【正文】 閥、鉤舌、分解制動缸、裝卸軸箱、組裝輪對、清除石棉等，減輕了勞動強(qiáng)度，提高了拆修裝的效率。、避免人身事故在高溫、高壓、低溫、低壓、有灰塵、噪聲、臭味、有放射性或有其它毒性污染以及工作空間狹窄等場合中，用人手直接操作是有危險或根本不可能的。因此，在自動化機(jī)床和綜合加工自動生產(chǎn)線上，目前幾乎都設(shè)有機(jī)械手，以減少人力和更準(zhǔn)確地控制生產(chǎn)的節(jié)拍，便于有節(jié)奏地進(jìn)行生產(chǎn)。智能機(jī)器人涉及的知識內(nèi)容，不僅包括一般的機(jī)械、液壓、氣動等基礎(chǔ)知識，而且還應(yīng)用一些電子技術(shù)、電視技術(shù)、通訊技術(shù)、計算技術(shù)、無線電控制、仿生學(xué)和假肢工藝等，因此它是一項綜合性較強(qiáng)的新技術(shù)。這種機(jī)械手也稱第二代機(jī)械手。90年代機(jī)械手在特殊用途上有較大的發(fā)展，除了在工業(yè)上廣泛應(yīng)用外，農(nóng)、林、礦業(yè)、航天、海洋、文娛、體育、醫(yī)療、服務(wù)業(yè)、軍事領(lǐng)域上有較大的應(yīng)用。它與電子計算機(jī)和電視設(shè)備保持聯(lián)系，并逐步發(fā)展成為柔性系統(tǒng)FMS(Flexible Manufacturing System)和柔性制造單元FMC(Flexible Manufacturing Cell)中重要一環(huán)。將機(jī)械手各運動構(gòu)件，如伸縮、擺動、升降、橫移、俯仰等機(jī)構(gòu)，以及適于不同類型的夾緊機(jī)構(gòu)，設(shè)計成典型的通用機(jī)構(gòu)，以便根據(jù)不同的作業(yè)要求，選用不用的典型部件，即可組成各種不同用途的機(jī)械手。在國外機(jī)械制造業(yè)中，工業(yè)機(jī)械手應(yīng)用較多，發(fā)展較快。如位置發(fā)生稍些偏差時，即能更正，并自行檢測，重點是研究視覺功能和觸覺功能。工作時機(jī)械手先伸出手指尋找工件，通過裝在手指內(nèi)的壓力敏感元件產(chǎn)生觸感作用，然后伸向前方，抓住工件。 PLC PLC的基本概念現(xiàn)代社會要求制造業(yè)對市場需求做出迅速的反應(yīng)，生產(chǎn)出小批量、多品種、多規(guī)模、低成本和高質(zhì)量的產(chǎn)品，為了滿足這一要求，生產(chǎn)設(shè)備和自動化產(chǎn)線的控制系統(tǒng)必須具有極高的可靠性和靈活性， PLC正是順應(yīng)這一要求出現(xiàn)的，它是以微處理器為基礎(chǔ)的通用工業(yè)控制裝置。它采用可編程序的存儲器，用來在其內(nèi)部存儲執(zhí)行邏輯運算、順序控制、定時、計數(shù)和算術(shù)運算等操作的指令，并通過數(shù)字式、模擬式的輸入和輸出，控制各種類型的機(jī)械或生產(chǎn)過程。PLC的特殊功能模塊用來完成特殊的任務(wù)。2. I/O模塊輸入（Input）模塊和輸出（Output）模塊簡稱為I/O模塊，它們相當(dāng)于人們的眼、耳、手、腳，是聯(lián)系外部現(xiàn)場設(shè)備和CPU模塊的橋梁。從外部引入的尖峰電壓和干擾噪聲可能損壞CPU 模塊中的元器件，或使PLC不能正常共作。手持式編程器不能直接輸入和編輯梯形圖，只能輸入和編程指令表程序，因此又叫做指令編程器。程序可以存盤或打印，通過網(wǎng)絡(luò)或電話線，還可以實現(xiàn)遠(yuǎn)程編程和傳達(dá)。 PLC的主要特點一、抗干擾能力強(qiáng)，可靠性高PLC專門為工業(yè)環(huán)境而設(shè)計，具有很高的可靠性。二、控制系統(tǒng)機(jī)構(gòu)簡單，通用性強(qiáng)PLC及外圍模塊品種多，可由各種組件靈活組合成各種大小和不同要求的控制系統(tǒng)。三、編程簡單，易于使用PLC是面向用戶的設(shè)備，PLC的設(shè)計者充分考慮到現(xiàn)場工程技術(shù)人員的技能和習(xí)慣，因此PLC程序的編制采用梯形圖或面向工業(yè)控制的簡單指令形式。五、體積小、維護(hù)操作方便PLC體積小，質(zhì)量輕，便于安裝。1）讀取輸入在PLC的存儲器中，設(shè)置了一片區(qū)域來存放輸入信號和輸出信號的狀態(tài)，它們分別稱為輸入過程映像寄存器和輸出映像過程寄存器。2）執(zhí)行用戶程序PLC的用戶程序由若干條指令組成，指令在存儲器中順序排列。執(zhí)行程序時，對輸入/輸出的存取通常是通過映像寄存器，而不是實際的I/O點。4）CPU自診斷測試自診斷測試包括定期檢查CPU模塊的操作和拓展模塊的狀態(tài)是否正常，將監(jiān)控定時器復(fù)位，以及完成一些別的內(nèi)部工作。當(dāng)CPU的操作模式從RUN變?yōu)镾TOP時，數(shù)字量輸出被置為系統(tǒng)塊中的輸出表定義的狀態(tài)，或保持當(dāng)時的狀態(tài)，默認(rèn)的設(shè)置是將數(shù)字量輸出清零。用立即I/O指令來改寫輸出點時，相應(yīng)的輸出過程映像寄存器的值被更新StopRUN 圖22 PLC典型的掃描方式 PLC的應(yīng)用領(lǐng)域目前，PLC在國內(nèi)外已廣泛應(yīng)用于鋼鐵、石油、化工、電力、建材、機(jī)械制造、汽車、輕紡、交通運輸、環(huán)保及文化娛樂等各個行業(yè)，使用情況大致可歸納為如下幾類。PLC廠家都生產(chǎn)配套的A/D和D/A轉(zhuǎn)換模塊，使可編程控制器用于模擬量控制。世界上各主要PLC廠家的產(chǎn)品幾乎都有運動控制功能，廣泛用于各種機(jī)械、機(jī)床、機(jī)器人、電梯等場合。大中型PLC都有PID模塊，目前許多小型PLC也具有此功能模塊。這些數(shù)據(jù)可以與存儲在存儲器中的參考值比較，完成一定的控制操作，也可以利用通信功能傳送到別的智能裝置，或?qū)⑺鼈兇蛴≈票?。該裝置從結(jié)構(gòu)上分為機(jī)械手本體單位、PLC控制單元、接口單元、電源單元等。本裝置需要18個輸入點與8個輸出點，采用西門子CPU226CN AC/DC 繼電器型PLC電源單元是用于提供AC 220V電源 4）限位開關(guān)。光電開關(guān)（光電傳感器）是光電接近開關(guān)的簡稱，它是利用被檢測物對光束的遮擋或反射，由同步回路選通電路，從而檢測物體有無的。6）電磁閥。 兩位五通電磁閥(見圖32)具有1個進(jìn)氣孔(接進(jìn)氣氣源)、1個正動作出氣孔和1個反動作出氣孔(分別提供給目標(biāo)設(shè)備的一正一反動作的氣源)、1個正動作排氣孔和1個反動作排氣孔(安裝消聲器)。 兩位三通電磁閥分為常閉型和常開型兩種，常閉型指線圈沒通電時氣路是斷的，常開型指線圈沒通電時氣路是通的。 給反動作線圈通電，則反動作氣路接通(反動作出氣孔有氣)，即使給反動作線圈斷電后反動作氣路仍然是接通的，將會一直維持到給正動作線圈通電為止。電氣控制柜工業(yè)機(jī)械手 圖33 機(jī)械手控制系統(tǒng)的功能框圖 系統(tǒng)控制對象及工藝過程如圖34是通過傳送帶傳送工件的機(jī)械手工作示意圖。上升到位左轉(zhuǎn)（此處以機(jī)械手為主體，定左右）左轉(zhuǎn)到位下降，下降到位機(jī)械手松開，2S后機(jī)械手上升。當(dāng)上升電磁閥通電時，機(jī)械手上升。由于上下運動，左右轉(zhuǎn)動采用雙線圈兩位電磁閥控制，兩線圈不能同時通電，因此在上/下、左/右運動的電路中需要設(shè)置互鎖環(huán)節(jié)。，設(shè)手動、自動兩種控制方式，手動時可完成手臂上升和下降、左移和右移、手爪的抓緊和放松等功能。系統(tǒng)框圖如圖35所示右轉(zhuǎn)限位開關(guān)停止按鈕啟動按鈕物品檢測開關(guān)下降限位開關(guān)夾放檢測開關(guān)上升限位開關(guān)左轉(zhuǎn)限位開關(guān)P L C上升電磁閥夾放電磁閥右轉(zhuǎn)電磁閥左轉(zhuǎn)電磁閥檔位選擇按鈕下降電磁閥繼電器繼電器繼電器繼電器繼電器傳送帶啟動信號繼電器圖35 系統(tǒng)框圖 PLC的硬件設(shè)計 PLC的選型目前，世界上有200多個廠家生產(chǎn)可編程控制器產(chǎn)品，比較著名的PLC生產(chǎn)廠家主要有美國的AB、通用（GE）、日本的三菱（MITSBISHI）、歐姆龍（OMRON）、德國的西門子（SIMENS）、法國的TE、韓國的三星（SUMSUNG）、LG等。同時它具有功能齊全的編程和工業(yè)控制組態(tài)軟件，使得在完成控制系統(tǒng)的設(shè)計時更加簡單，其速度快，具有極強(qiáng)的通信能力，幾乎可以完成任何功能的控制任務(wù)。不同的CPU有不同的擴(kuò)展規(guī)范，它主要受CPU的功能限制。本次設(shè)計中共18個輸入量，共8個輸出量，共計26點，因此選用了采用西門子CPU226CN AC/DC 繼電器型PLC，CPU226CN具有24點輸入/16點輸出，I/O點數(shù)共計40點，它可以有七個擴(kuò)展模塊，有內(nèi)置時鐘，它有更強(qiáng)的模擬量和高速計數(shù)的處理能力。（3）將程序輸入到PLC的用戶存儲器，并查找程序是否正確。（3）PLC上的輸入輸出點都必須接入電源，連接的外部模塊也必須接通電源與接地線 （4）由于條件有限，外部接線模塊中部分用開關(guān)代替按鈕，在執(zhí)行點動程序注意執(zhí)行完應(yīng)該將開關(guān)撥回到停止?fàn)顟B(tài)。其中，手動功能基本是實現(xiàn)了，自動功能出現(xiàn)程序設(shè)計基本上沒有什么問題，部分功能運行起來，有些功能在實現(xiàn)上還需做些優(yōu)化改進(jìn)，部分功能實現(xiàn)參見以下相關(guān)圖。通過本次設(shè)計，可以根據(jù)工件的變化及運動流程的要求隨時更改相關(guān)參數(shù)。因為有了此次設(shè)計的經(jīng)驗與教訓(xùn)，我相信在今后工作中我能夠給予更加嚴(yán)謹(jǐn)、科學(xué)的態(tài)度對待，相信以后的設(shè)計中我的設(shè)計會更加的完美。大學(xué)，讓我收獲了喜怒哀樂、酸甜苦辣。石老師淵博的專業(yè)知識，嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度，精益求精的工作作風(fēng)，誨人不倦的高尚師德，嚴(yán)以律己、寬以待人的崇高風(fēng)范，樸實無華、平易近人的人格魅力對我影響深遠(yuǎn)。祝福恩師們以及所有給我提供幫助的人身體健康、家庭幸福！最后，我要感謝我的爸爸媽媽，謝謝你們給了我生命