【正文】 ┊┊┊┊┊┊┊ ┊┊┊┊┊┊裝┊┊┊┊┊訂 ┊┊┊┊┊線┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊┊ 畢業(yè)設(shè)計（論文）紙工業(yè)機器手控制系統(tǒng)[摘要] 在工業(yè)生產(chǎn)和其他領(lǐng)域內(nèi)，由于工作的需要，人們經(jīng)常受到高溫、腐蝕及有毒氣體等因素的危害，甚至于危及生命。工業(yè)機械手就這樣誕生了,機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。其電氣方面有步進(jìn)電機、開關(guān)電源、電磁閥等電子器件組成。該裝置涵蓋了可編程控制技術(shù)，位置控制技術(shù)、氣動技術(shù)等，是機電一體化的典型代表儀器之一。本文介紹的機械手是由PLC輸出五路來分別驅(qū)動手臂上下直線運動，手臂左右直線運動，手腕旋轉(zhuǎn)運動，機械手整體旋轉(zhuǎn)運動，手爪夾緊動作的精確定位，微動開關(guān)將位置信號傳給PLC主機；電機拖動手爪和底盤旋轉(zhuǎn)；電磁閥控制氣閥的開關(guān)來控制機械手手爪的張合，從而實現(xiàn)機械手精確運動的功能。本課題擬開發(fā)的工業(yè)機械手模型可在空間抓放物體，動作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險的作業(yè)區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)。[關(guān)鍵字] 機械手 可編程控制器PLC 位置控制 步進(jìn)電機Industrial Robot Arms Control System[Abstract] In terms of industrial production and other fields, as a result of the working need，people often accept the factor damage such as the high temperature , corrosion and toxic gas, even lifethreatening. The industry manipulator like this was born。 the manipulator which is one of robot key ponents is in the industry robot assembly system the duty implementing agency. There are electrical machinery, switching power supply, electromagnetic valve, electronic device position and so on. This equipment which is the integration of machinery model represents one of instruments has covered the programmable control technology, the positions control technology, the air operated technology and so on. This article introduced the manipulator, it outputs four groups by PLC to actuate the abscissa axis, the zaxis, the chassis rotation, handrotating motor separately, and controls the manipulator abscissa axis and the zaxis pint pointing, the micro switch bequeaths the position signal to the PLC main engine。 The electrical machinery drives the hand fingernail and the chassis revolve。 The solenoid valve controls air valve the switch to control the manipulator hand fingernail to gather, then realizes the manipulator proper motion function. This topic plans to develop the industry manipulator model, and it is to be possible to grasp and puts the object nimbly in the space, whose movement is diverse, it may replace human work in high temperature and the dangerous operation area, and may change there lasted parameters when it is necessary according to the work pieces changing and the movement flowing request.[Keyword] manipulator Programmable controller PLC(position logic control) stepelectric motor. 目錄前言 1第1章 概述 2 2 2 3 4 豐富的I/O接口模塊 5 采用模塊化結(jié)構(gòu) 6 編程簡單易學(xué) 6 PLC的簡單介紹 6(PLC)的歷史與發(fā)展趨勢 7(PLC)的歷史 7 8 9 PLC基本功能 9 PLC的特點 10 PLC的分類 10 11 11 可編程控制的軟件系統(tǒng)和程序 13 可編程控制器的工作原理 14 解決的主要問題 14第2章 設(shè)計原理 16 操作原理簡要說明 16 機械手的構(gòu)成 16 各電氣設(shè)備的控制方式及控制要求 18 18 18第3章 控制系統(tǒng)設(shè)計 33 33 34 PLC梯形圖中的編程元件 35 I/O地址分配 35 控制程序梯形圖 36第4章 設(shè)計小結(jié) 40致謝 41參考文獻(xiàn) 42 IV 前 言　　機械手是模仿人的手部動作，按給定程序、軌跡和要求實現(xiàn)自動抓取、搬運和操作的自動裝置。它特別是在高溫、高壓、多粉塵、易燃、易爆、放射性等惡劣環(huán)境中，以及笨重、單調(diào)、頻繁的操作中代替人作業(yè)，因此獲得日益廣泛的應(yīng)用。機械手一般由執(zhí)行機構(gòu)、驅(qū)動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)及檢測裝置三大部分組成，智能機械手還具有感覺系統(tǒng)和智能系統(tǒng)。本篇介紹的是用于物件裝卸的機械手的設(shè)計，屬圓柱坐標(biāo)式機械手。本篇根據(jù)設(shè)計機械手的一般程序，分八步詳細(xì)地介了用于物件裝卸的機械手的設(shè)計的過程。機械手主要由手部、運動機構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。手部是用來抓持工件（或工具）的部件，根據(jù)被抓持物件的形狀、尺寸、重量、材料和作業(yè)要求而有多種結(jié)構(gòu)形式，如夾持型、托持型和吸附型等。運動機構(gòu)，使手部完成各種轉(zhuǎn)動（擺動）、移動或復(fù)合運動來實現(xiàn)規(guī)定的動作，改變被抓持物件的位置和姿勢。運動機構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨立運動方式，稱為機械手的自由度 。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有6個自由度。自由度是機 械手設(shè)計的關(guān) 鍵參數(shù)。自由 度越多，機械手的靈活性越大，通用性越廣，其結(jié)構(gòu)也越復(fù)雜。一般專用機械手有2～3個自由度。機械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、機械式機械手；按適用范圍可分為專用機械手和通用機械手兩種；按運動軌跡控制方式可分為點位控制和連續(xù)軌跡控制機械手等。機械手通常用作機床或其他機器的附加裝置，如在自動機床或自動生產(chǎn)線上裝卸和傳遞工件，在加工中心中更換刀具等，一般沒有獨立的控制裝置。有些操作裝置需要由人直接操縱，如用于原子能部門操持危險物品的主從式操作手也常稱為機械手。機械手在鍛造工業(yè)中的應(yīng)用能進(jìn)一步發(fā)展鍛造設(shè)備的生產(chǎn)能力，改善熱、累等勞動條件。共 42頁 第 40 頁第1章 概述 機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動化的生產(chǎn)設(shè)備。機械手是機器人的一個重要分支。它的特點是可通過編程來完成各種預(yù)期的作業(yè)任務(wù)，在構(gòu)造和性能上兼有人和機器的優(yōu)點。尤其體現(xiàn)了人的智能和適應(yīng)性。機械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和各種環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在全國經(jīng)濟各領(lǐng)域有著廣闊的發(fā)展前景，隨著工業(yè)自動化的發(fā)展，出現(xiàn)了數(shù)控加工中心，它在減輕工人的勞動強度的同時，大大提高了勞動生產(chǎn)率，但是數(shù)控加工中心加工中常見的上下料工序，通常乃采用人工操作或傳統(tǒng)繼電器控制的半自動化裝置。前者費時費工，效力低；后者因設(shè)計復(fù)雜，需要較多繼電器，接線復(fù)雜。容易車體震動干擾，而存在可靠性差，故障多，維修困難等問題?？删幊炭刂破鱌LC控制的上下料機械手控制系統(tǒng)動作簡便，線路設(shè)計合理，具有較強的抗干擾能力。保證了系統(tǒng)運行的可靠性，降低了維修率。提高了工作效率。機械手技術(shù)涉及到力學(xué)，機械學(xué)，電氣液壓技術(shù)，自動控制技術(shù)，傳感器技術(shù)計算機技術(shù)等科學(xué)領(lǐng)域，是一門跨學(xué)科綜合技術(shù)。機械手是一種能自動化定位控制并可重新編程序以變動的多功能機器，他又多個自由度，可用來搬運物體以完成在各個不同環(huán)境中工作。在工資水平較低的中國，分揀行業(yè)盡管仍屬于勞動密集型，機械手的使用已經(jīng)越來越普及，那些電子和汽車業(yè)的奧美跨國公司很早就在它們設(shè)在中國的工廠中引進(jìn)了自動化生產(chǎn)。但現(xiàn)在的變化時那些分布在工業(yè)密集的華南，華東沿海地區(qū)也開始對機械手表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，因為他們要面對工人流失率高，以及交帶來的挑戰(zhàn)。隨我國工業(yè)生產(chǎn)的飛躍發(fā)展，自動化程度的迅速提高，實現(xiàn)工件的裝卸，轉(zhuǎn)向，輸送或分揀流程越來越節(jié)約勞動力，可見機械手的大力發(fā)展有著很重要的意義。在機械工業(yè)中，機械手的應(yīng)用意義可以概括如下：( 1 ) 可以提高生產(chǎn)過程的自動化程度應(yīng)用機械手，有利于提高材料的傳送、工件的裝卸、刀具的更換以及機器的裝配等的自動化程度，從而可以提高勞動生產(chǎn)率，降低生產(chǎn)成本，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。( 2 ) 可以改善勞動條件、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。而應(yīng)用機械手即可部分或全部代替人安全地完成作業(yè)，大大地改善了工人的勞動條件。在一些動作簡單但又重復(fù)作業(yè)的操作中，以機械手代替人手進(jìn)行工作，可以避免由于操作疲勞或疏忽而造成的人身事故。( 3 ) 可以減少人力，便于有節(jié)奏地生產(chǎn)應(yīng)用機械手代替人手進(jìn)行工作，這是直接減少人力的一個側(cè)面，同時由于應(yīng)用機械手可以連續(xù)地工作，這是減少人力的另一個側(cè)面。因此，在自動化機床和綜合加工自動生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。綜上所述，有效地應(yīng)用機械手是發(fā)展機械工業(yè)的必然趨勢。目前國內(nèi)工業(yè)機械于主要用于機床加工、鑄鍛、熱處理等方面，數(shù)量、品種、性能方面都不能滿足工業(yè)生產(chǎn)發(fā)展的需要。因此，國內(nèi)主要是逐步擴大機械手應(yīng)用范圍，重點發(fā)展鑄鍛、熱處理方面的機械手，以減輕勞動強度，改善作業(yè)條件。在應(yīng)用專用機械手的同時，相應(yīng)地發(fā)展通用機械手，有條件的還要研制示教式機械手、計算機控制機械手和組合式機械手等。將機械手各運動構(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機構(gòu)，以及適于不同類型的夾緊機構(gòu)，設(shè)計成典型的通用機構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機械手。既便于設(shè)計制造，又便于改換工作，擴大了應(yīng)用的范圍。同時要提高精度，減少沖擊，定位精確，以更好地發(fā)揮機械手的作用。此外還應(yīng)大力研究伺服型、記憶再現(xiàn)型，