【正文】 以及具有觸覺、視覺等性能的機械手，并考慮與計算機連用，逐步成為整個機械制造系統(tǒng)中的一個基本單元。使它具有一定的傳感能力，能反饋外界條件的變化，作相應(yīng)的變更。工作是電視照相機將物體形象變成視頻信號，然后送給計算機，以便分析物體的種類、大小、顏色和位置，并發(fā)出指令控制機械手進行工作?？傊S著傳感技術(shù)的發(fā)展機械手裝配作業(yè)的能力也將進一步提高。3． 液壓傳動運動均勻平穩(wěn)，易于實現(xiàn)快速啟動、制動和頻繁的換向。液壓驅(qū)動 液壓技術(shù)比較成熟，具有動力大、力慣量比大、快速響應(yīng)高、易于實現(xiàn)直接驅(qū)動等特點，適用于承載能力大、慣量大以及在防爆環(huán)境中工作的機械手。本課題為上下料機械手的設(shè)計，故用液壓進行驅(qū)動是最合理的選擇，能夠滿足機械手靈活運動，順利完成物料的上下搬運。電動機帶動油泵輸出壓力油，是將電動機供給的機械能轉(zhuǎn)換成油液的壓力能。這種借助于運動著的壓力油的容積變化來傳遞動力的液壓傳動稱為容積式液壓傳動，機械手的液壓傳動系統(tǒng)都屬于容積式液壓傳動。也有回轉(zhuǎn)運動的液動機一般叫作油馬達，回轉(zhuǎn)角小于360176。充水的叫“水壓機”；充油的稱“油壓機”。大活塞所受到的壓強必然也等于P。圖21是一次工作進給液壓系統(tǒng)圖，工作循環(huán)包括快進、工進、快退，可以完成機械手的機座旋轉(zhuǎn)，腰部升降，手臂伸縮，手腕旋轉(zhuǎn)，手爪夾緊等運動，從而實現(xiàn)上下料的目的。 壓力控制回路① 卸荷回路的作用和方法：在機械手各油缸不工作時或短時間不工作時，油泵電機又不停止工作的情況下，為減少油泵的功率損耗，節(jié)省動力，降低系統(tǒng)的發(fā)熱，使油泵在低負荷下工作。當(dāng)先導(dǎo)型溢流閥通過二位二通電磁閥接通油箱時，泵輸出地油液以很低的壓力經(jīng)溢流閥回油箱，實現(xiàn)卸載。此處的順序閥又被稱作平衡閥。單向節(jié)流閥（見圖24）是簡易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。二位閥智能使執(zhí)行元件正反向運動，而三位有中位，不同中位滑閥機能可使系統(tǒng)獲得不同性能。它由液壓油通過過濾器，液壓泵，溢流閥，壓力繼電器，進入各并聯(lián)液路上的電磁閥，以控制液壓缸和手部動作。設(shè)置溢流閥，保證系統(tǒng)壓力恒定，限制其最高壓力。系統(tǒng)工作過程說明：啟動 按啟動按鈕，電磁鐵全部處于失電狀態(tài)，三位電磁閥處于中位。右旋時，YA3得電，換向閥換至右位，液壓馬達右旋，當(dāng)碰到SQ6行程開關(guān)停止旋轉(zhuǎn)。進油路：泵—液控單向閥—換向閥—單向調(diào)速閥—活塞液壓缸，回油路：活塞液壓缸—背壓閥—單向調(diào)速閥—換向閥—油箱。進油路：泵—液控單向閥—換向閥—單向調(diào)速閥—活塞液壓缸?；赜吐罚夯钊簤焊住獑蜗蛘{(diào)速閥—換向閥—油箱。⒌夾緊和松開只有一個線圈的二位二通電磁閥經(jīng)由液壓系統(tǒng)完成驅(qū)動，線圈通電時工件被夾住，線圈斷開時工件被松開。 控制元件方向控制閥：單向閥、換向閥。 ⑵液壓傳動系統(tǒng)的組成　　液壓系統(tǒng)主要由：動力元件（油泵）、執(zhí)行元件（油缸或液壓馬達）、控制元件（各種閥）、輔助元件和工作介質(zhì)等五部分組成。 　　控制元件包括壓力閥、流量閥和方向閥等。 液壓元件的選型①液壓缸參數(shù)的計算㈠夾緊液壓缸的參數(shù)計算夾緊力及驅(qū)動力的計算手指加在工件上的夾緊力，是設(shè)計手部的主要依據(jù)。若液壓缸動態(tài)參數(shù)要求較高,且工作頻率高，其載荷率一般取，速度高時取小值，速度低時取大值。小泵的額定流量為18L/min,，,轉(zhuǎn)速為1450r/min。熱繼電器KR是專門用來對連續(xù)運行的電動機進行過載及斷相保護，以防止電動機過熱而燒毀的保護電器。比之單片機，它的輸入輸出端更接近現(xiàn)場設(shè)備，不需添加太多的中間部件或需要更多的接口，這樣節(jié)省了用戶時間和成本。PLC是應(yīng)用面很廣，發(fā)展非常迅速的工業(yè)自動化裝置，在工廠自動化(FA)和計算機集成制造系統(tǒng)(CIMS)內(nèi)占重要地位。此外，對用到的可編程序控制器內(nèi)部的計數(shù)器、定時器等也要進行分配。4． 編制程序 PLC控制系統(tǒng)的控制要求為了滿足生產(chǎn)需要，機械手應(yīng)設(shè)置手動工作方式、單動工作方式和自動工作方式。（3）自動工作方式按下起動按鈕，機械手從原點開始，按工序自動反復(fù)連續(xù)工作，直到按下停止按鈕，機械手在完成最后一個周期的動作后，返回原點自動停機。該設(shè)備的PLC控制系統(tǒng)的輸出信號有10個，其中9個用于動作輸出，一個用于指示燈的照明。一個有經(jīng)驗的程序員和一個初學(xué)者，在完成同一復(fù)雜功能時，其程序量可能相差25%之多，所以對于初學(xué)者應(yīng)該在存儲容量估算時多留裕量。對于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬控制的系統(tǒng)，應(yīng)選擇帶A/D，D/A轉(zhuǎn)換，加減運算，數(shù)據(jù)傳輸?shù)牡蜋n機。若控制系統(tǒng)較大，輸入輸出點數(shù)較多，則可選擇大中型的PLC.根據(jù)以上各項要求，再對照本機械手的控制系統(tǒng)設(shè)計的要求分析，可選用三菱公司FX系列FX2N64MR。電磁鐵動作順序表（自動）電磁鐵機械手動作YA1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA8YA9轉(zhuǎn)換指令手臂順轉(zhuǎn)+SQ0手臂下降+SQ4手臂右行+SQ2手臂順轉(zhuǎn)+SQ5夾緊+SB11手臂左行++SQ1手臂上升++SQ3手臂逆轉(zhuǎn)++SQ7手腕逆轉(zhuǎn)++SQ6松開SB12電磁鐵動作順序表（自動返回原點）電磁鐵機械手動作YA1YA2YA3YA4YA5YA6YA7YA9YA10轉(zhuǎn)換指令手腕順轉(zhuǎn)+SQ5手臂左行+SQ1手臂上升+SQ3手臂順轉(zhuǎn)+SQ5設(shè)計操作面板在操作時，要完成5個動作的手動控制。連續(xù)操作：工作方式開關(guān)打到連續(xù)操作位，按一下起動鈕后，機械完成最后一個周期的工作下去，知道按過停止鈕后，機械完成最后一個周期后停到原位。STL指令使編程者可以生成流程和工作與順序功能圖非常接近的程序。（2）STL指令編制的順序控制梯形圖程序的特點 ① STL指令使編程者可以生成流程和工作與順序功能圖很接近的程序。 ② S0～S9用于初始步，S10～S19用于自動返回原點，S20～S3071用于除此之外的其余各步。 （6）STL程序的編制要求 ① 在PLC由STOP切換到RUN狀態(tài)時，應(yīng)當(dāng)用初始化脈沖M8002來將初始狀態(tài)繼電器置為ON，以便為后續(xù)步的活動狀態(tài)的轉(zhuǎn)換作好準備。IST指令只能使用一次，它應(yīng)放在程序開始的地方，被它控制的STL電路應(yīng)放在它的后面。⑴手動程序手動操作時用X20—X2XX31對應(yīng)的10個按鈕控制夾緊和松開、機械手的升、降、右行、左行、旋轉(zhuǎn)。自動返回原點結(jié)束后，用SET指令將M8043（回原點完成）置為ON，并用RST指令將回原點順序功能圖中的最后一步S16復(fù)位，返回原點的狀態(tài)轉(zhuǎn)移圖的步使用S10S19。通過特殊輔助繼電器M8041和M8044，使初始步S2轉(zhuǎn)換到下一步S20，限位開關(guān)X0閉合，機座順時針旋轉(zhuǎn)，接著限位開關(guān)X0斷開，S21執(zhí)行置位指令，由S20轉(zhuǎn)換到S21。Y1執(zhí)行置位指令，夾緊工件，T1為時間繼電器，此動作持續(xù)5秒，之后時間繼電器T1斷開，轉(zhuǎn)換到S25；限位開關(guān)X1閉合，手臂左行，接著限位開關(guān)X1斷開，S26執(zhí)行置位指令，由S25轉(zhuǎn)換到S26。 限位開關(guān)X2閉合，手臂右行，接著限位開關(guān)X2斷開，S30執(zhí)行置位指令，由S29轉(zhuǎn)換到S30。 限位開關(guān)X3閉合，腰部上升，接著限位開關(guān)X3斷開，S35執(zhí)行置位指令，由S34轉(zhuǎn)換到S35。本論文從選題到完成，每一步都是在李劍老師的指導(dǎo)下完成的，傾注了周老師大量的心血。本次畢業(yè)設(shè)計知識對機械手的驅(qū)動和控制系統(tǒng)做了簡單的設(shè)計，設(shè)計中沒有涉及得很深入，例如沒有對PLC程序進行實際調(diào)試。經(jīng)過本次設(shè)計，我切實體會作為一個優(yōu)秀的設(shè)計人員的艱難性。參 考 文 獻[1] 王炳實. . 北京：機械工業(yè)出版社，2004年. [2] 王本軼. 機床設(shè)備控制基礎(chǔ). 北京：機械工業(yè)出版社，2005年.[3] 丁樹模. 液壓傳動. 北京：機械工業(yè)出版社，2007年.[4] 林平勇. 高崇. ：北京：高等教育出版社，2004年.[5] 熊幸明. 曹才開. ，2006年.[6] 孔秀艷. 一種四軸搬運機械手的PLC控制. 大眾科技，2008年，第7期. [7] . 機械手的PLC控制. 機床電器. 2006年.[8] 張應(yīng)金. ，2008年02刊.[9] 章宏甲. 液壓與氣壓傳動，機械工業(yè)出版社，2005年.[10] 史國生. PLC在機械手步進控制中的應(yīng)用，中國工控信息網(wǎng)，2005年1月.[11] Fitzhugh L production drafting and presentation with Auto CAD Jersey Pearson