新课程改革的学习，使认识得到不断地改革不断地进步，因此新一轮的课改不仅是教育发展的需要，是时代发展的需求。今年课改其根本的目的是促进教育的发展，符合社会发展的需要。在课堂教学方面，我主要采用的是项目化教学，提出一个项目，让学生分组讨论学习，最终以其完成一个项目，这样让学生以后就业时更容易融入社会，融入以后的就业单位。教学是教师教学生学的过程，还是师生交往，积极互助、共同发展的过程教与学是教学过程的重点问题：传统的，教师负责教，学生负责学，我讲你听，我问你答，我写你抄，我给你收。本是双边活动变成了单边活动。新课程强调教学是教与学的交往、互助，师生双方相互交流、相互沟通、相互补充，在这个过程中，教师与学生分享彼此的思考、经验、知识，交流彼此的情感，丰富教学内容，求得新的发现，师生间形成一个学习共同体，在这个共同体中，教师不再仅仅去教，而且也通过对话被教，学生在被教的同时，也同时在教；对教学而言，交往意味着人人参与，意味平等对话，意味着合作性意义建构，它不仅是一个认识活动过程，更是一种人与人之间平等的精神交流；对学生而言，交往意味着主体性的凸显，个性的表现、创造性的解放；对教师而言，交往意味着上课不仅是传授知识，而是一起分享理解，促进学习；教师在教学中主角转向平等中的首席，困此教学是师生互助、互惠的关系。总而言之，彷如一把钥匙打开一把坚锁。课改恰如一阵春风，正应了那句古诗“忽如一夜春风来，千树万树梨花开 ”。我们沐浴着课改的春风，定会迈向成功教育的彼岸。
第二篇：电器控制PLC 资料 基础知识
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电器控制PLC 资料 基础知识
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CH1 常用低压电器
第一章 常用低压电器
第一节 低压电器的基本知识 第二节 开关电器 第三节 接触器 第四节 继电器 第五节 熔断器 第六节 主令电器 本章小结
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第一节 低压电器的基本知识
一、低压电器的分类
按电器的动作性质分 ：手动电器和自动电器 按电器的动作性质分 动作性质 ? 按电器的性能和用途分：控制电器和保护电器 按电器的性能和用途分 性能和用途 ? 按有无触点分：有触点电器和无触点电器 有无触点分 ? 按工作原理分：电磁式电器和非电量控制电器。工作原理分 电磁式电器和非电量控制电器。
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第一节 低压电器的基本知识
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二、电磁式电器
电压线圈：并联在电路中，匝数多、导线细。电压线圈：硅钢片叠加，匝数多、导线细。交流： 交流： 并联在电路中 电流线圈：串联在电路中，匝数少、导线粗。电流线圈：整块铸铁或铸钢 直流： 串联在电路中，匝数少、导线粗。直流： 电磁机构——将电磁能转换为机械能并带动触头动作。将电磁能转换为机械能并带动触头动作。1.电磁机构 将电磁能转换为机械能并带动触头动作 直动式 交流线圈：短而粗，有骨架。交流线圈：短而粗，有骨架。转动式 铁芯 直流线圈：细而长，无骨架。直流线圈：细而长，无骨架。
组成 衔铁 线圈 原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、原理：线圈通入电流，产生磁场，经铁芯、衔铁和气 隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。隙形成回路，产生电磁力，将衔铁吸向铁芯。
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第一节 低压电器的基本知识
二、电磁式电器
2.短路环 减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。2.短路环——减小衔铁吸合时产生的振动和噪音。短路环 减小衔铁吸合时产生的振动和噪音
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短路环
衔铁 铁芯 线圈
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第一节 低压电器的基本知识
二、电磁式电器
3.触头系统 通过触头的开合控制电路通、3.触头系统——通过触头的开合控制电路通、断。触头系统 通过触头的开合控制电路通 类型 桥式触头 指形触头 材料：一般采用铜材料制成； 材料：一般采用铜材料制成；对于小容量电器常用银 质材料制成 点接触 面接触
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第一节 低压电器的基本知识
二、电磁式电器
4.灭弧系统 4.灭弧系统 电弧：开关电器切断电流电路时，电弧：开关电器切断电流电路时，触头间电压大于 灭弧栅片 10V，电流超过80mA 80mA时 10V，电流超过80mA时，触头间会产生蓝色 的光柱，即电弧。的光柱，即电弧。电弧的危害 ： 延长了切断故障的时间； 延长了切断故障的时间； 电弧 高温引起电弧附近电气绝
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缘材料烧坏； 高温引起电弧附近电气绝缘材料烧坏； 形成飞弧造成电源短路事故。形成飞弧造成电源短路事故。
触头
灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、灭弧措施：吹弧、拉弧、长弧割短弧、多断口灭弧、利用介质灭弧、改善触头表面材料。利用介质灭弧、Date: 2011-4-5 Page: 6
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第二节 开关电器
一、刀开关
作用：隔离电源，作用：隔离电源，不频繁通断电路 分类： 分类： 按刀的级数分:单极、双极和三极 按刀的级数分 单极、级数 灭弧装置分 装置分： 按灭弧装置分：带灭弧装置和不带灭弧装置 按刀的转换方向分为： 方向分为 按刀的转换方向分为：单掷和双掷 接线方式分为 方式分为： 按接线方式分为：板前接线和板后接线 操作方式分为 方式分为： 按操作方式分为：手柄操作和远距离联杆操作 按有无熔断器 熔断器分 按有无熔断器分：带熔断器和不带熔断器
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第二节 开关电器
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一、刀开关
1.开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关（不带熔断器式刀开关）开关板用刀开关 作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。作用：不频繁地手动接通、断开电路和隔离电源用。结构图和符号 ：
QS
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第二节 开关电器
一、刀开关
2.带熔断器式刀开关 用作电源开关、2.带熔断器式刀开关——用作电源开关、隔离开关和应 带熔断器式刀开关 用作电源开关 急开关，并作电路保护用。急开关，并作电路保护用。
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第二节 开关电器
一、刀开关
3.负荷开关 3.负荷开关(1)开启式负荷开关(1)
用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。用途：作不频繁带负荷操作和短路保护用。结构：由刀开关和熔断器
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组合成。结构：由刀开关和熔断器组合成。瓷底板上装有进线 静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，座、静触头、熔丝、出线座及刀片式动触头，工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。工作部分用胶木盖罩住，以防电弧灼伤人手。分类： 分类：单相双极和三相三极两种
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第二节 开关电器
一、刀开关
3.负荷开关 3.负荷开关(2)封闭式负荷开关 铁壳开关）封闭式负荷开关（(2)
作用：手动通断电路及短路保护。作用：手动通断电路及短路保护。
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第二节 开关电器
组合开关（转换开关）
二、组合开关（转换开关）
结构：静触头一端固定在胶木盒内，结构：静触头一端固定在精心收集
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胶木盒内，另一端伸 出盒外，与电源或负载相连。出盒外，与电源或负载相连。动触片套 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90° 在绝缘方杆上，绝缘方轴每次作90°正 90 或反方向的转动，带动静触头通。
特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。特点：结构紧凑，安装面积小，操作方便。用途：电源的引入开关；通断小电流电路； 用途：电源的引入开关；通断小电流电路； 控制５ＫＷ以下电动机。控制５ＫＷ以下电动机。以下电动机
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（a）外形
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（b）符号
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（c)结构
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第二节 开关电器
三、低压断路器
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功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、功能：不频繁通断电路，并能在电路过载、短路及失 压时自动分断电路。压时自动分断电路。特点：操作安全，分断能力较高。特点：操作安全，分断能力较高。分类：框架式（万能式）塑壳式（装置式）分类：框架式（万能式）和塑壳式（装置式）结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。结构：触头系统、灭弧装置、脱扣机构、传动机构。符号： 符号：QS
Date: 2011-4-5
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1.天弧罩 2.开关本体 3.抽屉座 4.合闸按钮 5.分闸按钮 6.智能脱扣器 7.摇匀柄插入位置 8.连接/试验/分离指示
万能式低压断路器结构图
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CH1 常用低压电器7
1．主触头2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 5．热
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脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
塑壳式低压断路器原理图
Date: 2011-4-5 Page: 18
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线路短路 或严重过 载保护7
1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
塑壳式低压断路器原理图
Date: 2011-4-5 Page: 19
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远距离跳 闸，对电 路不起保 护作用
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1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
塑壳式低压断路器原理图
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线路过载 保护7
1．主触头2．自由脱扣器3．过电流脱扣器4．分励脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
塑壳式低压断路器原理图
Date: 2011-4-5 Page: 21
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电动机的 失压保护7
1．主触头2．自由脱扣器 3．过电流脱扣器 4．分励脱扣器 5．热脱扣器6．失压脱扣器 7．按钮
塑壳式低压断路器原理图
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第三节 接触器
一、交流接触器 1．结构
触头系统：主触头、触头系统：主触头、辅助触头 常开触头（动合触头）常开触头（动合触头）常闭触头（动断触头）常闭触头（动断触头）电磁系统： 电磁系统：动、静铁芯，吸引线圈和反作用弹簧 静铁芯，灭弧系统： 灭弧系统：灭弧罩及灭弧栅片灭弧
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Page: 24
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第三节 接触器
主触头 灭弧装置 动铁心 常闭辅助触头 吸引线圈 常开辅助触
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头 静铁心
交流接触器结构图
Date: 2011-4-5 Page: 25
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第三节 接触器
2．工作原理
线圈加额定电压，衔铁吸合，常闭触头 断开，常开触头闭合； 断开，常开触头闭合 ； 线圈电压消失，线圈电压消失，触头 恢复常态。为防止铁 心振动，需加短路 环。
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第三节 接触器
二、直流接触器
用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。用途：远距离通断直流电路或控制直流电动机的频繁起停。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。结构：电磁机构、触头系统和灭弧装置。工作原理：与交流接触器基本相同。工作原理：与交流接触器基本相同。
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Page: 27
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第三节 接触器
三、接触器的符号
KM
KM
KM
KM 线圈 主触点 常开辅助触点 常闭辅助触点
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第三节 接触器
四、接触器的主要技术指标 额定电压
交流接触器： 127、220、380、交流接触器： 127、220、380、500V 直流接触器： 110、220、440V 直流接触器： 110、220、额定电流
交流接触器： 10、20、40、60、100、150、250、400、交流接触器：5、10、20、40、60、100、150、250、400、600A 直流接触器：40、80、100、150、250、400、直流接触器：40、80、100、150、250、400、600A
吸引线圈额定电压
交流接触器：
36、110（127）、220、380V 交流接触器：
36、110（127）、220、）、220 直流接触器：24、48、220、直流接触器：24、48、220、440V
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Date: 2011-4-5 Page: 29
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第三节 接触器
四、接触器的使用选择原则
根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 根据电路中负载电流的种类选择接触器的类型； 接触器的额定电压应大于或等于负载回路的额定 电压； 电压； 吸引线圈的额定电压应与所接控制电路的额定电 压等级一致； 压等级一致； 额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。额定电流应大于或等于被控主回路的额定电流。
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第四节 继电器
作用：控制、放大、联锁、作用：控制、放大、联锁、保护和调节 分类： 分类： 按用途分 ：控制和保护继电器 按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、按动作原理分：电磁式、感应式、电动式、电子式、机械式 按输入量分：电流、电压、时间、速度、按输入量分：电流、电压、时间、速度、压力 按动作时间分：瞬时、按动作时间分：瞬时、延时继电器 特点：额定电流不大于5A 特点：额定电流不大于5A 符号： 符号：KA
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第四节 继电器
一、电流继电器
特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。特点：线圈串接于电路中，导线粗、匝数少、阻抗小。分类：过电流继电器:正常工作电流时衔铁释放 衔铁释放，分类：过电流继电器:正常工作电流时衔铁释放，触点复位 欠电流继电器:正常工作电流时衔铁吸合 衔铁吸合，欠电流继电器:正常工作电流时衔铁吸合，触点动作
过流电流继电器
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欠流电流继电器
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第四节 继电器
一、电流继电器
I> KA
KA
KA
过电流继电器
I< KA
KA
KA
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1.底 座 2.反力 弹 簧3、4.调 节 螺 钉 5.非 磁 性 垫 片 6.衔 铁 7.铁 芯 8.极 靴 9.电 磁 线 圈 10.触 点 系 统
欠电流继电器
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电磁式继电器结构图
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第四节 继电器
一、电流继电器 主要技术指标： 主要技术指标：
使电流继电器开始动作所需的电流值； 动作电流Ｉq ：使电流继电器开始动作所需的电流值； 电流继电器动作后返回原状态时的电流值； 返回电流Ｉf ：电流继电器动作后返回原状态时的电流值； 返回值与动作值之比，返回系数Ｋf ：返回值与动作值之比，Ｋf＝Ｉf /Ｉq。
Date: 2011-4-5
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第四节 继电器
二、电压继电器
特点：线圈并联在电路中，匝数多，特点：线圈并联在电路中，匝数多，导线细 分类： 分类：过电压继电器和欠电压继电器 结构原理： 结构原理：与电流继电器类似
U< KA
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KA
KA
U> KA
KA
KA
欠电压继电器
过电压继电器
Date: 2011-4-5
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第四节 继电器
三、中间继电器
中间继电器实质上是一种电压 继电器，结构和工作原理与接触器 继电器，相同。但它的触点数量较多，相同。但它的触点数量较多，在电 路中主要是扩展触点的数量。路中主要是扩展触点的数量。另外 其触头的额定电流较大。其触头的额定电流较大。
Date: 2011-4-5
Page: 36
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第四节 继电器
利用双金属片受热弯曲 去推动杠杆使触头动作 作用： 作用：电动机的过载保护
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四、热继电器
型式： 型式：双金属片式 热敏电阻式 易熔合金式
利用电阻值随温度变化 而变化的特性制成 利用过载电流发热使易熔 合金熔化而使继电器动作
结构：由发热元件、双金属 结构：由发热元件、片和触头及动作机构 等部分组成。
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第四节 继电器
四、热继电器
a）
外形 2复位按钮
1-电流整定装置 32动作机构 6常闭触头接线柱 公共动触头接线柱 33主双金属片
3推动导板 5动触头
6常开触头 8复位按钮 11支撑件 13-弹簧
双金属片式热继电器原理示意图
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第四节 继电器
四、热继电器
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第四节 继电器
四、热继电器
使用与选择 使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。使用：作为电动机的过载保护，注意与熔断器的配合。选择：Ｉ 选择：ＩeR
ed 热继电器热元件的额定电流； ＩeR：热继电器热元件的额定电流； 电动机的额定电流。Ｉed：电动机的额定电流。电路符号
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五、时间继电器
作用： 作用：按整定时间长短通断电路 分类： 分类： 按构成原理分： 按构成原理分：电磁式 电动式 空气阻尼式 晶体管式 数字式 按延时方式分： 按延时方式分：通电延时型 断电延时型
Date: 2011-4-5
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五、时间继电器
符号： 符号：KT
(a)
(b)
(c)
(d)
(e)
(f)
(g)
(h)
(a)线圈一般符号(b)通电延时线圈(c)断电延时线圈(d)通电延时闭 合动合（常开）触点(e)通电延时断开动断（常闭）触点（f）断电延时断 合动合（常开）通电延时断开动断（常闭）开动合（常开）断电延时闭合动断（常闭）触点（开动合（常开）触点（g）断电延时闭合动断（常闭）触点（h）瞬动触点
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Date: 2011-4-5
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五、时间继电器
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五、时间继电器
Date: 2011-4-5
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六、速度继电器
作用： 作用：根据速度的大小通断电路 结构：定子、结构：定子、转子和触头 原理： 原理：与异步电动机类似 参数：动作转速：>120rpm 参数：动作转速： 复位转速： 复位转速：<100rpm
Date: 2011-4-5
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六、速度继电器
转子圆柱形永久磁 转子圆柱形永久磁--符号 铁，与电动机同轴连 定子由硅钢片迭成 定子由硅钢片迭成 接。笼型空心圆环套在转子 上，装有鼠笼型短路绕 组。
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CH1 常用低压电器
六、速度继电器
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CH1 常用低压电器
七、其它继电器
光电继电器
温度继电器
压力继电器
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
作用： 作用：短路和严重过载保护 应用： 应用：串接于被保护电路的首端
优
分类：瓷插式RC 分类：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 快速熔断器RS 快速熔断器RS 自恢复熔断器RZ 自恢复熔断器RZ 符号：FR 符号：
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
瓷插式熔断器RC 瓷插式熔断器
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
螺旋式熔断器RL 螺旋式熔断器
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
有填料式熔断器RT 有填料式熔断器
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
无填料密封式熔断器RM 无填料密封式熔断器
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
快速熔断器RS 快速熔断器
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CH1 常用低压电器
第五节 熔断器
自恢复熔断器RZ 自恢复熔断器
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CH1 常用低压电器
第六节 主令电器
作用： 作用：发送控制命令或信号的电器 分类：按钮 万能转换开关 主令控制器 行程开关 接近开关
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第六节 主令电器
控制按钮： 控制按钮：SB
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第六节 主令电器
控制按钮： 控制按钮：SB
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分类：控制
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第六节 主令电器
行程开关： 行程开关：SQ
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滚轮式行程开关
a)
SQ
1-滚轮 2-上转臂 3-盘形弹簧
b)
行程开关符号
4-推杆 5-小滚轮 6-擒纵件 7、8-压板 9、10-弹簧 11-动触头 12-静触头
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第六节 主令电器
接近开关： 接近开关：SQ
1-常开静触头 2-动触头 3-常闭静触头 4-壳体 5-推杆 6-弓簧片
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CH1 常用低压电器
第六节 主令电器
万能转换开关： 万能转换开关：QS
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CH1 常用低压电器 万能转换开关 纵向虚线表示手柄位置，纵向虚线表示手柄位置，图中
Ⅰ 0 1 2 3 4 5 6 Ⅱ
有三个位置Ⅰ、有三个位置Ⅰ、0、Ⅱ 横向圆圈表示触点对数，图中 横向圆圈表示触点对数，有6对触点 对触点 纵横交叉处圆黑点为手柄在此 位置对应的触点接通 Ⅰ位：1、4、6触点通、、触点通
QS 转换开关触点通断展开图
0位：2、3、5触点通 位、、触点通 Ⅱ位：3、4、5触点通、、触点通
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CH1 常用低压电器 万能转换开关
触点号 1 2 3 4 5 6 × × × Ⅰ × × × × × × 0 Ⅱ
纵向表示手柄位置，纵向表示手柄位置，表中有三个 位置Ⅰ、位置Ⅰ、0、Ⅱ； 横向为触点对数，图中有 对 横向为触点对数，图
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中有6对； ×为手柄在此位置接通的触点 Ⅰ位：1、4、6触点通、、触点通 0位：2、3、5触点通 位、、触点通 Ⅱ位：3、4、5触点通、、触点通
转换开关触点通断表
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CH1 常用低压电器
本章小结
开关电器、主令电器、接触器、继电器、开关电器、主令电器、接触器、继电器、熔断器等低 压电器的作用、结构、工作原理； 压电器的作用、结构、工作原理； 低压电器图形和文字符号； 低压电器图形和文字符号； 每种低压电器的技术参数； 每种低压电器的技术参数； 低压电器的使用和选择方法。低压电器的使用和选择方法。
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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：工业控制与PLC应用总结
工业控制与PLC应用总结
经过一段时间的学习、使用，对可编程逻辑控制器（PLC）在工业领域中的应用有了比较深刻的理解，PLC为我们实现某种流程或过程的自动化搭建了一种控制系统硬件平台，其实际上与传统的DCS系统已经没有严格的区分，是工控领域中最基本、最常用的控制设备，也是我们最应该会使用的一种控制器。
从本质上讲，PLC仅仅是实现控制目的的一种工具，一种具有特殊功能和特点的工具，工具本身的使用方法很简单，大部分功能通过“傻瓜式”的组态设置而实现，重要的是在使用此工具完成某种任务的过程中所体现的思想和技巧。我认为实现一台机器自动化的过程，就是赋予此机器“灵魂”的过程，而PLC是我们赋予机器灵魂的工具，“灵魂”即是在实现工艺要求的控制程序中所体现的编程者的思想，显然，相比而言重点是“灵魂”而不是工具。
下面是我在编写程序和调试过程中的一些体会和思考，供大家参考。
一、理解工艺
实现工艺要求是控制的核心目的，因此工艺的要求即是我们编写程序的根本依据和衡量程序质量的最终标准，对工艺特点理解的深浅程度也就决定了编写程序框架的完善程度。需要强调的是，要站在控制的角度去分析工艺，要精确到每一个输入输出控制点，每一个设备的执行动作及对其他设备或动作的影响，而不是仅仅停留在宏观的、整体的流程，因为控制人员得到的几乎所有工艺流程资料都是工艺人员要求的最佳运行状况，也是所要实现的控制目的，它仅仅是一个目标状态，而要实现这种目标运行状态还需要考虑大量的非理想情况，这就需要思考在工艺流程中，哪些地方、环节会出现哪些异常情况，这些信息对于控制人员而言，算是工艺要求中的隐含信息，需要去分析寻找，分析的越细越好，总之，没有最细只有更细。
因此，理解工艺的重点就是去思考那些可能的异常情况，它与确定的工艺要求有着直接的关系，这种对工艺的认识思想是必要的。比较重要的思考方向大体有以下几点：
1、根据整体工艺和设备特点，需要将整体流程细分为哪些子工序。
2、子工序之间是否存在接口不统一的问题。
3、整个工艺中的控制难点是什么。
4、哪些设备或动作之间存在着严格的互锁，或者说是哪些动作必须考虑安全因素。
5、生产如何连续进行，需要整体考虑循环运行的状况。
以上内容仅仅列出了一部分，不容否认，对工艺特点和各种状况的思考深浅程度是和经验有关系的，应该在学习中逐渐积累经验并培养这种思考习惯。
二、顺序控制法编程
顺序控制法是相对于经验控制法而言的，使用顺序控制法编写梯形图程序的优点是逻辑缜密、思路清晰、可读性好，同时便于维护和差错修改，这种特点在工程中是非常重要的，尤其对于逻辑复杂的大型项目，没有顺序控制思想，很难实现编写高质量的程序。
其实顺序控制的原理很简单，很容易理解，即当前步有效的条件是上一步有效且满足当前步有效的其他条件，当前步无效的条件是下一步变为活动步，并且要求在程序中的某一顺序逻辑段中只有一个活动步，且步有效与否不直接对应输出，只体现工艺要求的具体执行逻辑。这种用步来体现程序执行过程的方式的特点就是逻辑非常清晰。然而需要指出的是，只分析两步之间的顺序控制并不能完整体现顺序控制法的好处，最好便是在一个控制逻辑复杂一些的大程序中去体会这种编写方法的优点。我认为顺序控制法是一种思想，其表现形式也没有像书上所表述的那么严格，非得下一步有效即关闭上一步，或者只有一个活动步，主要还是看程序的具体内容，步是一种概念，并不一定就是指一行梯形图程序，它们之间可以理解为是本质和表现形式的关系，只要在程序中思路清晰，可以多行程序表示为一步；相反，对步的认识不全面，反而会限制编写程序的灵活性。
在阅读或调试程序中去理解顺序控制法的思想会更加深刻，否则很难体会到其优点，也很难变为自己的编程习惯，容易出现这种现象：谈及顺序控制方法很简单，但是编写梯形图程序却又体现不出这种思想。所以只看资料无助于养成使用顺序控制法的编程习惯，应该多实践和经验交流。
另外，关于程序的组织方式并不固定，有很多不同的模式，实验室以往做过的工控项目主要使用了西门子系列PLC的S7-300，并形成了统一的编程方法和模式，主要思想是：输入输出点统一映射到PLC内部存储器中，所有的输出信号以“起保停”的方式在单独的功能块中统一处理，这样也便于应用顺序控制法编写程序；在控制功能实现方式上，将整体工艺细分为不同的子工艺，即可以在手动模式下单独执行，也可以由另一程序在自动运行模式下按照某种逻辑调用。有些专业公司的编程模式会不同，也是由其编程人员在实践中总结形成的，但是，目前实验室的这种模式是相对很成熟和规范的，我们应该继续发展和完善，程序组成如图1所示，具体情况可了解实际工程案例。
输入映射自动/手动程序其他OB检修程序OB1/主程序系统功能块子程序1子程序n数据块输出程序输出映射 图1 程序一般组成内容
三、程序编写
当其他工作已经准备就绪，开始着手编程，编程期间的主要工作就是完成控制流程图绘制，写流程图的本质就是写程序，其好处就是在一段时间内集中思考如何实现工艺流程的控制要求，并以文本形式记录下来，这样便于保持在思考如何实现控制要求时的思维连续性和缜密性，同时也生成了一份控制程序详细文档，为程序的后续修改、维护提供了直接技术资料，完整的流程图应该体现控制所需的全部程序。据我了解，很多从事工控职业的控制人员并不知道流程图概念，他们是直接上机编程，问题就是程序质量比较低，也许是项目太简单，或者是工艺太熟悉，总之，给人的感觉很不正规。编写流程图是我们实验室的优良传统，其是完成工控项目的核心步骤之一，通过流程图编程也应该是工控领域的正统做法。
在工艺熟悉后，要根据具体的工艺特点划分出若干个子工艺，做到这些子工艺组合起来即是整体工艺，关于如何划分子工艺的问题，没有固定的规范，因编程者、工艺特点等而不同，但是一般而言，子工艺划分的越多，程序会越灵活，而程序越灵活，对一些条件的要求也会相应增多。因此，工艺划分的粗细程度可以视情况具体权衡。
子工艺划分完成后，可以编写与其一一对应的子程序了，细分后的子工艺对应的子程序一般不会有太复杂的逻辑，因此写起来会容易的多，子程序在整个控制程序中是一个个具体的主体程序，之所以是主体程序，是因为设备的有序运行是由它们实际控制的，自动程序也不过是组织这些子程序按照某种逻辑或时间顺序执行而已，所以子程序的编写质量对控制系统的性能十分重要。鉴于此，在写子程序时需要特别注意一些问题，主要体现在以下几点。
1、程序执行的条件
一般称为程序入口条件，考虑这一点时，主要判断依据对工艺的深刻理解，对当前子程序对应的子工艺包含哪些设备和输入输出点，是如何动作的，运行时需要哪些机构处在哪些状态，是否存在程序互锁等，必须有清晰明确的认识，在确定启动条件时一定要找到关键条件，其实关键条件的确定贯穿于编写程序的整个过程。需要强调的是要考虑其他子工艺的结束状态，如果其他工艺与当前工艺有直接关联且其结束状态不满足当前工艺的启动条件，这时要考虑如何处理，是在其他工艺结束时处理还是在当前工艺执行时处理或是其他的处理方式，依据实际情况而定。另外，需要判断子程序手动模式单独执行同自动模式调用是不是使用同一入口，有时是需要不同入口的。
2、程序的结束状态
跟入口条件类似，程序的结束状态有可能会影响到其他子工艺的启动，所以结束状态也是需要考虑权衡的，与程序执行条件类似，不再详述。需要注意的是，结束状态同样存在手动模式程序退出与自动模式程序退出是否使用同一出口的问题，根据工艺特点，有可能需要设置自动模式和手动模式从不同出口退出程序。
3、程序体编写
重要的工作是考虑程序如何处理异常情况，仅仅按照工艺流程写出程序逻辑是很简单的事情，应该考虑到各种各样的状况，而不是仅仅停留在“如果A则B，如果B则C”这样的思路上，这种逻辑是不严密的，应该考虑到所有的条件可能性并编写与其对应的处理程序，我觉得可以形象地比喻为把一个“房子”的漏洞都堵上，仅留下固定的入口和出口。
另外，写子程序时，每写一步都应该知道设备会如何动作，我觉得与其说是编写程序控制设备不如说是构思设备的工作流程后映射出程序，这样有利于考虑问题更加全面。当子程序编写完成时，其一般具有这样的特性：
（1）程序启动后退出以前，任何信号都无法再次启动它。（2）程序运行结束后，可以再次启动，或者说是可以反复启动。（3）程序运行结束后，程序内没有任何活动步。
（4）急停信号有效时，除非有特殊设置，否则必须立刻清掉所有活动步，即使有特殊设置，最终也必须清掉所有活动步，并且不影响下次启动。
（5）如果程序内存在循环，当程序停止信号有效时，若正在执行循环程序段，应该跳出当前循环程序段，执行完剩余程序后退出。
（6）至于程序的功能性，考虑到设备有可能处在任何状态下，除非出现特殊情况，否则必须在满足工艺要求的基础上，保证在程序上做到安全可靠。
以上几条特点，基本上反映了对子程序的要求，但是绝不局限于这些，所有的程序都是为工艺服务的，一切要以具体工艺而定。
子程序编写完成后，就要考虑如何使它们组合起来完成整体工艺的要求，这就需要另外编写一个程序以确定他们执行的节拍，这个程序即是所谓的自动程序，有时候也不一定单独编写一个程序块，可以在主程序中去处理，当遇到子程序较多且逻辑复杂的时候，为了使程序结构清晰一些，一般会单独编写自动程序。自动程序与子程序没有本质的区别，但是有一些特点：程序段之间往往没有严密的顺序逻辑，具有关键条件的单独指令比较多，没有直接的输出信号而主要是反复地调用子程序等。这时就需要整体考虑工艺流程了，比较重要的工作就是寻找流程中的一些关键条件，这也是难点，这些条件与子程序的划分有关系，如果关键条件找的恰当，在功能实现上就会容易的多，编写思路也会清晰的多。
自动程序的实现方式多种多样，某些细节体问题的处理完全取决于编程者的思想，但同时也受子程序的影响，最好由编写子程序的人员一并完成自动程序。由于工艺的不同，自动程序会体现出截然不同的特点，所以对于具体的技巧、方法问题很难概括，一般需要注意的问题有以下几条。
（1）调用子程序脉冲时序问题
也许这种问题不经常遇到，但是在编写时需要有意识地去分析，尤其对于初学者，其出现时序问题的原因会是多样的，主要存在子程序的启动条件中。比如如果某一子程序的某一启动条件同样与自动程序发出的启动脉冲有关，则容易出现时序问题，还跟此条件位在程序扫描过程中处于那一子程序的前后有关，具有不确定性，时序问题与简单的逻辑问题相比一般不容易被发现，因此写程序时尽量不要使用这种边缘的、不确定的方法。
（2）异常情况处理问题
这一点还是体现在关键条件的确定上，也就是调用子程序的条件，由于自动程序包含了所有的工艺流程，为了达到某些环节的稳定和可靠，需要考虑异常情况的处理，体现为逻辑条件往往会相对比较复杂。比如如果在执行自动程序过程中，某一工艺流程受条件限制必须结束但又没有完成相应的功能任务，造成下面的环节无法进行，可是考虑到自动程序的循环特点，在下一循环周期，没有完成任务的工艺流程会继续工作并完成功能任务，所以在这种异常情况下，需要考虑某些子程序不执行对整体程序运行的影响。异常情况可能是多种多样的，总之，希望自动程序能够自动处理并保持生产的连续性。
（3）效率问题
整体工艺流程是由自动程序调用子程序来实现的，应该尽可能地保证程序执行的紧凑性，以提高生产效率。效率问题实现起来没有难点，应该是一种意识问题，关键是要有对实际生产的理解，站在生产人员的角度考虑问题。
（4）初始化问题
自动程序运行时，必须首先对设备进行初始化操作，对设备进行初始化是基于这样一种考虑：自动运行时，设备有可能处于任何一种状态下，必须使设备回到符合自动运行条件的初始位置，这也是基于安全考虑。
（5）循环执行
关于自动程序的循环执行，不能简单地理解为“A—B—C„D—A—B„”模式，有的情况可以那样去处理，有的情况则不能那样去处理，要摆脱这种思维的限制，这种简单的理解也许可以通过一些处理解决大部分自动程序中的逻辑，但是会使程序变得很僵硬，并且不稳定不灵活，有时候这种思维也会影响子程序的编写质量，这是我个人体会。
（6）灵活性
灵活性可以理解为根据设备运行的不同状态作出不同的调整，简单地调整一些参数或设置就可以自动适应，无需修改程序本身，这种功能对实际生产来说非常有价值，实现起来相对会比较困难一些，但是是程序编写质量的一个重要标准，也应该是编程者的努力方向。
灵活性可以体现为整体程序具有可组态功能，算是一种比较新的编程思想，为了实现这种可组态功能，需要搭建一个“组态平台”，这种“平台”即是经过分析得出的所有子工艺的逻辑组合，由操作人员具体选择当前运行哪种组合，由于每个子工艺都由子程序去控制完成的，所以每种组合都一一对应着一种自动程序。
实现这种功能应该从以下几个方向考虑：
a.必须根据工艺特点在满足安全生产的条件下，统计出所有可能的运行工况。
b.子程序的调用条件必须重新考虑，因为调用条件中增加了工况组合内容。c.要保证每种组合都能顺序执行，甚至考虑组合的灵活、实时切换。d.灵活性高也一定程度上意味着可靠性低，所有尤其要思考程序的安全性。总之，自动程序运行后，整体上应该具有以下特点；
（1）自动程序运行后，除非急停信号有效，否则操作人员无法停止程序执行。
（2）自动程序运行后，为了避免不稳定因素，除非某些特殊参数，否则不应该支持在线参数修改。
（3）自动程序运行后，可以正常退出程序和自动运行模式，没有任何活动步保留，并且不能影响程序再次启动。
（4）自动程序运行后退出以前，无法再次启动，或者说再次给出启动信号是无效的。
（5）急停信号有效时，除非有特殊设置的保护条件，否则应该立刻依次清除所有活动步和状态位，并且任何时候急停后，都不能影响程序的再次启动。
（6）一次正常运行不能说明程序是稳定的，自动程序尤其具有这样的特点，至少需要连续自动循环运行10次以上。
四、关于程序运行模式和停止、急停
1、运行模式
整体程序依据调试和生产要求会设置成不同的运行模式，基本上都会设置成检修、手动和自动三种运行模式，某些简单工艺的程序也会设置为手动和自动两种运行模式，这时的手动模式和检修模式效果是一样的。
检修模式。检修运行模式下，操作人员只能操作单一的输出点对应的设备，只能一个一个地去动作控制对象。需要注意的是要考虑动作之间的关联情况，不当操作会造成事故的设备应该设置程序互锁，但也并不是互锁越严密越好，那样会影响检修操作的灵活性，如何平衡是情况而定。手动模式。手动运行模式下，可以单独启动事先编写的子程序，也就是说可以运行某一子工艺，设备会有一连串的动作按照相应逻辑在执行，在不相互影响的前提下可以同时运行多个子程序，需要根据工艺在子程序之间做严格的互锁条件。
自动模式。自动运行模式下，设备完全按照自动程序进行动作，无需人员参与。
2、停止与急停
在多种程序运行模式中，会有不同的启动、停止及急停信号，程序在不同状态下应对停止、急停信号有不同的反应，具体的实现方法不在此详述，只明确停止信号的分类、名称和停止或急停信号有效时的常规要求。
系统停止，即是运行模式的停止，包括“检修停止”、“手动停止”和“自动停止”；“程序停止”即是手动运行模式下的子程序停止；“系统急停”是程序运行中的紧急停止。可以通过以下描述来体现停止或急停信号有效时的常规要求：
（1）无论程序运行于哪种模式下，“系统急停”有效时，除非有设置的特殊保护功能，应该立刻、依次清除所有活动步和状态标志位。
（2）检修运行模式下，“检修停止”与“系统急停”的效果完全一样。（3）手动运行模式下，是否设置“程序停止”信号，取决于子程序的特点，往往在程序包含循环时设置“程序停止”，当“程序停止”有效时，要求子程序执行结束后退出，若还没执行到循环程序段，则不再体现循环特点，若正在执行循环程序段，则跳出循环，其他不变。若某个或某几个子程序正在执行，这时“手动停止”有效时，不影响当前子程序的执行，程序也不会立刻退出手动运行模式，而是等所有子程序运行结束后，才退出手动运行模式，并且在退出手动运行模式之前，无法启动其他没有运行的子程序，“手动停止”兼有“程序停止”的功能。
（4）自动运行模式下，“自动停止”有效时，与手动运行模式下的“程序停止”有些类似，可以当所有子程序运行标志位无效时退出，也可以执行完一个整体工艺流程后退出，依据具体情况而定，方式方法可以讨论，集思广益。
另外，关于“系统急停”的实现方法需要特别说明，一般而言，系统急停信号来自为了应对突发事件而设置的紧急停止按钮，因此还不能将急停的作用简单等同为清除所有活动步、输出位和状态标志位，其最终目的是设备发生异常情况时，按下此按钮使得设备、人员安全，损失最小，清除活动步或状态位只是实现设备、人员安全目的的程序变化情况之一。为了实现急停功能，主要考虑程序结构及生产工艺特点，与之对应的处理方法是使用分步急停和设置急停附加流程。
（1）分步急停。由于程序中存在运行模式的选择和嵌套调用，所以不能在同一时刻清除所有活动步、输出位和状态标志位等，这会影响下一次程序的运行，解决的方法是使用分步急停，依据嵌套顺序由里向外依次清除活动步和状态标志等。
（2）急停附加流程。考虑的具体工艺要求和实际控制对象特点，可能存在不能保证任意时刻复位所有输出位是安全的，这与上述的“设备、人员安全，损失最小”的目标相违背，所以这就需要判断急停信号有效时所处的生产阶段，根据不同阶段希望系统做出不同的反应，有时必须在急停信号清除其他所有活动步和状态位的同时适时启动急停附加流程以应对急停信号在生产的特殊阶段有效时所产生的不良后果。
五、程序调试
程序编写完成需要经过全面调试才能应用于生产，程序调试即是在保证安全的前提下，按照要求逐一检验系统功能，由于程序是第一次联机控制设备运行，这时可能会遇到各种各样的问题，所以安全因素就变得尤其重要，最基本的原则是不管以哪种方式进行调试，必须保证设备和人员是安全的。
调试应该按照从简单到复杂的顺序有序进行，按照预先制定的调试计划从控制系统接线情况到程序功能实现效果等逐一进行，具体步骤为：检修→手动→自动。除验证程序功能之外，程序调试需要做的工作和注意事项还有：
1、制定调试计划
制定调试计划是为了避免没有针对性和目的性的盲目调试，需要分析程序的关键部分并有针对性地去验证，这样可以在最短的时间内发现程序中的问题。调试计划一般包括调试时间、调试内容等，即便没有书面的调试计划，调试人员至少要有清晰的调试思路，方式方法依据个人经验和能力而定，但是应该养成制定调试计划的习惯。
2、完成调试记录
在调试过程中，需要将调试的效果和出现的问题详细记录下来，以便于继续完善程序，同时也总结了实践经验。调试记录一般包括调试时间、参加人员、调试内容及实际效果、出现的问题及原因等。
3、虽然控制台/柜在出厂之前一般已经测试完毕，但是在系统从新运行之前，必须再次测试，内容是检查所有电源线路是否存在短路情况，保证控制系统设备安全，其他信号线可以等系统运行后测试。
4、一定要和现场人员保持密切、流畅的沟通，根据实时工况合理设置参数，并且必须得到现场人员的认可后才能进行操作。
5、应该首先调试系统急停功能，系统急停有效是最基本的要求，而且要验证任意时刻的系统急停功能，要保证在调试其他功能出现异常时，系统急停的有效性。
6、调试中发现有程序编写错误或其他问题，若需修改程序，要尽量做到程序与流程图同步修改，并且务必做到程序备份，并记录备份程序的内容。
调试过程中的其他事宜会根据工艺的不同而不同，但是必须强调的是，要时刻将安全因素放在首位，要尽可能全面、完整地模拟实际生产的工况，以检验程序的稳定性、可靠性。
六、控制系统设计流程
以上内容主要是总结了在控制系统设计各阶段中需要特别注意的事项，跟实践经验的关系比较密切，下面从整体的角度概括控制系统设计的流程，其一般步骤为：
1、制定控制系统总体方案
控制系统总体方案主要是明确项目的控制功能、控制指标、工艺流程分析、控制对象及I/O点统计、需求分析、设计思路、系统总体框架、设备选型、程序设计思路、控制柜设计思路、现场布线思路和其他接口等，要以文本的形式明确以上内容。
2、绘制控制系统电气接线原理图
图纸内容主要包括图纸目录、设计说明、电机设备、电气设备、系统框图、控制柜正面组合图、控制柜电气原理图、系统DI原理图、DO原理图、AI原理图、AO原理图、仪表原理图等，要求图纸设计必须清晰、规范，是第三方加工控制柜的技术依据，也是向甲方提供的竣工资料之一。
3、绘制控制系统现场施工图
主要是依据现场实际情况，确定控制柜与现场设备之间的线缆连接情况，一般与甲方人员会商后根据现场情况确定。
4、明确控制系统采购清单
以上内容确定之后，就应该确定所有的系统材料采购清单，主要包括名称、品牌型号、单价、数量、有无附件、供货周期等。
5、编写控制系统程序流程图 其实本质是开始编写程序，不再详述
6、编写控制系统上位机设计说明书
内容是介绍上位机监控界面的设计原则，主要包括组态软件介绍、系统画面组成和画面设计风格，另外还需详细介绍操作画面的功能设置。
7、程序调试
8、整理其他技术资料
主要内容有控制系统编程资料，包括内存分配、通信设置、IO点地址分配等，除此之外，还有操作说明书和维护说明书。
以上内容主要体现了工控领域编程的大体要求以及某些工程思想，对写程序流程图、绘制电气接线原理图和编程方法、技巧等具体问题涉及不多，主要是我认为工控思想的建立比编程本身要高一个层次。总之，控制领域入门简单却又深不可测，上述有不妥、不对之处，望能给予指正，彼此学习，共同进步！
陈成瑞 2012.08.27
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
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