【正文】 所以，在氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制方法上，廣泛地引入現(xiàn)代控制理論和智慧控制等方法是其特 征之一。 (3)機(jī)械手的控制系統(tǒng)采用了技術(shù)性、可靠性非常高的 PLC進(jìn)行控制。當(dāng)機(jī)械手完成一次物料的吸放任務(wù)后返回原位為下一個(gè)任務(wù)做 好準(zhǔn)備。 (11)小臂上升 經(jīng)滑覺傳感器檢測(cè)到物料已經(jīng)放開，輸出端 Y004 輸出，小臂上升按鈕 SB5接通，使三位四通電磁換向閥 10 的電磁鐵 2YA得電，執(zhí)行小臂上升動(dòng)作。 (3)水平手臂的伸出 擺動(dòng)氣缸右旋到指定位置時(shí)（ 90 度）， PLC輸入端 X004 接通輸入，輸出端Y003 輸出，手臂前伸按鈕 SB9 接通，使三位四通電磁換向閥 10 的 1YA得電，執(zhí)行手臂前伸動(dòng)作。本系統(tǒng)可選擇 PLC 型號(hào)為： FX2N— 64MR— 001， 合計(jì)總數(shù) 64 點(diǎn) —32 點(diǎn)輸入， DC24V， 32 點(diǎn)繼電器輸出；尺寸（ mm）： 220 87 90，其性能、價(jià)格都優(yōu)于其他 PLC。本系統(tǒng)選擇分組式輸出。 繼電器輸出的價(jià)格便宜，既可以用于驅(qū)動(dòng)交流負(fù)載，又可用于直流負(fù)載，而且適用的電壓大小范圍較寬、導(dǎo)通壓降小，同時(shí)承受瞬時(shí)過電壓和過電流的能力較強(qiáng)，但其屬于有觸點(diǎn)元件，動(dòng)作速度較慢（驅(qū)動(dòng)感性負(fù)載時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作頻率不得超過 1HZ）、壽命較短、可靠性較差，只能適用于不頻繁通斷的場(chǎng)合。 2）輸入接線方式 開關(guān)量輸入模塊主要有匯點(diǎn)式和分組式兩種接線方式。選擇時(shí)主要應(yīng)考慮以下幾個(gè)方面： 1）輸入信號(hào)的類型及電壓等級(jí) 開關(guān)量輸入模塊有直流輸入、交流輸入和交流／直流輸入三種類型。 (1)系統(tǒng)存儲(chǔ)容量的選擇 PLC 的 I／ O點(diǎn)數(shù)的多少，在很大程序上反映了 PLC 系統(tǒng)的功能要求，因此可在 I／ O點(diǎn)數(shù)確定的基礎(chǔ)上，按下式估算存儲(chǔ)容量后，再加 20％到 30％的裕量。 2）確定系統(tǒng)的實(shí)際輸出點(diǎn)數(shù) 系統(tǒng)有手臂左旋、右旋、伸出、縮回、上升、下降、吸物、放物的電磁閥動(dòng)作，報(bào)警指示燈、原位指示燈及 自動(dòng) /手動(dòng)指示燈工作，一 共 12 個(gè)輸出點(diǎn)。 (5) 滿足系統(tǒng)可靠性要求 對(duì)于一般系統(tǒng) PLC 的可靠性均能滿足。 （ 3) 滿足相應(yīng)的功能要求 一般小型 ( 低檔 ) PLC 具有邏輯運(yùn)算、定時(shí)、計(jì)數(shù)等功能，對(duì)于只需要開關(guān)量控制的設(shè)備都可滿足。 (3)驅(qū)動(dòng)部分 為了使機(jī)械手完成操作及移動(dòng)功能，機(jī)械手各關(guān)節(jié)可選用氣動(dòng)、液動(dòng)、電氣等方式驅(qū)動(dòng)。 第三章 控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì) 機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是整個(gè)機(jī)械手設(shè)計(jì)的關(guān)鍵和核心。據(jù)統(tǒng)計(jì)：在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家中，全部自動(dòng)化流程中約有 30﹪裝有氣動(dòng)系統(tǒng)，有 90﹪的包裝機(jī)械， 70﹪的鑄造 、焊接設(shè)備， 50﹪的自動(dòng)操機(jī)、 40﹪的鍛造設(shè)備和洗衣設(shè)備、 30﹪的采煤機(jī)械， 20﹪的紡織機(jī)械、制鞋業(yè)、木材加工、食品機(jī)械， 43﹪的工業(yè)機(jī)器人裝有氣壓系統(tǒng)。 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析與選擇 液壓驅(qū)動(dòng)，功率重量比大，可實(shí)現(xiàn)頻繁平穩(wěn)的變速和換向，容易實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，可自行潤(rùn)滑，使用壽命長(zhǎng)。 1. 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的組成 工業(yè)機(jī)械手的執(zhí)行系統(tǒng)主要以下機(jī)械部分組成： （ 1） 手部 是機(jī)械手直接握持工件或工具的部分。執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是對(duì)機(jī)械手的手部、手臂和機(jī)座進(jìn)行設(shè)計(jì)。從傳統(tǒng)的汽車制造領(lǐng)域向非制造領(lǐng)域延伸。 目前，國(guó)際上的機(jī)械手公司主要分為日系和歐系。采用 PLC控制，是一種預(yù)先設(shè)定的程序進(jìn)行物料分揀的自動(dòng)化裝置，可部分代替人工在高溫和危險(xiǎn)的作業(yè)區(qū)進(jìn)行單調(diào)持久的作業(yè)，并且在產(chǎn)品變化或臨時(shí)需要對(duì)機(jī)械手進(jìn)行新的分配任務(wù)時(shí)，可以允許方便的改動(dòng)或重新設(shè)計(jì)其新部件，而對(duì)于位置改變時(shí)，只要重新編程，并能很快地投產(chǎn)，降低安裝和轉(zhuǎn)換工作的費(fèi)用。 前 言 機(jī)械手作為前沿的產(chǎn)品應(yīng)自動(dòng)化設(shè)備更新時(shí)的需要，可以大量代替單調(diào)往復(fù)或高精度需求的工作，在先進(jìn)制造領(lǐng)域中扮演著極其重要的角色。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 第一章 ............................................................................. 執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇目 錄 前 言 初始化及報(bào)警程序它可以搬運(yùn)貨物、分揀物品、代替 人的繁重勞動(dòng)。本設(shè)計(jì)主要完成機(jī)械手的硬件部分與軟件部分設(shè)計(jì)。日系中主要有安川、oTC、松下、 FANLUC、不二越、川崎等公司的產(chǎn)品。如采礦機(jī)器人、建筑業(yè)機(jī)器人以及水電系統(tǒng)用于維護(hù)維修的機(jī)器人等。 (2)物料分揀機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析與選擇 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)是向執(zhí)行系統(tǒng)各部分提供動(dòng)力的裝置。 （ 2） 臂部 是機(jī)械手用來(lái)支持腕部與手部實(shí)現(xiàn)較大的運(yùn)動(dòng)范圍的部件。但也存在其油液容易泄露污染環(huán)境，需要配備油源，成本較高，工作噪聲較大。日、美、德等國(guó)的氣動(dòng)元件銷售平均每年增長(zhǎng)超過 1015﹪。它在結(jié)構(gòu)和功能上的合理劃分與巧妙實(shí)現(xiàn)，對(duì)提高機(jī)械手整體可靠性、實(shí)用性具有重要的意義，同時(shí)也是降低制造成本、縮短開發(fā)周期的有效途徑。 控制系統(tǒng) PLC 的選型及控制原理 PLC控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 一、 PLC 機(jī)型的選擇 PLC 機(jī)型選擇的基本原則是在滿足功能要求及保證可靠 、維護(hù)方便的前提下，力爭(zhēng)最佳的性能價(jià)格比。 對(duì)于以開關(guān)量控制為主，帶少量模擬量控制的系統(tǒng)，可選用能帶 A／ D 和 D／ A 轉(zhuǎn)換單元，具有加減算術(shù)運(yùn)算、數(shù)據(jù)傳送功能的增強(qiáng)型低檔 PLC。對(duì)可靠性要求很高的系統(tǒng)，應(yīng)考慮是否采 用冗余系統(tǒng)或熱備用系統(tǒng)。 3）確定應(yīng)選擇 PLC 的點(diǎn)數(shù) PLC 平均的 I／ O點(diǎn)的價(jià)格還比較高，因此應(yīng)該合理選用 PLC 的 I／ O點(diǎn)的數(shù)量，在滿足控制要求的前提下力爭(zhēng)使用的 I／ O點(diǎn)最少，但必須留有一定的裕量。 存儲(chǔ)容量（字節(jié)）＝開關(guān)量 I／ O點(diǎn)數(shù) 10 ＋ 模擬量 I／ O 通道數(shù) 100 A=40*10+0*100 =400（字節(jié)） 另外，在存儲(chǔ)容量選擇的同時(shí)，注意對(duì)存儲(chǔ)器的類型 的選擇。選擇時(shí)主要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)輸入信號(hào)和周圍環(huán)境因素等。 匯點(diǎn)式的開關(guān)量輸入模塊所有輸入點(diǎn)共用一個(gè)公共端（ COM）；而分組式的開關(guān)量輸入模塊是將輸入點(diǎn)分成若干組，每一組（幾個(gè)輸入點(diǎn)）有一個(gè)公共端，各組之間是分隔的。 對(duì)于頻繁通斷的負(fù)載，應(yīng)該選用晶閘管輸出或晶體管輸出，它們屬于無(wú)觸點(diǎn)元件。 3）驅(qū)動(dòng)能力 開關(guān)量輸出模塊的輸出電流 ( 驅(qū)動(dòng)能力 ) 必須大于 PLC 外接輸出設(shè)備的額定電流。 FX2N 系列是 FX 系列 PLC 家族中最先進(jìn)的系列，它能最大范圍地包容了標(biāo)準(zhǔn)特點(diǎn)，程式執(zhí)行更快，全面補(bǔ)充通訊功能，適合世界各國(guó)不同的電源以及滿足單個(gè)需要的大量特殊功能模塊，它可以為工廠自動(dòng)化控制應(yīng)用提供最大的靈活性和控制能力。 (4)垂直手臂的下降 手臂前伸到指定位置， PLC輸入端 X010 接通輸入，輸出端 Y005 輸出， 小臂下降按鈕 SB6 接通，使三位四通電磁換向閥 11 的 3YA得電，執(zhí)行垂直手臂的下降動(dòng)作。 (12)回到初始位置 小臂上升到指定位置