【正文】 ......................................................................17 順控 梯形圖 .....................................................................................19 程序的仿真 與調試 .....................................................................23 第五章 總結與展望 ......................................................................29 致 謝 ..............................................................................................30 參考文獻 ..........................................................................................31 1 第一章 緒論 研究的目的及意義 隨著近年來工業(yè)自動化領域的不斷發(fā)展，工業(yè)機器人這一自動化生產裝置正慢慢地崛起，工業(yè)機械手已經成為其一個重要組成部分。 本課題目的是利用 PLC 對物料分揀機械手加以控制，要求 做到機械手按指定程序對不同物料進行分揀，動作靈活流暢。安川、松下、 FANLUC、川崎、 CLOOS、GM等都是機械手的大頭。 隨著機械手不斷融入新的科技，其應用領域已經得到了質的飛躍。本論文主要研究內容如下： （ 1） 物料分揀機械手執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 執(zhí)行系統(tǒng)：機械手執(zhí)行系統(tǒng)主要由手部、手臂、立柱和機座以及傳動機等構成，主要負責實現(xiàn)機械手的各種機械運動。 3 第二章 執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 執(zhí)行機構坐標形式的選擇 機械手的坐標形式較多，主要有四種基本型式：直角坐標式、圓柱坐標式、球坐標式和關節(jié)式。因此圓柱坐標式機械手既能滿足設計基本要求，又使操作簡單，所以決定用圓柱坐標式。 （ 4） 機座 機械手執(zhí)行機構各部件及驅動均安裝于機座，起支承和聯(lián)接作用。 夾持式手部的結構與人手類似，也有手指，夾持工件需要有一定的夾緊力，對定位精度要求高，設計起來比 較復雜。這里選擇吸氣式手部。 驅動機構一般有雙作用單活塞桿油 (氣 )缸和雙作 用雙活塞桿油 (氣 )缸，前者缸體和活塞桿可以各自固定而另一個運動，是機械手手臂往復運動用的最多的；后者多用于手臂要求長，行程長的機械手，雖能滿足行程要求，但設計比較復雜。 機座結構的選擇 本機械手開率到機座要求其結構剛性好、占地面積小等，還需一個 旋轉模塊，擺動氣缸就要固定在機座上，故采用雙向推力球軸承的國定機座。機械手的驅動系統(tǒng)一般可分為液壓、氣壓、電氣三種驅動方式。其氣動驅動系統(tǒng)原理圖如圖 圖 驅動系統(tǒng)原理圖 8 氣動系統(tǒng)主要有以下部件組成： （ 1）三位四通電磁換向閥：改變氣缸運動方向； （ 2）二位二通電磁閥 ：控制真空發(fā)生器的通斷； （ 3）調速閥；控制氣缸運動速度，保護物料及手臂； （ 4）氣缸、吸盤等。 空氣壓縮機是行成壓縮空氣的主要設備，儲氣罐可以穩(wěn)定工作時輸出的氣流 ，具有調節(jié)作用。 擺動氣缸輸出回轉擺動式 擺動氣缸：由葉片將內腔分隔 為二，向兩腔交替供氣， 輸出軸 做擺動運動。 壓力控制閥：用來調控壓力大小。 （ 1） 單向型控制閥 單向閥是氣流只能向一個方向流動的閥，結構最簡單。 換向閥的性能要求有： 1）各工作位置腔內泄漏量??； 2）壓力損失??； 3）換向性能可靠、迅速平穩(wěn)。左端得電閥芯左移，右得電閥芯右移，兩端都失電， 閥芯處于中位，各口互不相通。真空發(fā)生器就是一種能夠方便簡單地獲得負壓的新型的高效的清潔的小型真空元件。 10 氣動回路的工作原理 物料分揀機械手的工作循環(huán)是：水平手臂的伸出 → 垂直手臂的下降 → 吸物→物料檢測→垂直 手臂的上升 → 擺動氣缸的右旋→垂直手臂的下降→放物 → 垂直手臂的上升 → 擺動氣缸的左 旋 →水平手臂回縮→回到初始位置 。 （ 2）垂直手臂的下降 當水平氣缸前伸碰到前限位開關，使 YV1 斷電，手臂伸出動作停止，繼而使三位四通換向閥 2 的 YV3 得電，閥芯動作，垂直手臂執(zhí)行下降動作。 （ 6）擺動氣缸右旋 當手臂上升碰到上限位開關， YV4 斷電，手臂上升停止，三位四通換向閥 3的 YV5 得電，擺動氣缸右旋。 （ 10）擺動氣缸左旋 當手臂上升碰到上限位開關， YV4 斷電，上升停止，三位四通換向閥 3 的YV6 得電，使擺動氣缸左旋。控制系統(tǒng)的要素包括動作順序、位置、時間、速度等。 （ 2） 控制裝置：根 據(jù)感知部分采集的信息，作出相應的動作。 位置檢測裝置 在本設計中，當機械手執(zhí)行左旋 /右旋，前伸 /回縮，上升 /下降等動作時，應有相應的位置檢測裝置檢測動作是否到位。 RGB 顏色傳感器具有抗噪聲干擾能力強，外圍電路簡單，空間利用率高，組裝成本低等優(yōu)點 ，并且 根據(jù)前面的介紹和比較，便于 PLC 控制系統(tǒng)的簡單化，控制系統(tǒng)更容易實現(xiàn)，因此選擇 RGB 顏色傳感器。故此簡單的結構選擇整體試PLC。 （ 3) 滿足 相應 的功能 要求 此系統(tǒng)要求對機械手執(zhí)行系統(tǒng)實現(xiàn)開關量控制，對于 一般小型 PLC 開關量控制 均 可滿足。 (5) 滿足 系統(tǒng)可靠性要求 本系統(tǒng)選用 一般系統(tǒng) PLC 能夠滿足要求，不需要考慮太多此方面的問題。 (3）確定應選擇 PLC 的點數(shù) 在滿足控制要求 和對 I／ O 點留有一定的裕量 的前提下 ，應合理選用 PLC 的I／ O 點的數(shù)量。 4 點（ 8 點、 16 點、 32點） DC 輸入 /4 點（ 8 點、 16 點、 32 點） DC 輸出和 4 點（ 8 點、 16 點、 32 點）繼電器輸出。 15 本課題控制系統(tǒng)有 10 個輸入， 8 個輸出，因此在考慮裕量的基礎上選用CPU224 模塊，不用擴展模塊。依據(jù)上述的接口地址分配表，其中 10 個輸入量分別接 10 個開關，分別表示 ~,8 個輸出量接 8個燈分別表示 ~。 諸如以上的一些問題還有很多，但對于 PLC控制的機械手的研究遠遠不會終止，相信在將來這片領域會更放異彩。平時零星的知識在此刻得到了匯總，加上自己不斷的摸索和探究終于算是完成了大學生涯的最后一課作業(yè)，也為將來步入工作崗位打下了良好的基礎。 31 參考文獻 [1] 張建民等 .機電一 體化系統(tǒng)設計［ M］ .北京：北京理工大學出版社， ～ 183. [2] 鐘肇新 .可編程序控制器原理及應用 .廣州：華南理工大學出版社 ,2021 [3] 陳懇，楊向東，劉莉，等 .機器人技術應用［ M］ .北京：清華大學出版社， ～111. [4] 陳奎生 .液壓與氣壓傳動［ M］ .武漢：武漢理工大學出版社， ～ 106. [5] 張鐵，謝存禧 .機器人學［ M］ .廣州：華南理工大學出版社， ～ 138. [6] 陳宇 ,段鑫 .可編程控制器基礎及編程技巧 .廣州：華南理工大學出版社 ,2021 [7] 蔣少茵 .PLC控制的機械手 .2021. [8] 郭愛芳，王恒迪 .傳感器原理及應用［ M］ .西安：西安電子科技大學出版社， ～290. [9] He yong yi. A Control System of Material H