【正文】 算結(jié)果混亂，保證了本周期內(nèi)用戶程序的正確執(zhí)行。 可編程序控制器的使用步驟 在可編程序控制器與被控對(duì)象 (機(jī)器、設(shè)備或生產(chǎn)過程 )構(gòu)成一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)時(shí)，通常以七個(gè)步驟進(jìn)行 : (1)系統(tǒng)設(shè)計(jì) 即確定被控對(duì)象的工作原理，控制要 求，動(dòng)作及動(dòng)作順序。 (5)編制程序 即檢查程序中每條語法錯(cuò)誤，若有則修改。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 32 豎直方向的上、下 。 （ 1）手動(dòng)工作方式 便于對(duì)設(shè)備進(jìn)行調(diào)整和檢修，設(shè)置手動(dòng)工作方式。 （ 5） 立柱下降電磁閥通電，立柱下降，至下限位開關(guān)動(dòng)作。 （ 13） 立柱下降電磁閥通電，立柱下降，至下限位開關(guān)動(dòng)作。 子程序部分包括：自動(dòng)方式控制梯形圖（ 72）和手動(dòng)方式控制梯 形圖（ 73）。可以根據(jù)機(jī)械手的動(dòng)作順序 修改程序，使機(jī)械手的通用性更強(qiáng)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 41 參考文獻(xiàn)： 《 SolidWorks2021中文版入門與提高》 黃海英 清華大學(xué)出版社 《工業(yè)機(jī)器人》 吳振彪 主編 華中理工大學(xué)出版社 《單片機(jī)原理及應(yīng)用》 自選 《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)》 廣東機(jī)械學(xué)院主編者 機(jī)械工業(yè)出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》第四版 1～ 5卷 成大先主編 化學(xué)工業(yè)出版社 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 邱宣懷主編 高等教育出版社 《工業(yè)機(jī)械手圖冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 《機(jī)床設(shè)計(jì)手冊(cè)》 機(jī)械工業(yè)出版社 《工業(yè)機(jī)械手設(shè)計(jì)》 李允文主編 機(jī)械工業(yè)出版社 《工業(yè)機(jī)器人技術(shù)》 （日）渡邊 茂著，錢難能譯 華東化工學(xué)院出版社 1《機(jī)械手 理論及應(yīng)用》 陸祥生，楊秀蓮 編 中國鐵道出版社 1《有視覺機(jī)器人制作》 （日）城井田勝仁 著 科學(xué)出版社 1《自律型機(jī)器人制作》 （日）西山一郎，兆十著 科學(xué)出版社 1《邏輯集成電路搭 載機(jī)器人制作入門》（日）城井田勝仁 著 科學(xué)出版社 。 通過對(duì)氣壓傳動(dòng)系統(tǒng)工作原理圖的參數(shù)化繪制，大大提高了繪圖速度，節(jié)省了大量時(shí)間和避免了不必要的重復(fù)勞動(dòng)，同時(shí)做到了圖紙的統(tǒng)一規(guī)范。 表 71 其它地址分配： 夾緊定時(shí)器 :T1,定時(shí) 5s 放松定時(shí)器 :T2，定時(shí) 5s 自動(dòng)方式標(biāo)志 : 4 、單動(dòng)方式標(biāo)志 : 手動(dòng)方式標(biāo)志 : 結(jié)束標(biāo)志 : 梯形圖設(shè)計(jì) 根據(jù)機(jī)械手的邏輯時(shí)序圖及 1/0分配，可以畫出控制梯形圖。 （ 11） 手臂伸長電磁閥通電，手臂開始伸長，至限位開關(guān)動(dòng)作。 （ 3） 手臂伸長電磁閥通電，手臂開始 伸長，至限位開關(guān)動(dòng)作。另外，除抓放外，其余六個(gè)動(dòng)作末端均放置一限位開關(guān)，以檢測(cè)動(dòng)作是否到位，如果某動(dòng)作沒有到位，則出錯(cuò)指示燈亮。 機(jī)械手可編程序控制器控制方案 控制系統(tǒng)的工作原理及控制要求 。對(duì)簡(jiǎn)易編程器，則往往要經(jīng)過下一步的助記符程序轉(zhuǎn)換過程。此時(shí)將輸入信號(hào)從輸出狀態(tài)暫存器中取出，送到輸出鎖存電路，驅(qū)動(dòng)輸出繼電器線圈，控制被控設(shè) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 31 備進(jìn)行各種相應(yīng)的動(dòng)作。 第二階段是處理輸入信號(hào)階段。具體的工作過程可分為四個(gè)階段。氣液傳送器氣缸的排氣節(jié)流，可用來調(diào)整回轉(zhuǎn)液壓緩沖器的背壓大小。具體的 安裝形式應(yīng)該根據(jù)本設(shè)計(jì)的具體結(jié)構(gòu)和抓取物體重量等因素來確定，同時(shí)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和布局上應(yīng)該盡量減少運(yùn)動(dòng)部件的重量和減少對(duì)回轉(zhuǎn)中心的慣量。 AR , BR 處的支承反力 (N)，可按手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸的受力分析求解， 根據(jù) 0?? ）（ FMA ,得 : 33lGlRB ? ? lGlG 122 ? BR ? l lGlGlG 332211 ?? 同理，根據(jù) BM? (F) 0? ,得 : l llGllGllGR A )()()( 332211 ?????? 式中 : 2G 的重量 (N) 321 , llll ,— 如圖 41所示的長度尺寸 (cm). 轉(zhuǎn)缸的動(dòng)片與缸徑、定片、端蓋等處密封裝置的摩擦阻力矩 M封，與選用的密襯裝置的類型有關(guān)，應(yīng)根據(jù)具體情況加以分析。 1J 工件對(duì)手腕轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )..( 2scmN 。手腕自由度的選用與機(jī)械手的通用性、加工工藝 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 18 要求、工件放置方位和定位精度等許多因素有關(guān)。 (五 )考慮被抓取對(duì)象的要求 根據(jù)機(jī)械手的工作需要，通過比較，我們采用的機(jī)械手的手部結(jié)構(gòu)是一支點(diǎn)， 兩 指回轉(zhuǎn)型，由于工件多為圓柱形，故手指形狀設(shè)計(jì)成 V型，其結(jié)構(gòu)如附圖所示。 移動(dòng)型應(yīng)用較少，其結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜龐大，當(dāng)移動(dòng)型手指夾持直徑變化的零件時(shí)不影響其軸心的位置，能適應(yīng)不同直徑的工件。 . 用途 : 用于自動(dòng)輸送線的上下料， 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線自動(dòng)化裝配 。大部分機(jī)械手設(shè)計(jì)成相當(dāng)于人工坐著或站著且略有走動(dòng)操作的空間。操作節(jié)拍對(duì)機(jī)械手速度提出 了要求，設(shè)計(jì)速度過低限制了它的使用范圍。手臂的各種運(yùn)動(dòng)由氣缸來實(shí)現(xiàn)。由于本機(jī)械手 在上下料時(shí)手臂具有升降、收縮及回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此，采用圓柱座標(biāo)型式。目前工業(yè)機(jī)械手的控制系統(tǒng)一般由程序控制系統(tǒng)和電氣定位 (或機(jī)械擋塊定位 )系統(tǒng)組成。工業(yè)機(jī)械手的手臂通常由驅(qū)動(dòng)手臂運(yùn)動(dòng)的部件 (如油缸、氣缸、齒輪齒條機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu) 等 )與驅(qū)動(dòng)源 (如液壓、氣壓或電機(jī)等 )相配合，以實(shí)現(xiàn)手臂的各種運(yùn)動(dòng)。手指是與物件直接接觸的構(gòu)件，常用的手指運(yùn)動(dòng)形式有回轉(zhuǎn)型和平移型。 機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理及組成 機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理框圖如圖 11所示。此外氣源工作壓力較低，抓舉力較小。氣動(dòng)系統(tǒng)也能實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)，便于自動(dòng)控制。 氣壓傳動(dòng)機(jī)械手是以壓縮空氣的壓力來驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械手。它對(duì)穩(wěn)定、提高產(chǎn)品質(zhì)量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動(dòng)條件和產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代起著十分重要的作用。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 1 裝配線上料機(jī)械手的設(shè)計(jì) 摘要 本文簡(jiǎn)要介紹了工業(yè)機(jī)器人的概念，機(jī)械手硬件和軟件的組成，即 PLC 控制的氣動(dòng)機(jī)械手的系統(tǒng)工作原理，機(jī)械手各個(gè)部件的整體尺寸設(shè)計(jì)，氣動(dòng)技術(shù)的特點(diǎn)， PLC 控制的特點(diǎn)。特別適合于多品種、變批量的柔性生產(chǎn)。由于通用機(jī)械手能很快的改變工作程序，適應(yīng)性較 強(qiáng)，所以它在不斷變換生產(chǎn)品種的中小批量生產(chǎn)中獲得廣泛的引用。氣動(dòng)系統(tǒng)一般只需要 度。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為 :由于氣體具有可壓縮性，因此，在氣動(dòng)伺服系統(tǒng)中要實(shí)現(xiàn)高精度定位比較困難 (尤其在高速情況下，似乎更難想象 )。 (5)機(jī)械手的控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 本機(jī)械手?jǐn)M采用可編程序控制器 (PLC)對(duì)機(jī)械手進(jìn)行控制，本課題將要選取 PLC型號(hào)，根據(jù)機(jī)械手的工作流程編制出 PLC程序，并畫出梯形圖。夾持式手部由手指 (或手爪 )和傳力機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。手臂的作用是帶動(dòng)手指去抓取物件，并按預(yù)定要求將其搬運(yùn)到指定的位置。 (三 )控制系統(tǒng) 控制系統(tǒng)是支配著工業(yè)機(jī)械手按規(guī)定的要求運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。 圖 21機(jī)械手的整體機(jī)械結(jié)構(gòu) 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 9 機(jī)械手的座標(biāo)型式與自由度 按機(jī)械手手臂的不同運(yùn)動(dòng)形式及其組合情況，其座標(biāo)型式可分為直角座標(biāo)式、圓柱座標(biāo)式、球座標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。手臂的回轉(zhuǎn)和升降運(yùn)動(dòng)是通過立柱來實(shí)現(xiàn)的，立柱的橫向移動(dòng)即為手臂的橫移。 .基本參數(shù)運(yùn)動(dòng)速度是機(jī)械手主要的基本參數(shù)。除了運(yùn)動(dòng)速度以外，手臂設(shè)計(jì)的基本參數(shù)還有伸縮行程和工作半徑。 錯(cuò)誤 !未找到引用源?；剞D(zhuǎn)型手指開閉角較小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單， 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 13 制造容易，應(yīng)用廣泛。 (四 )具有足夠的強(qiáng)度和剛度 手指除受到被夾持工件的反作用力外，還受到機(jī)械手在運(yùn)動(dòng)過程中所產(chǎn)生的慣性力和振動(dòng)的影響，要求有足夠的強(qiáng)度和剛度以防折斷或彎曲變形，當(dāng)應(yīng)盡量使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，自重輕，并使手部的中心在手腕的回轉(zhuǎn)軸線上，以使手腕的扭轉(zhuǎn)力矩最小為佳。一般氣缸缸筒壁厚與內(nèi)徑之比小于或等于1/10，其壁厚可按薄壁筒公式計(jì)算 : ][2/ ?? pDP? 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 17 式中 :6 缸筒壁厚， mm D 氣缸內(nèi)徑， mm pP 實(shí)驗(yàn)壓力，取 PPp ? , Pa 材料為 :ZL3,[? ]=3MPa 代入己知數(shù)據(jù)，則壁厚為 : ][2/ ?? pDP? )( )1032/(1066565mm? ????? 取 ?? ，則缸筒外徑為 : )( mmD ???? 第四章 手腕結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 手腕的自由度 手腕是連接手部和手臂的部件，它的作用是調(diào)整或改變工件的方位，因而它具有獨(dú)立的自由度，以使機(jī)械手適應(yīng)復(fù)雜的動(dòng)作要求。 下面以圖 41所示的手腕受力情況，分析各阻力矩的計(jì)算 : 手腕加速運(yùn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的慣性力矩 M悅 若手腕起動(dòng)過程按等加速運(yùn)動(dòng)，手腕轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為 ? ，起動(dòng)過程所用的時(shí)間為 t? ，則 : ).(1 cmNtJJM ??? ?）（慣 式中 :J 參與手腕轉(zhuǎn)動(dòng)的部件對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)軸線的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 )..( 2scmN 。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 20 f 摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承 ?f ，對(duì)于滑動(dòng)軸承 ?f 。 導(dǎo)向裝置 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 25 氣壓驅(qū)動(dòng)的機(jī)械手臂在進(jìn)行伸縮運(yùn)動(dòng)時(shí)，為了防止手臂繞軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，以保證手指的正確方向，并使活塞桿不受較大的彎曲力矩作用，以增加手臂的剛性，在設(shè)計(jì)手臂結(jié)構(gòu)時(shí)，應(yīng)該采用導(dǎo)向裝置。升降氣缸采用氣節(jié)流的單向節(jié)流閥以調(diào)節(jié)手臂的上升速度，由于手臂靠自重下降，其速度調(diào)節(jié)仍采用在電磁閥排氣口安裝節(jié)流阻尼螺釘來完成。為此采用了循環(huán)掃描的工作方式。當(dāng)確認(rèn)其硬件工作正常后，進(jìn)入下一階段。 CPU對(duì)用戶程序已掃描處理完畢，并將運(yùn)算結(jié)果寫入到 I/0狀態(tài)表狀態(tài)暫存器中。如果使用圖形編程器 (LCD或 CRT)，則畫出梯形圖相當(dāng)于編制出了程序，可將梯形圖直接送入可編程序控制器。 (7)保存程序 調(diào)試通過的程序，可以固化 在 EPROM中或保存在磁盤上備用。這樣，可用 PLC的 8個(gè)輸出端與電磁閥的 8個(gè)線圈相連，通過編程，使電磁閥各線圈按一定序列激勵(lì)，從而使機(jī)械手按預(yù)先安排的動(dòng)作序列工作 .如果欲改變機(jī)械手的動(dòng)作，不需改變接線，只需將程序中動(dòng)作代碼及順序稍加修改即可。 （ 2） 立柱上升電磁閥通電，立柱上升，至上限位開關(guān)動(dòng)作。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 33 （ 10） 立柱左轉(zhuǎn)電磁閥通電，機(jī)械手左轉(zhuǎn)，至左限位開關(guān)動(dòng)作。 圖 71機(jī)械手自動(dòng)控制工作流程框圖 啟動(dòng) 立柱右轉(zhuǎn) 立柱上升 手爪松開 手腕逆時(shí)針轉(zhuǎn) 立柱下降 手爪抓緊 立柱上升 手臂伸長 手腕逆時(shí)針轉(zhuǎn) 立柱下降 手臂伸長 立柱左轉(zhuǎn) 手腕收縮 手腕逆時(shí)針轉(zhuǎn) 手腕收縮 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 34 I/0分配 根據(jù)系統(tǒng)輸入輸出點(diǎn)的數(shù)目，選用 s7200型 PLC，它有 16個(gè) 輸入點(diǎn)， I/O分配 如表 71所示。同時(shí)成本低廉。感謝父母 、家人，感謝所有關(guān)心我的朋友和老師，感謝我的母校。 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 40 致 謝 本文是在我尊敬的 xxx老師悉心指導(dǎo)下完成的。 1． 自動(dòng)控制方式梯形圖如下： 輸入 輸出 啟動(dòng) 下降 單動(dòng)啟動(dòng) 上升 手動(dòng)啟動(dòng) 右移 停止處理 左移 啟動(dòng)下降 夾緊 上升限位開關(guān) 右移限位開關(guān) 下降限位開關(guān) 手動(dòng)下降 手動(dòng)上升 手動(dòng)夾緊 手動(dòng)左移 手動(dòng)右移 畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書 35