【正文】 的幾項(xiàng)關(guān)鍵的問題提出了自己的一些看法 ,可以有效地提高系統(tǒng)的抗干擾能力 ,對 PLC 讀、寫 ,事件響應(yīng)等通信時(shí)間可進(jìn)行精確的控制 ,取得了良好的效果 . 隨著機(jī)械手應(yīng)用的普及，機(jī)械手向著專用化，機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化的方向發(fā)展，機(jī)械手的動作更加靈活多樣，其控制方式也在向著多元化的方向 發(fā)展，在 PLC 控制的過程中 ,還有許多的問題需要解決， PLC在機(jī)械手開發(fā)中的開發(fā)應(yīng)用還有很大的空間。 附圖： 搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)圖 搬運(yùn)機(jī)械手控制梯形圖 搬運(yùn)機(jī)械手動作流程圖 搬運(yùn)機(jī)械手控制接線圖 結(jié) 論 本設(shè)計(jì)主要應(yīng)用于機(jī)加工生產(chǎn)，貨物調(diào)運(yùn)等場合。自下限位置時(shí)， X404 接通，轉(zhuǎn)換為 “夾持 ”過程；夾持電磁閥 Y434 復(fù)位，至加緊限位 X406 接通，轉(zhuǎn)換為上升動作；當(dāng)上限為開關(guān) SQ4閉合， X405接通，小車開始慢進(jìn)動作。故手動操作時(shí)梯形圖如圖 3—9 所示。 25 圖 3—8 狀態(tài)器轉(zhuǎn)換禁止梯形圖 通過對 3—7 和 3—8 的分析可得出：在執(zhí)行 “手動操作 ”和 “返回原位 ”程序時(shí)，M575 一直不能被接通，而 M574 長期被接通，（按下啟動按鈕時(shí)除外）；執(zhí)行 “步進(jìn) ”程序時(shí)沒按一次啟動按鈕， M574 斷開一次， M575接通一次，狀態(tài)器轉(zhuǎn)換一次 ；在執(zhí)行 “單周期操作 ”程序時(shí)，按下啟動按鈕， M574 斷開， M575 接通，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換可一步一步向下轉(zhuǎn)換，直至按下停止按鈕時(shí)， M574 自鎖，狀態(tài)器的轉(zhuǎn)換被禁止，操作停止在現(xiàn)行工序（再次按下啟動按鈕時(shí)從現(xiàn)行工序開始工作）；在執(zhí)行 “連續(xù)程序 ”時(shí)， M575 一直接通到按下停止按鈕，此時(shí) M574 一直不能接通。 在 “手動 ”工作方式時(shí)禁止進(jìn)行狀態(tài)轉(zhuǎn)換。 在 “單周期 ”工作期間，按下停止按鈕時(shí)， M574 應(yīng)被激勵并自保持，操作停止在現(xiàn)行工步。另一面采用 M100 檢查機(jī)器是否處于原位。故初始化梯形圖如圖 3—7 所示，（如果狀態(tài)器要在供電時(shí)從斷電前條件開始繼續(xù)工作，則不需要 M71）。 圖 3—6 搬運(yùn)機(jī)械手 PLC 控制梯形圖總體構(gòu)成 各部分梯形圖的設(shè)計(jì) 23 通用部分梯形圖分為三部分： 1） . 狀態(tài)器的初始化。 其操作面板如圖 3—3 所示： 圖 3—3 機(jī)械手操作面板示意圖 19 I/O 分配 I/O 設(shè)備即所需的 I/O點(diǎn)數(shù)如下表所示： 信 號 I/O 設(shè)備 I/O 點(diǎn)數(shù) 信號 I/O 設(shè)備 I/O 點(diǎn)數(shù) 輸 入 操作方式選擇旋鈕開關(guān) 手動時(shí)運(yùn)動選擇按鈕 啟動停止按鈕 行程開關(guān) 5 8 2 9 輸 出 交流接觸器控制線圈 電磁閥 動作指示 原點(diǎn)指示 4 3 8 1 根據(jù) I/O 點(diǎn)的分配要求及考慮 10%到 15%的 I/O 裕量，本設(shè)計(jì) PLC 采用F1—60MR 36/24 型，樣圖見圖 34 所示： 20 圖 3—4 F140MR 樣圖 控制電路設(shè)計(jì)主要是 PLC 輸入、輸出接線的設(shè)計(jì)，其 I/O 分配如圖 3—5 所示。故操作方式選擇開關(guān)設(shè)置有五個檔位。 電氣控制的設(shè)計(jì) 包括主電路和控制電路的設(shè)計(jì)。若自動工作狀態(tài)解除，則硬件工作方式選擇開關(guān)放置于 “手從操作 ”位置。 回原位：當(dāng)由于斷電或其它原因?qū)е聶C(jī)械手運(yùn)行中途停止時(shí)，再次通電將操作方式選擇置于回原位位置，按下復(fù)位按鈕，機(jī)械手即可按最短路徑的原則返回到原點(diǎn)位置。 機(jī)械手的控制要求 為了便于生產(chǎn)加工 、維修、調(diào)整設(shè)置的工作方式選擇開關(guān)。 第二章 搬運(yùn)機(jī) 械手總體設(shè)計(jì)方案 搬運(yùn)機(jī)械手結(jié)構(gòu)及其動作 本機(jī)械手用于生產(chǎn)線上工件的自動搬運(yùn)，根據(jù)對機(jī)械手的工藝過程及控制要求分析，機(jī)械手的動作過程如圖 3—1 所示： 圖 2—1 機(jī)械手的動作周期 機(jī)械 手的控制過程 如圖 3—2所示由 A、 B 兩個液壓缸完成工件的夾緊和提升的動作， A缸通過一個單電兩位四通電磁換向閥控制工件的夾緊、放松， B 缸通過一雙電兩位四通電磁閥控制機(jī)械手的升降；由小車實(shí)現(xiàn)機(jī)械手的移動。控制系統(tǒng)構(gòu)成簡單、通用性強(qiáng) 。 3） . 編程簡單、使用、維護(hù)方便 4） . 組合方便、功能強(qiáng)、應(yīng)用范圍廣 PLC 既可用于開關(guān)量的控制又可用于模擬量的控制；既可用單片機(jī)控制，又可用于組成多級控制系統(tǒng)；既可控制簡單系統(tǒng)，又可控制復(fù)雜系統(tǒng)。 4） . 用于工業(yè)機(jī)器人控制 5） . 用于多層分布式控制系統(tǒng) 高功能的 PLC 具有較強(qiáng)的通信聯(lián)通能力，可實(shí)現(xiàn) PLC 與 PLC 之間、 PLC 與遠(yuǎn)程 I/O 之間、 PLC 與上位機(jī)之間的通信。用 PLC 取代繼電器控制和順序控制器控制。但是控制裝置體積大、動作速度較慢、耗電較多、功能少，特別是由于它靠硬件連線構(gòu)成系統(tǒng)，接線繁雜，當(dāng)生產(chǎn)工藝或控制對象改變時(shí)，原有的接線刻控制盤（柜）就必須隨之改變或更換，通用性和靈活性較差。 PLC 概況及在機(jī)械手中的應(yīng)用 1. 可編程序控制器的應(yīng)用和發(fā)展概況 可編程序控制器（ programmable controller），現(xiàn)在一般簡稱為 PLC（ programmable logic controller），它是以微處理器為基礎(chǔ)，綜合了計(jì)算機(jī)技術(shù)、半導(dǎo)體集成技術(shù)、自動控制技術(shù)、數(shù)字技術(shù)、通 信網(wǎng)絡(luò)技發(fā)展起來的一種通用的工業(yè)自動控制裝置。 11 手的抓力大小可通過裝在手指內(nèi)側(cè)的壓力敏感元件來控制，達(dá)到自動調(diào)整握力的大小。 視覺功能即在機(jī)械手上安裝有電視照相機(jī)和光學(xué)測距儀（即距離傳感器 ）以及衛(wèi)星計(jì)算機(jī)。目前主要用于機(jī)床、模鍛壓力機(jī)的上下料，以及點(diǎn)焊、噴漆等作業(yè)中，它可按照事先制定的作業(yè)程序完成規(guī)定的操作，但是還不具備任何傳感反饋能力，不能應(yīng)付外界的變化。既便于設(shè)計(jì)制造，又便于改換工作，擴(kuò)大了應(yīng)用的范圍。 機(jī)械手的發(fā)展趨勢 目前國內(nèi)工業(yè)機(jī)械于主要用于機(jī)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。 90 年代以后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、微電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等的快速發(fā)展，機(jī)械手技術(shù)也得到飛速的多元化發(fā)展。如尤尼曼特 (Unimate)機(jī)械手即屬于這種類型。目前國內(nèi)外對發(fā)展這一新技術(shù)都很重視，幾十年來，這項(xiàng)技術(shù)的研究和發(fā)展一直比較活躍，設(shè)計(jì)在不斷地修改，品種在不斷地增加，應(yīng)用領(lǐng)域 也在不斷地?cái)U(kuò)大。 綜上所述，有效地應(yīng)用機(jī)械手是發(fā)展 機(jī)械工業(yè)的必然趨勢。而應(yīng)用機(jī)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。近年還研制了一種客車車內(nèi)噴漆通用機(jī)械手，可用以對客車內(nèi)部進(jìn)行連續(xù)噴漆，以改善勞動條件，提高噴漆的質(zhì)量和效率。進(jìn)而在程序控制、數(shù)字控制等機(jī)床上應(yīng)用，成為設(shè)備的一個組成部分。機(jī)械手可在空間抓放物體，動作靈活多 樣，適用于可變換生產(chǎn)品種的中、小批量自動化生產(chǎn)，廣泛應(yīng)用于柔性自動線。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動化的有效辦法，程控機(jī)床、數(shù)控機(jī)床、加工中心等自動化機(jī)械是有效解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法。 機(jī)械手首先是從美國開始研制的。 機(jī)械手的種類，按驅(qū)動方式可分為液壓式、氣動式、電動式、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。為了抓取空間中任意位置和方位的物體，需有 6個自由度。 機(jī)械手主要由手部、運(yùn)動機(jī)構(gòu)和控制系統(tǒng)三大部分組成。 1 設(shè)計(jì)題目 搬運(yùn)機(jī)械手 PLC 控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名