【正文】 ，使氣動技術(shù)從開關(guān)控制進入閉環(huán)比例伺服控制，控制精度不斷提高；由于氣動脈寬調(diào)制技術(shù)具有結(jié)構(gòu)簡單、抗污染能力強和成本低廉等特點，國內(nèi)外都在大力開發(fā)研究。注塑機械手是能夠模仿人體上肢的部分功能，可以對其進行自動控制使其按照預定要求輸送制品或操持工具進行生產(chǎn)操作的自動化生產(chǎn)設(shè)備。對衛(wèi)生行業(yè)的快速分析中，也因新型機械手的設(shè)計特點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，可針對單一項目，次序加 4 種試劑，加熱溫度也提高到 50 ℃ ，檢測器則采用二極管陳列技術(shù)，這些進步為新領(lǐng)域的應(yīng)用提供了強大支持。 江蘇城市 職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計 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，零件真正在機床上加工的時間僅占零件生產(chǎn)時間的 5%。 隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，制成了能夠 獨立的按程序控制實現(xiàn)重復操作，適用范圍比較廣的“程序控制通用機械手”，簡稱通用機械手。 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)學院畢業(yè)設(shè)計 5 5 二、機械手 （一）一 機械手概念 機械手是工業(yè)機器人系統(tǒng)中傳統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行機構(gòu)，是機器人的關(guān)鍵部件之一。工業(yè)機械手是近幾十年發(fā)展起來的一種高科技自動生產(chǎn)設(shè)備。化工等連續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到 解決。 12 （二） 機械手動控制要求 關(guān)鍵詞 ： 機械手、 PLC 、 現(xiàn)代工業(yè)。專用機床是大批量生產(chǎn)自動化的有效的辦法；控制機床、數(shù) 控機床、加工中心等自動化機械是有效地解決多品種小批量生產(chǎn)自動化的重要辦法?；さ冗B續(xù)性生產(chǎn)過程的自動化已基本得到解決。 自上世紀六十年代，PLC 設(shè)計的機械手被實現(xiàn)為一種產(chǎn)品后，對它的開發(fā)應(yīng)用也在不斷發(fā)展，它可以在減輕繁重的體力勞動、改善勞動條件和安全生產(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 強企業(yè)的競爭力等方面起到及其重要的作用。 2 （一）機械手的概念 2 （二）機械手的應(yīng)用 5 江蘇城市 職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計 3 3 （三）機械手的分類 18 （二）Ｉ／Ｏ分配表 21 六、系統(tǒng)調(diào)試 32 江蘇城市職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計 4 4 一、 引言 在現(xiàn)代工業(yè)中，生產(chǎn)過程的機械化，自動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、裝配等作業(yè)，有待于進一步實現(xiàn)機械化。機械手作業(yè)的準確性和環(huán)境中完成作業(yè)的能力，在國民經(jīng)濟領(lǐng) 域有著廣泛的發(fā)展空間。 機械手的發(fā)展是由于它的積極作用正日益為人們所認識： 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、它能操作必要的機具進行焊接和裝配，從而大大的改善了工人的勞動條件，顯著的提高了勞動生產(chǎn)率，加快實現(xiàn)工業(yè)生產(chǎn)機械化和自動化的步伐。 機械手的結(jié)構(gòu)形式開始比較簡單，專用性較強。本課題擬開發(fā)的物料搬運機械手可在空間抓放物體，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)。 隨著技術(shù)的進步，機械手的設(shè)計已經(jīng)實破了單一試劑、加熱及濾光片的束縛。 由此也不難看出，以前流動分析中不適合的用戶群，如樣品檢測單一種類少而樣品量多的情況，為機械手的應(yīng)用提供了可能性。且現(xiàn)代化的注塑機常常配置有機械手，以提高生產(chǎn)效率。近 20年來，氣動技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域迅速拓寬，尤其是在各種自動化生產(chǎn)線上得到廣泛應(yīng)用。我國的氣動行業(yè)起步較晚，但發(fā)展較快。而氣動機械手作為機械手的一種，它具有結(jié)構(gòu)簡單、重量輕、動作迅速、平穩(wěn)、可靠、節(jié)能和不污染環(huán)境、容易實現(xiàn)無級調(diào)速、易實現(xiàn)過載保護、易實現(xiàn)復雜的動作等優(yōu)點。高頻率的點焊、力控的準確性及完成整個工序過程的高度自動化，堪稱是最有代表性的氣動機械手應(yīng)用之一。如酒、油漆灌裝氣動機械手；自動加蓋、安裝和擰緊氣動機械手，牛奶盒裝箱氣動機械手等。 第一類是不需要人工操作的通用機械手，它是一種獨立的不附屬于某一主機的裝置。它起源于原子 、軍事工業(yè)，先是通過操作機來完成特定的作業(yè)，后來發(fā)展到用無線電信號操作機械手來進行探測月球、火星等。在現(xiàn)代生產(chǎn)企業(yè)中，自動化程度較高，大量應(yīng)用機械手。它是一個以微處理器為核心的數(shù)字運算操作的電子系統(tǒng)裝置，專為在工業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用而設(shè)計，它采用可編程序的存儲器，用以在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時 /計數(shù)和算術(shù)運算等操作指令，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)學院畢業(yè)設(shè)計 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，主要由運算器、控制器、寄存器及實現(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狀態(tài)，輸出點反映輸出鎖存器狀態(tài)。不同機型的 PLC 期內(nèi)存大小也不盡相同，除主機單元的已有的內(nèi)存區(qū)外，大部分機型還可根據(jù)用戶具體需要加以擴展。 底板或機架 大多數(shù)模塊式 PLC 使用底板或機架，其作用是：電氣上，實現(xiàn)各模塊間的聯(lián)系，使 CPU 能訪問底板上的所有模塊，機械上，實現(xiàn)各模塊間的連接，使各模塊構(gòu)成一個整體。 iii)輸入輸出設(shè)備：用于永久性地存儲用戶數(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 PLC 的工作原理： PLC 是采用“順序掃描，不斷循環(huán)”的方式進行工作的。 PLC 的一個掃描周期必經(jīng)輸入采樣、程序執(zhí)行和輸出刷新三個階段。 功能強大，成本低。 PLC 的主要應(yīng)用范圍通?？煞殖梢韵聨追N： 中小型電氣控制系統(tǒng)。 江蘇城市 職業(yè)學院畢業(yè)設(shè)計