【正文】 制系統(tǒng)有電氣控制和射流控制兩種，它支配著機(jī)械手按規(guī)定的程序運(yùn)動，并記憶人們給予機(jī)械手的指令信息(如動作順序、運(yùn)動軌跡、運(yùn)動速度及時(shí)間)，同時(shí)按其控制系統(tǒng)的信息對執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令，必要時(shí)可對機(jī)械手的動作進(jìn)行監(jiān)視，當(dāng)動作有錯(cuò)誤或發(fā)生故障時(shí)即發(fā)出報(bào)警信號。通用機(jī)械手它是一種具有獨(dú)立控制系統(tǒng)的、程序可變的、動作靈活多樣的機(jī)械手。(二)按驅(qū)動方式分液壓傳動機(jī)械手是以液壓的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手。氣壓傳動機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動的機(jī)械手。它是一種附屬于工作主機(jī)的專用機(jī)械手，其動力是由工作機(jī)械傳遞的。其中直線電機(jī)機(jī)械手的運(yùn)動速度快和行程長，維護(hù)和使用方便。目前使用的專用和通用工業(yè)機(jī)械手均屬于此類。(2) 機(jī)械結(jié)構(gòu)向模塊化、可重構(gòu)化發(fā)展。器件集成度提高，控制柜日見小巧，且采用模塊化結(jié)構(gòu):大大提高了系統(tǒng)的可靠性、易操作性和可維修性。(6) 當(dāng)代遙控機(jī)器人系統(tǒng)的發(fā)展特點(diǎn)不是追求全自治系統(tǒng)，而是致力于操作者與機(jī)器人的人機(jī)交互控制，即遙控加局部自主系統(tǒng)構(gòu)成完整的監(jiān)控遙控操作系統(tǒng)，使智能機(jī)器人走出實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入實(shí)用化階段。我國的重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 1 緒論6工業(yè)機(jī)器人從80年代“七五”科技攻關(guān)開始起步，在國家的支持下，通過“七五”、“八五”科技攻關(guān)，目前己基本掌握了機(jī)器人操作機(jī)的設(shè)計(jì)制造技術(shù)、控制系統(tǒng)硬件和軟件設(shè)計(jì)技術(shù)、運(yùn)動學(xué)和軌跡規(guī)劃技術(shù)，生產(chǎn)了部分機(jī)器人關(guān)鍵元器件，開發(fā)出噴漆、弧焊、點(diǎn)焊、裝配、搬運(yùn)等機(jī)器人。以上原因主要是沒有形成機(jī)器人產(chǎn)業(yè)，當(dāng)前我國的機(jī)器人生產(chǎn)都是應(yīng)用戶的要求，“一客戶，一次重新設(shè)計(jì)”，品種規(guī)格多、批量小、零部件通用化程度低、供貨周期長、成本也不低，而且質(zhì)量、可靠性不穩(wěn)定。 課題的提出及主要任務(wù) 課題的提出進(jìn)入21世紀(jì)，隨著我國人口老齡化的提前到來，近來在東南沿海還出現(xiàn)在大量的缺工現(xiàn)象，迫切要求我們提高勞動生產(chǎn)率，降低工人的勞動強(qiáng)度，提高我國工業(yè)自動化水平勢在必行，將機(jī)械手，應(yīng)用于工業(yè)自動化生產(chǎn)線，把工業(yè)產(chǎn)品從一條生產(chǎn)線搬運(yùn)到另外一條生產(chǎn)線，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，減輕產(chǎn)業(yè)工人大量的重復(fù)性勞動，同時(shí)又可以提高勞動生產(chǎn)率。(3)因液壓脈動和液體中混入空氣，易產(chǎn)生噪聲。氣壓傳動工作壓力較低，工作介質(zhì)提取容易，而后排入大氣，處理方便，一般不需設(shè)置回收管道和容器:介質(zhì)清潔，管道不易堵存在介質(zhì)變質(zhì)及補(bǔ)充的問題.（2)阻力損失和泄漏較小，在壓縮空氣的輸送過程中，阻力損失較小(一般不卜澆塞僅為油路的千分之一)，空氣便于集中供應(yīng)和遠(yuǎn)距離輸送。氣動系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動控制。在易燃、易爆、多塵埃、強(qiáng)磁、強(qiáng)輻射、振動等惡劣環(huán)境中，氣壓傳動與控制系統(tǒng)比機(jī)械、電器及液壓系統(tǒng)優(yōu)越，而且不會因溫度變化影響傳動及控制性能。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。明確工件的結(jié)構(gòu)形狀和材料特性，定位精度要求，抓取、搬運(yùn)時(shí)的受力特性、尺寸和質(zhì)量參數(shù)等，從而進(jìn)一步確定對機(jī)械手結(jié)構(gòu)及運(yùn)行控制的要求。相應(yīng)的機(jī)械手具有四個(gè)自由度，為了彌補(bǔ)升降運(yùn)動行程較小的缺點(diǎn)，增加手臂擺動機(jī)構(gòu)，從而增加一個(gè)手臂上下擺動的自由度。因此，手腕設(shè)計(jì)成回轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)手腕回轉(zhuǎn)運(yùn)動的機(jī)構(gòu)為回轉(zhuǎn)氣缸。 機(jī)械手的驅(qū)動方案設(shè)計(jì)由于氣壓傳動系統(tǒng)的動作迅速，反應(yīng)靈敏，阻力損失和泄漏較小，成本低廉因此本機(jī)械手采用氣壓傳動方式。平均回轉(zhuǎn)速度為 。40 定位方式行程開關(guān)定位精度 m1?1驅(qū)動方式氣壓傳動1控制方式點(diǎn)位程序控制(采用PLC) 前法蘭式氣缸的簡介 氣缸是使機(jī)械裝置進(jìn)行直線往復(fù)運(yùn)動的氣動執(zhí)行元件。該極限力與缸的安裝方式、活塞桿直徑及行程有關(guān)。）bpn/8重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 3 手臂伸縮、回轉(zhuǎn)氣缸的尺寸設(shè)計(jì)與校核15葉片寬度設(shè)計(jì)為b=9mm,氣缸內(nèi)徑為D1=53mm, 軸徑D2=13mm, ,葉片數(shù)n=1,?則理論驅(qū)動力矩 ：T=（D1178。它的氣源是由空氣壓縮機(jī)（）通過快換接頭進(jìn)入儲氣罐，經(jīng)分水過濾器、調(diào)壓閥、油霧器，進(jìn)入各并聯(lián)氣路上的電磁閥，以控制氣缸和手部動作。升降氣缸采用進(jìn)氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)手臂上升速度。這樣可以省去電磁閥和切換調(diào)節(jié)閥或行程節(jié)流閥的氣路阻尼元件。 當(dāng) 時(shí) 汽 車 的 每 一 次 改 型 都 直 接 導(dǎo) 致 繼 電 器 控 制 裝 置 的 重 新 設(shè) 計(jì) 和 安 裝 。 這 種 新 型 的 工 業(yè) 控 制 裝 置 以 其 簡 單 易 懂 ， 操作 方 便 ， 可 靠 性 高 ， 通 用 靈 活 ， 體 積 小 ， 使 用 壽 命 長 等 一 系 列 優(yōu) 點(diǎn) ， 很 快 地 在美 國 其 他 工 業(yè) 領(lǐng) 域 推 廣 應(yīng) 用 。 1973 年 ， 西 歐 國 家 也 研 制 出 它 們 的 第 一 臺 PLC。 （ 二 ） 存 儲 器存 放 系 統(tǒng) 軟 件 的 存 儲 器 稱 為 系 統(tǒng) 程 序 存 儲 器 。 在 斷 電 情 況 下 ， 存 儲 器 內(nèi) 的 所 有 內(nèi) 容 保 持不 變 。（ 三 ） 電 源 PLC 的 電 源 在 整 個(gè) 系 統(tǒng) 中 起 著 十 分 重 要 得 作 用 。 plc 的分類有：重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)20(一 ) 小 型 PLC 小型 PLC 的 I/O 點(diǎn)數(shù)一般在 128 點(diǎn)以下，其特點(diǎn)是體積小、結(jié)構(gòu)緊湊，整個(gè)硬件融為一體，除了開關(guān)量 I/O 以外，還可以連接模擬量 I/O 以及其他各種特殊功能模塊。 它 能 聯(lián) 接 各 種 特 殊 功 能模 塊 ，通 訊 聯(lián) 網(wǎng) 功 能 更 強(qiáng) ， 指 令 系 統(tǒng) 更 豐 富 ， 內(nèi) 存 容 量 更 大 ， 掃 描 速 度 更 快 。 通 訊 聯(lián) 網(wǎng) 功 能 強(qiáng) ， 有 各 種 通 訊 聯(lián) 網(wǎng) 的 模 塊 ， 可以 構(gòu) 成 三 級 通 訊 網(wǎng) ， 實(shí) 現(xiàn) 工 廠 生 產(chǎn) 管 理 自 動 化 。 對6種基本單元，可以以最小8點(diǎn)為單元連接輸入輸出擴(kuò)展設(shè)備，最大可以擴(kuò)展輸入輸出256點(diǎn)。 定位控制達(dá)到16軸，脈沖串輸出或?yàn)镴和K型熱電偶或Pt傳感器開發(fā)了溫度模塊。當(dāng)有物體移向接近開關(guān)，并接近到一定距離時(shí)，位移傳感器才有“感知”，開關(guān)才會動作。對鋁、黃銅和不銹鋼類檢測體，其檢測靈敏度就低。 3 接近開關(guān)傳感器的原理圖:重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)22 I/O 接口簡介（1）I/O接口的概念 CPU與外部設(shè)備、存儲器的連接和數(shù)據(jù)交換都需要通過接口設(shè)備來實(shí)現(xiàn)，前者被稱為I/O接口，而后者則被稱為存儲器接口。 按照接口的連接對象來分，又可以將他們分為串行接口、并行接口、鍵盤接口和磁盤接口等。 由 開 關(guān) 接 點(diǎn) 開 、合 狀 態(tài) 的 改 變 去 控 制 電 路 和 機(jī) 構(gòu) 的 動 作 。行程開關(guān)廣泛用于各類機(jī)床和起重機(jī)械，用以控制其行程、進(jìn)行終端限位保護(hù)。 然 后 傳 送 帶 開 始 轉(zhuǎn) 動 ， 當(dāng) 檢 測 到 下 一 個(gè) 工 件 時(shí) 傳 送 帶 停 止 轉(zhuǎn) 動 等 待 機(jī) 械 手來 取 工 件 ， 當(dāng) 然 只 要 機(jī) 械 手 取 走 工 件 傳 送 帶 就 開 始 轉(zhuǎn) 動 ， 這 樣 設(shè) 計(jì) 是 為 了 節(jié)省 工 作 時(shí) 間 從 而 不 會 出 現(xiàn) 機(jī) 械 手 等 待 傳 送 帶 的 時(shí) 間 。環(huán)形脈沖分配器選擇 YB013 芯片此芯片為專用三相步進(jìn)電機(jī)環(huán)形脈沖分配器此芯片工作穩(wěn)定性能優(yōu)良在實(shí)際生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用。綜合上述情況步進(jìn)電機(jī)控制程序如下：STL 507 OUT M20LD M8013 ANI M574ANI M4AND M20OUT Y31 各模塊的程序設(shè)計(jì) 程序初始化采用中間繼電器 M8002 中間繼電器對系統(tǒng)各部分復(fù)位，定義個(gè)種標(biāo)志包括系統(tǒng)初始化標(biāo)志，系統(tǒng)啟動暫停急停復(fù)位等標(biāo)志；LD M8002ZRST Y000 Y267ZRST M0 M1023ZRST S0 S899重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)27SET S0 系統(tǒng)處于初始狀態(tài) M0 定義為系統(tǒng)初復(fù)位標(biāo)志它由機(jī)械手的右限位開關(guān) X0，下限位開關(guān) X4，收縮限位開關(guān) X7，手腕右轉(zhuǎn)限位開關(guān) X3 同時(shí)激活； LD X0AND X4AND X7AND X3OUT M0 定義系統(tǒng)復(fù)位標(biāo)志M1 定義為系統(tǒng)啟動標(biāo)志由啟動按鈕和 M0 共同激活；LD X30AND M0OR M1OUT M1 定義系統(tǒng)啟動標(biāo)志M2 為暫停標(biāo)志由暫停按鈕激活；LD X16AND M1OR M2OUT M2M4 定義為急停標(biāo)志由急停按鈕 X17 激活 M4 被激活同時(shí)激活特殊功能繼電M574（禁止?fàn)顟B(tài)轉(zhuǎn)換）安全閥將儲氣罐與機(jī)械手的聯(lián)系切斷； LD X17OUT M4LD M4SET M574LD M574OUT Y12 定義急停標(biāo)志M5 定義為系統(tǒng)復(fù)位標(biāo)志由復(fù)位按鈕激活，當(dāng)按下復(fù)位按鈕系統(tǒng)將按右轉(zhuǎn)，手腕右轉(zhuǎn)，手臂收回，機(jī)械手下降,機(jī)械手右轉(zhuǎn)，的順序進(jìn)行復(fù)位，當(dāng)最后一個(gè)動作完成下限位開關(guān)有效時(shí)程序?qū)?RSTM5；LD X13RST M574RST M4SET M5重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)28LD M5MPSANI X3OOUT Y6LD X3SET Y3AND X7RST Y3 SET Y5LD X4RST Y5SET YOLD X0RST M5 系統(tǒng)復(fù)位機(jī)械手自檢程序機(jī)械手按照給定的順序（手抓加緊松開﹑手腕右轉(zhuǎn)左轉(zhuǎn)﹑手臂伸長收縮﹑機(jī)械手左轉(zhuǎn)右轉(zhuǎn)）空執(zhí)行一次在每一個(gè)動作執(zhí)行的過程中都會有定時(shí)器對每個(gè)動作進(jìn)行監(jiān)控若超過設(shè)定時(shí)間（定時(shí)器設(shè)定的時(shí)間都超過每個(gè)動作的時(shí)間）則認(rèn)為是機(jī)械系統(tǒng)出錯(cuò)，停止當(dāng)前的動作發(fā)出報(bào)警信號；STL S0LD X30SET S21OUT Y10MPSOUT Y10MRDOUT T0 K40MPPLD X26SET S22STL S22MPSOUT Y11MRD重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)29OUT T0 K40MPPLD X31SET S23STL S23MPSOUT Y6MRD OUT T0 K40MPPLD X3SET S24STLS24MPSOUT Y7MRDOUT T0 K40MPPLD X6SET S25STL S25MPSOUT Y2MRDOUT T0 K40MPPSET S26STL S26MPSOUT Y3MRDOUT T0 K40MPP重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)30LD X7SET S27STL S27MPSOUT Y1MRDOUT T0 K40MPPLD X10 SET S28STL S28MPSOUT Y0MRDOUT T0 K40MPPLD X0SET S29STL S29MPSOUT Y4MRD OUT K40MPPLD X1 SET S30STL S30MPS OUT Y5MRD OUT T0 K40MPPSET S31STL S31重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)31OUT S2 自檢程序結(jié)束 自動運(yùn)行程序此模式為機(jī)械手工作的主要模式,這部分采用具有保持功能的狀態(tài)組件 S500S899,可以讓機(jī)械手在斷電后再次通電繼續(xù)執(zhí)行斷電前的動作，程序如下：STL S2LD M0 SET S500STL S500MPS OUT Y0MPPLD X0 SET S501STL S501MPS OUT Y4MPPLD X1SET S502STL S502MPS OUT Y2MPPLD X2SET S503STL S503MPS OUT Y7MPP LD X6SET S504STL S504 MPSOUT Y5MPP重慶科技學(xué)院高等教育自學(xué)考試本科畢業(yè)論文 5 機(jī)械手的 PLC 設(shè)計(jì)32LD X11SET S505STL S505MPS SET Y10MPPLD X26SET S506SET S507STL S506MPSOUT Y4MPPLD X1SET S508STL S508MPSOUT Y6MPPLD X3SET S508STL S508MPSOUT Y3MPPLD X0SET S510STL S510MPSOUT Y5