【正文】 中應(yīng)包括： 操作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)：該開關(guān)應(yīng)有手動(dòng)、單步、單周期、連續(xù)等四個(gè)位置可供選擇。 在工作中若按一下停止按鈕，則機(jī)械手動(dòng)作停止。當(dāng)選擇夾緊 /放松運(yùn)動(dòng)時(shí)，按下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手夾緊；按下停止按鈕，機(jī)械手放松。自動(dòng)操作方式又分為單步、單周期和連續(xù)操作方式。上升到頂時(shí)，碰到上限位開關(guān)，上升電磁閥斷電，上升停止；同時(shí)接通左移電磁閥，機(jī)械手左移。右移到位時(shí)，碰到右限位開關(guān)，右移電磁閥斷電，右移停止。從原點(diǎn)開始，按下啟動(dòng)按鈕時(shí)，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。 當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)時(shí)（即左限位開關(guān)和上限位開關(guān)合上），啟動(dòng)以后，機(jī)械手移向 A 點(diǎn)，加緊工件，然后回到原位，移向 B 點(diǎn)，放下工件，再回到原位完成一次動(dòng)作。只有當(dāng)上升電磁閥通電時(shí)，機(jī)械手才上升；當(dāng)上升電磁閥端電時(shí)，機(jī)械手上升停止。他是一個(gè)水平 /垂直位移的機(jī)械設(shè)備，用來(lái)將工作由左工 作臺(tái)搬到右工作臺(tái)。 位置控制系統(tǒng) 操作臂上的電位計(jì)隨該臂的移動(dòng)給出一個(gè)控制電壓，同時(shí)動(dòng)力臂的移動(dòng)帶動(dòng)反饋電位計(jì)產(chǎn)生一個(gè)極性相反與位移成比例的反饋電壓，兩者同時(shí)輸入電子控制器進(jìn)行比較產(chǎn)生偏差電壓，經(jīng)過(guò)電子控制器的轉(zhuǎn)換，輸出一相應(yīng)的電流信號(hào)給電液伺服閥，從而操控動(dòng)力臂移動(dòng)到操控所要求的位置，若偏差信號(hào)為“ 0”，于是動(dòng)力臂將停止在這個(gè)位置。通過(guò)橫梁和和肘部零件的連接保持最終配置部件的位置恒定不便。、 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 11 頁(yè) 共 36 頁(yè) 動(dòng)力臂的機(jī)械構(gòu)造 動(dòng)力臂由上臂和一個(gè)較底臂 (下臂 )連接組成，它建立一個(gè)圍繞垂直軸旋轉(zhuǎn)的支撐 上。 工業(yè)機(jī)械手傳輸在末端工具上的力或負(fù)載的感覺到操作者的手中 (動(dòng)力反饋 )“動(dòng)力反饋”的意思是在機(jī)械手臂末端上的力有一小部分反饋到操作柄?？刂葡到y(tǒng)的特性是可以使操縱器以一定的速度和精確性進(jìn)行工作。本設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)形式 :前后、上下兩個(gè)自由度運(yùn)動(dòng)，均由液壓伺服系統(tǒng)控 該控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是可以給操作臂一個(gè)信號(hào)的動(dòng)力反饋系統(tǒng)。 機(jī)械手由以下結(jié)構(gòu)： 執(zhí)行機(jī)構(gòu) —— 驅(qū)動(dòng) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu) —— 控制系統(tǒng) —— 智能系統(tǒng) —— 遠(yuǎn)程診斷監(jiān)控系統(tǒng)，五部分組成。 PLC 的通信聯(lián)網(wǎng) PLC 具有通信聯(lián)網(wǎng)的功能，它使 PLC 與 PLC 之間、 PLC 與上位計(jì)算機(jī)以及其他智能設(shè)備之間能夠交換信息，形成一個(gè)統(tǒng)一的整體，實(shí)現(xiàn)分散集中控制。 、 PLC 系統(tǒng)的其它設(shè)備 編程設(shè)備：編程器是 PLC 開發(fā)應(yīng)用、監(jiān)測(cè)運(yùn)行、檢查維護(hù)不可缺少的器件，用于編程、對(duì)系統(tǒng)作一些設(shè)定、監(jiān)控 PLC 及 PLC 所控制的系統(tǒng)的工作狀況，但它不直接參與現(xiàn)場(chǎng)控制運(yùn)行。 電源模塊 PLC 電源用于為 PLC 各模塊的集成電路提供工作電源。常用的 I/O 分類如下： 開關(guān)量：按電壓水平分，有 220VAC、 110VAC、 24VDC，按隔離方式分，有繼電器隔離和晶體管隔離。 I/O 模塊集成了 PLC 的 I/O 電路，其輸入暫存器反映輸入信號(hào)狀態(tài)，輸出點(diǎn)反映輸出鎖存器狀態(tài)。 CPU 主要由運(yùn)算器、控制器、 寄存器及實(shí)現(xiàn)它們之間聯(lián)系的數(shù)據(jù)、控制及狀態(tài)總線構(gòu)成， CPU 單元還包括外圍芯片、總線接口及有關(guān)電路。固定式 PLC 包括CPU 板、 I/O 板、顯示面板、內(nèi)存塊、電源等，這些元素組合成一個(gè)不可拆卸的整體。 IEC 技術(shù)委員會(huì)（ TC65）進(jìn)來(lái)開展了 IEC61499 項(xiàng)目，將 IEC611313 進(jìn)行了擴(kuò)展，它是針對(duì)通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)的模塊化分布系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)，將對(duì) IEC611313 有所改善。它與 DCS 系統(tǒng)處理溫度、壓力、流量等參數(shù)的系統(tǒng)不同，采用快速的巡回掃描周期，一般為 ~ 秒，更快的則選用 50 毫秒或更小的消滅周期。這些都說(shuō)明了 PLC 廠家將硬件各部件均向用戶開發(fā)，便于用戶選用，配置成規(guī)模不等的 PLC，而且這種硬件配置的開放性，為制造商、分銷商（代理商）、系統(tǒng)集成商、最終用戶帶來(lái)很多方便，為營(yíng)銷供應(yīng)鏈帶來(lái)很大便利，這是一大成功經(jīng)驗(yàn)。所 以說(shuō)，需要應(yīng)用 PLC 的場(chǎng)合還很多，在我國(guó)就更是如此了。目前全世界有 200 多廠家生產(chǎn)300 多品種 PLC 產(chǎn)品，主要應(yīng)用在汽車（ 23%）、糧 食加工（ %）、化學(xué) /制藥（ %）、金屬 /礦山（ %）、紙漿 /造紙（ %）等行業(yè)。 1968 年美國(guó) GM（通用汽車）公司提出取代繼電器控制裝置的要求，第二年美國(guó)數(shù)字公司研制出了第一土改可編程序控制器，滿足了 GM 公司裝 配線的要求。其中油泵電機(jī)及各電磁閥運(yùn)行狀態(tài)均有指示燈顯示 根據(jù)我們所設(shè)計(jì)的機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)部件為步進(jìn)電機(jī)的特點(diǎn)，應(yīng)用ＰＬＣ移位寄存ＳＦＴ指令可以很方便、靈活地對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制。每次轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度（由工件數(shù)決定）以保證待加工零件對(duì)準(zhǔn)機(jī)械手。各動(dòng)作由液壓驅(qū)動(dòng)，并由電磁閥控制。s flexibility is bigger ,the versatility is broader , Its structure is also more plex. The mon specialpurpose manipulator has a 2~3 degree of freedom. Manipulator39。or39。一般專用機(jī)械手有 2～ 3個(gè)自由度。運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的升降、伸縮、旋轉(zhuǎn)等獨(dú)立運(yùn)動(dòng)方式，稱為機(jī)械手的自由度 。它可代替人的繁重勞動(dòng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的機(jī)械化和自動(dòng)化，能在有害環(huán)境下操作以保護(hù)人身安全，因而廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、冶金、電子、輕工和原子能等部門。 機(jī)械手主要由手部和運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)組成。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6 個(gè)自由度。 機(jī)械手的種類，按驅(qū)動(dòng)方式可分為液壓式、氣動(dòng)式、電動(dòng)式、機(jī)械式機(jī)械手；按適用范圍可分為專用機(jī)械手和通用機(jī)械手兩種；按運(yùn)動(dòng)軌跡控制方式可分為點(diǎn)位控制和連續(xù)軌跡控制機(jī)械手等。 operation tool automatic operation installment. It may replace human39。s type, may divide into the hydraulic pressure type air operated according to the drive type, like, electromotive type, the mechanical type manipulator。動(dòng)作順序及各動(dòng)作時(shí)間的間隔采用按時(shí)間原則。 而可編程控制器（ＰＬＣ）由于其具有的高可靠性、編程方便、易于使用和修改，易于擴(kuò)展和維護(hù)，環(huán)境要求低、體積小巧，安裝調(diào)試方便 ，在工業(yè)控制中有著廣泛的應(yīng)用。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 6 頁(yè) 共 36 頁(yè) 1 PLC 的發(fā)展歷程和構(gòu)成 PLC 的發(fā)展歷 可編程序控制器的英文為 Programmable Controller，在二十實(shí)際七十至八十年代一直簡(jiǎn)稱為 PC。隨著集成電路技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)在已有第五代 PLC 產(chǎn)品了。 國(guó)內(nèi) PLC 生產(chǎn)廠約三十家，但沒有形成頗具規(guī)模的生產(chǎn)能力和名牌產(chǎn)品，還有一部分是以仿制、來(lái)件組裝或“貼牌”方式生產(chǎn)，因此可以說(shuō) PLC 在我國(guó)未形成制造產(chǎn)業(yè)。 PLC 具有穩(wěn)定可靠、價(jià)格便宜、功能齊全、應(yīng)用靈活方便、操作維護(hù)方便的優(yōu)點(diǎn)，這是它能持久的占有市場(chǎng)的根本原因，我們下面重點(diǎn)闡述幾個(gè)問題，并研究其發(fā)展趨勢(shì)。 PLC 內(nèi)的 I/O 模板，除一般的 DI/DO、 AD/DA 模板外，還發(fā)展了一系列特殊功能的 I/O 模板，這為 PLC 用于各行各業(yè)打開了出路，如用于條形碼識(shí)別的ASCII/BASIC 模板，用于反饋控制的 PID 模板，用于運(yùn)行控制、機(jī)械加工的高速計(jì)數(shù)模板、單軸位置控制模板、雙軸位置 控制模板、凸輪定位器模板、射頻識(shí)別接口模板等，這在以后還會(huì)有很大發(fā)展。它是一個(gè)數(shù)字采樣控制系統(tǒng)。這是以數(shù)字技術(shù)為基礎(chǔ)的可編 程序邏輯控制裝置在高層次上走向開放性的標(biāo)準(zhǔn)化文件，是 PLC 發(fā)展的一大趨勢(shì)。模塊式 PLC 包括 CPU 模 塊、 I/O 模塊、內(nèi)存、電源模塊、底板或機(jī)架，這些模塊可以按照一定規(guī)則組合配置。內(nèi)存主要用于存儲(chǔ)程序及數(shù)據(jù)，是 PLC 不可缺少的組成單元。輸入模塊將電信號(hào)變換成數(shù)字信號(hào)進(jìn)入 PLC 系統(tǒng)，輸出模塊相反。 模擬量：按信號(hào)類型分，有電流型（ 420mA,020mA）、電壓型（ 010V,05V,1010V）等，按精度分，有 12bit,14bit,16bit 等。同時(shí)，有的還為輸入電路提供 24V 的工作電源。小編程器 PLC 一般有手持型編程器，目前一般由計(jì)算機(jī)（運(yùn)行編程軟件）充當(dāng)編程器。多數(shù) PLC 具有 RS232 接口，還有一些內(nèi)置有支持各自通信協(xié)議的接口。 機(jī)械手的設(shè)計(jì)構(gòu)想是以人的手為基礎(chǔ)，以機(jī)械拉來(lái)實(shí)現(xiàn)人的動(dòng)作，它的動(dòng)作由以下四部分來(lái)實(shí)現(xiàn)： 自由度的旋轉(zhuǎn) 肩的前后動(dòng)作 肘的上下動(dòng)作 腕 (手 )的動(dòng)作 驅(qū)動(dòng) 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)與執(zhí)行機(jī)構(gòu)是相輔相成的，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中可以分 :機(jī)械式、電氣式、液壓式和復(fù)合式，其中制，本設(shè)計(jì)主要設(shè)計(jì) PLC 的控制部分。該工作臂類似一個(gè)伸縮儀。 工業(yè)機(jī)械手的結(jié)構(gòu)是基于模組塊系統(tǒng)上的，模組塊系統(tǒng)適合于提高移動(dòng)的速度或特殊類型的工作。減少比率意味著操作者必須用 2 公斤的力才能將工具額定的負(fù)載舉起。在垂直面的運(yùn)動(dòng)是圍繞水平軸 (稱之為肩軸 )的上臂運(yùn)動(dòng)和圍繞第二個(gè)水平軸 (稱之為肘軸 )下臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)疊加而獲得的。這樣上臂和下臂的運(yùn)動(dòng)各自具有獨(dú)立的方向。 該系統(tǒng)并裝有壓力傳感器，它將負(fù)載信號(hào)輸送到電子控制器，起到動(dòng)壓反饋的作用，它將改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性（如：穩(wěn)定性等） 負(fù)載反傳 系統(tǒng)（原名：動(dòng)力反饋系統(tǒng)） 工業(yè)機(jī)械手，為了給操作者在操作過(guò)程中能有負(fù)載變化的感覺，設(shè)置了將機(jī)械手傳輸在末端工具上的力或負(fù)載成比例地傳到操作者手中的裝置。 圖 31 送料機(jī)械手的工作示意圖 根據(jù)工藝過(guò)程分析控制要求 機(jī)械手的全部動(dòng)作有汽缸驅(qū)動(dòng)，而汽缸又由相應(yīng)的電磁閥控制。同樣，左移 /右移分別由左移電磁閥和右移電磁閥控制。 當(dāng)機(jī)械手右移到位并準(zhǔn)備下降時(shí)，為了確保安全，必須在右工作臺(tái)上無(wú)工作時(shí)才允許機(jī)械手下降。下降到底時(shí)，碰到下限位開關(guān)，下降電磁閥斷電，下降停止；同時(shí) 接通夾緊電磁閥，機(jī)械手夾緊。若此時(shí)右工作臺(tái)上無(wú)工作，則光電開關(guān)接通，下降電磁閥通電，機(jī)械手下降。左移到原點(diǎn)時(shí)，碰到左限位開關(guān)，左移 電磁閥斷電，左移停止。 手動(dòng)操作 手動(dòng)操作：就是用按鈕操作對(duì)機(jī)械手的每一種運(yùn)動(dòng)單獨(dú)進(jìn)行控制。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 14 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 32 機(jī)械手動(dòng)作過(guò)程 單步操作 單步操作：每按一次起動(dòng)按鈕，機(jī)械手完成一步動(dòng)作后自動(dòng)停止 單周期操作 單周期操作：機(jī)械手從原點(diǎn)開始，按一下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手自動(dòng)完成一個(gè)周期的動(dòng)作后停止。重新起動(dòng)時(shí)，須用手動(dòng)操機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 15 頁(yè) 共 36 頁(yè) 作方式將機(jī)械手移回原點(diǎn)，然后按一下起動(dòng)按鈕，機(jī)械手又重新開始連續(xù)操作。 手動(dòng)時(shí)運(yùn)動(dòng)選擇開關(guān)：該 開關(guān)應(yīng)有上 /下，左 /右，夾緊 /放松等三個(gè)位置可供選擇。其上限、下限、左限、右限的位置分別用限位開關(guān)來(lái)檢測(cè)。 本設(shè)計(jì)中應(yīng)包括下降電磁閥、上升電磁閥、右移電磁閥、左移電磁閥、夾緊電磁閥。由圖可見， PLC 共需要 15 點(diǎn)輸入， 6 點(diǎn)輸出。根據(jù)資料的機(jī)型，可選擇： 1） ACMYS256 可選用 32 點(diǎn)主機(jī)（ I/O 點(diǎn)數(shù)為 16/16）或 40 點(diǎn)主機(jī)（ I/O 點(diǎn)數(shù)為 24/16）。 4） 具體選擇何種機(jī)型，還需要比較價(jià)格，同時(shí)考慮使用維修方便等因素，使之更加經(jīng)濟(jì)合理。 PLC 程序設(shè)計(jì) 為了便于編程 ,先繪制出整個(gè)控制程序的結(jié)構(gòu)框圖 ,如圖 35 所示。操 作選擇開關(guān)置于“單步”時(shí)， M200 同樣接通，程序也可以循環(huán)，但必須是每按一次起動(dòng)按鈕執(zhí)行一步。 （一） 手動(dòng)操作程序 在手動(dòng)操作方式下，各種動(dòng)作都是用按鈕操作來(lái)實(shí)現(xiàn)，其控制程序可以獨(dú)立于自動(dòng)操作程序而另行設(shè)計(jì)。 當(dāng)運(yùn)動(dòng)選擇開關(guān)置于“左 /右”時(shí)，如機(jī)械手處于上限位置，則按起動(dòng)按鈕機(jī)械手右移，按停止按鈕機(jī)械手左移。 步進(jìn)控制可以用一般 PLC 都具有的位移寄存器來(lái)實(shí)現(xiàn)，但更方便的是用步進(jìn)指令和鼓形控制來(lái)實(shí)現(xiàn)。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 23 頁(yè) 共 36 頁(yè) 當(dāng)機(jī)械手處于原點(diǎn)時(shí)，壓下上限位開關(guān)和左限開關(guān)，輸入點(diǎn) X402 和 X404接通，產(chǎn)生原點(diǎn)指示輸出。當(dāng)機(jī)械手上升。當(dāng)機(jī)械手左移到原點(diǎn)位碰到左限位開關(guān) X404時(shí)，又產(chǎn)生原點(diǎn)指示輸出，完成了一個(gè)周期的動(dòng)作。 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 24 頁(yè) 共 36 頁(yè) 圖 38 自動(dòng)操作梯形 圖 機(jī)械手畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 第 25 頁(yè) 共 36 頁(yè) 梯形圖的控制原理： （ 1）連續(xù)及單周期操作 在連續(xù)及單周期操作方式下，單步輸入點(diǎn) X410 斷開，輸入繼電器 X410常閉接點(diǎn)閉合，將位移寄存器的位移輸入直接接入輸入端。 M101 的常開接點(diǎn)將