【正文】 ，使氣動(dòng)技術(shù)從開關(guān)控制進(jìn)入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動(dòng)脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強(qiáng)和成本低廉等特點(diǎn)，國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。注塑機(jī)械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)控制使其按照預(yù)定要求輸送制品或操持工具進(jìn)行生產(chǎn)操作的自動(dòng)化生產(chǎn)設(shè)備。對(duì)衛(wèi)生行業(yè)的快速分析中，也因新型機(jī)械手的設(shè)計(jì)特點(diǎn)而使取代昂貴的試劑，降低分析成本成為可能。比如美國 OI 公司的產(chǎn)品，可針對(duì)單一項(xiàng)目，次序加 4 種試劑，加熱溫度也提高到 50 ℃ ，檢測(cè)器則采用二極管陳列技術(shù)，這些進(jìn)步為新領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強(qiáng)大支持。 江蘇城市 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 6 據(jù)資料介紹，美國生產(chǎn)的全部工業(yè)零件中，有 75%是小批量生產(chǎn)，金屬加工生產(chǎn)批量中有四分之三有 50 件以下，零件真正在機(jī)床上加工的時(shí)間僅占零件生產(chǎn)時(shí)間的 5%。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠 獨(dú)立的按程序控制實(shí)現(xiàn)重復(fù)操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機(jī)械手”，簡稱通用機(jī)械手。 因而，受到很多國家的重視，投入大量的人力物力來研究和應(yīng)用。 江蘇城市 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 5 5 二、機(jī)械手 （一）一 機(jī)械手概念 機(jī)械手是工業(yè)機(jī)器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)，是機(jī)器人的關(guān)鍵部件之一。工業(yè)機(jī)械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動(dòng)生產(chǎn)設(shè)備?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到 解決。 12 （二） 機(jī)械手動(dòng)控制要求 關(guān)鍵詞 ： 機(jī)械手、 PLC 、 現(xiàn)代工業(yè)。專用機(jī)床是大批量生產(chǎn)自動(dòng)化的有效的辦法；控制機(jī)床、數(shù) 控機(jī)床、加工中心等自動(dòng)化機(jī)械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動(dòng)化的重要辦法?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動(dòng)化已基本得到解決。 自上世紀(jì)六十年代，PLC 設(shè)計(jì)的機(jī)械手被實(shí)現(xiàn)為一種產(chǎn)品后，對(duì)它的開發(fā)應(yīng)用也在不斷發(fā)展，它可以在減輕繁重的體力勞動(dòng)、改善勞動(dòng)條件和安全生產(chǎn)；提高生產(chǎn)效率、穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量、降低廢品率、降低生產(chǎn)成本、增 強(qiáng)企業(yè)的競(jìng)爭力等方面起到及其重要的作用。 2 （一）機(jī)械手的概念 2 （二）機(jī)械手的應(yīng)用 5 江蘇城市 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 3 （三）機(jī)械手的分類 18 （二）Ｉ／Ｏ分配表 21 六、系統(tǒng)調(diào)試 32 江蘇城市職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 4 一、 引言 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機(jī)械化，自動(dòng)化已成為突出的主題。但除切削加工本身外，還有大量的裝卸、搬運(yùn)、裝配等作業(yè)，有待于進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。機(jī)械手作業(yè)的準(zhǔn)確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟(jì)領(lǐng) 域有著廣泛的發(fā)展空間。 機(jī)械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認(rèn)識(shí)： 其一、它能部分的代替人工操作； 其二、它能按照生產(chǎn)工藝的要求，遵循一定的程序、時(shí)間和位置來完成工件的傳送 和裝卸； 其三、它能操作必要的機(jī)具進(jìn)行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動(dòng)條件，顯著的提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，加快實(shí)現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機(jī)械化和自動(dòng)化的步伐。 機(jī)械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強(qiáng)。本課題擬開發(fā)的物料搬運(yùn)機(jī)械手可在空間抓放物體，動(dòng)作靈活多樣，可代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè) 區(qū)進(jìn)行作業(yè)，并可根據(jù)工件的變化及運(yùn)動(dòng)流程的要求隨時(shí)更改相關(guān)參數(shù)。 隨著技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)械手的設(shè)計(jì)已經(jīng)實(shí)破了單一試劑、加熱及濾光片的束縛。 由此也不難看出，以前流動(dòng)分析中不適合的用戶群，如樣品檢測(cè)單一種類少而樣品量多的情況，為機(jī)械手的應(yīng)用提供了可能性。且現(xiàn)代化的注塑機(jī)常常配置有機(jī)械手，以提高生產(chǎn)效率。近 20年來，氣動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動(dòng)化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。我國的氣動(dòng)行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較快。而氣動(dòng)機(jī)械手作為機(jī)械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動(dòng)作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速、易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)、易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的動(dòng)作等優(yōu)點(diǎn)。高頻率的點(diǎn)焊、力控的準(zhǔn)確性及完成整個(gè)工序過程的高度自動(dòng)化，堪稱是最有代表性的氣動(dòng)機(jī)械手應(yīng)用之一。如酒、油漆灌裝氣動(dòng)機(jī)械手；自動(dòng)加蓋、安裝和擰緊氣動(dòng)機(jī)械手，牛奶盒裝箱氣動(dòng)機(jī)械手等。 第一類是不需要人工操作的通用機(jī)械手，它是一種獨(dú)立的不附屬于某一主機(jī)的裝置。它起源于原子 、軍事工業(yè)，先是通過操作機(jī)來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電信號(hào)操作機(jī)械手來進(jìn)行探測(cè)月球、火星等。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動(dòng)化程度較高，大量應(yīng)用機(jī)械手。它是一個(gè)以微處理器為核心的數(shù)字運(yùn)算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用而設(shè)計(jì)，它采用可編程序的存儲(chǔ)器，用以在其內(nèi)部存儲(chǔ)執(zhí)行邏輯運(yùn)算、順序控制、定時(shí) /計(jì)數(shù)和算術(shù)運(yùn)算等操作指令，并通過數(shù)字式或模擬式的輸入、輸出接口，控制各種類型的機(jī)械或 生產(chǎn)過程。 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖 1所示： 圖 1 PLC 的硬件系統(tǒng)結(jié)構(gòu) PLC 的各組成元素的構(gòu)成及功能： 輸入模塊C P U模塊輸出模塊可編程序控制器編程裝置接觸器電磁閥指示燈電源 電源 限位開關(guān)選擇開關(guān)按鈕 江蘇城市 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 10 10 CPU 的構(gòu)成及功能 CPU 是 PLC 的核心，起神經(jīng)中樞的作用，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。 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)。不同機(jī)型的 PLC 期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機(jī)單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機(jī)型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴(kuò)展。 底板或機(jī)架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機(jī)架，其作用是：電氣上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機(jī)械上，實(shí)現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個(gè)整體。 iii)輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲(chǔ)用戶數(shù)據(jù)，如 EPROM、 EEPROM寫入器、條碼閱讀器，輸入模擬量的電位器，打印機(jī)等。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。 （三） PLC工作原理及其特點(diǎn) PLC 的工作原理： PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進(jìn)行工作的。 PLC 的一個(gè)掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個(gè)階段。 功能強(qiáng)大，成本低。 PLC 的主要應(yīng)用范圍通常可分成以下幾種： 中小型電氣控制系統(tǒng)。 江蘇城市 職業(yè)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)