【正文】 → 垂直手臂的下降 → 吸物→物料檢測(cè)→垂直 手臂的上升 → 擺動(dòng)氣缸的右旋→垂直手臂的下降→放物 → 垂直手臂的上升 → 擺動(dòng)氣缸的左 旋 →水平手臂回縮→回到初始位置 。左端得電閥芯左移，右得電閥芯右移，兩端都失電， 閥芯處于中位，各口互不相通。 （ 1） 單向型控制閥 單向閥是氣流只能向一個(gè)方向流動(dòng)的閥，結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單。 擺動(dòng)氣缸輸出回轉(zhuǎn)擺動(dòng)式 擺動(dòng)氣缸：由葉片將內(nèi)腔分隔 為二，向兩腔交替供氣， 輸出軸 做擺動(dòng)運(yùn)動(dòng)。其氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖如圖 圖 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)原理圖 8 氣動(dòng)系統(tǒng)主要有以下部件組成： （ 1）三位四通電磁換向閥：改變氣缸運(yùn)動(dòng)方向； （ 2）二位二通電磁閥 ：控制真空發(fā)生器的通斷； （ 3）調(diào)速閥；控制氣缸運(yùn)動(dòng)速度，保護(hù)物料及手臂； （ 4）氣缸、吸盤等。 機(jī)座結(jié)構(gòu)的選擇 本機(jī)械手開(kāi)率到機(jī)座要求其結(jié)構(gòu)剛性好、占地面積小等，還需一個(gè) 旋轉(zhuǎn)模塊，擺動(dòng)氣缸就要固定在機(jī)座上，故采用雙向推力球軸承的國(guó)定機(jī)座。這里選擇吸氣式手部。 （ 4） 機(jī)座 機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)各部件及驅(qū)動(dòng)均安裝于機(jī)座，起支承和聯(lián)接作用。 3 第二章 執(zhí)行系統(tǒng)的分析與選擇 執(zhí)行機(jī)構(gòu)坐標(biāo)形式的選擇 機(jī)械手的坐標(biāo)形式較多，主要有四種基本型式：直角坐標(biāo)式、圓柱坐標(biāo)式、球坐標(biāo)式和關(guān)節(jié)式。 隨著機(jī)械手不斷融入新的科技，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)得到了質(zhì)的飛躍。 本課題目的是利用 PLC 對(duì)物料分揀機(jī)械手加以控制，要求 做到機(jī)械手按指定程序?qū)Σ煌锪线M(jìn)行分揀，動(dòng)作靈活流暢。首先決定采用氣動(dòng)驅(qū)動(dòng)和 PLC 控制的設(shè)計(jì)方案，極大程度上發(fā)揮了各自功能的優(yōu)點(diǎn)，使軟硬件達(dá)到互補(bǔ)的效果，這也是未來(lái)機(jī)械手發(fā)展的一個(gè)趨勢(shì)。 通過(guò)一系列的研究與探索，最后得出了一種設(shè)計(jì)方案，基本上這種物料分揀機(jī)械手 能 達(dá)到經(jīng)濟(jì)適用且可靠性高的效果。 目前，國(guó)際上的有很多機(jī)械手公司。 主要研究的內(nèi)容 如今，機(jī)械手已經(jīng)達(dá)到操作靈活簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠性高的狀態(tài)，不過(guò)隨著隨著 2 其技術(shù)的開(kāi)發(fā)和 應(yīng)用領(lǐng)域的延伸，還要考慮到其經(jīng)濟(jì)性，降低成本。球坐標(biāo)式機(jī)械手和關(guān)節(jié)式機(jī)械手由于經(jīng)濟(jì)性格實(shí)用性的問(wèn)題不予考慮。常用的手部結(jié)構(gòu)有：夾持式和氣吸式。 手臂的伸縮和升降運(yùn)動(dòng)一般采用直線油 (氣 )缸驅(qū)動(dòng)。 執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 機(jī)械手執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖 6 1右旋限位開(kāi)關(guān) 2 左旋限位開(kāi)關(guān) 3 回縮限位開(kāi)關(guān) 4 前伸限位開(kāi)關(guān) 5 上升限位開(kāi)關(guān) 6 下降限位開(kāi)關(guān) A 擺動(dòng)氣缸 B前伸 /回縮氣缸 C上升 /下降氣缸 D 真空吸盤 圖 執(zhí)行機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 7 第三章 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析與選擇 機(jī)械手的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)主要執(zhí)行傳動(dòng)動(dòng)作。 氣源裝置主要有空氣壓縮機(jī)和儲(chǔ)氣罐構(gòu)成。 氣動(dòng)控制元件可分為壓力控制閥、流量控制 閥和方向控制閥。它的 用途很廣，種類也很多。 真空發(fā)生器 真空發(fā)生器的作用主要是使吸盤的橡膠皮碗形成真空而將工件吸附。實(shí)現(xiàn)工序如下 ： （ 1）水平氣缸的伸出 按下啟動(dòng)按鈕，前伸按鈕接通，使三位四通電磁換向閥 1 的 YV1 得電，閥芯動(dòng)作，手臂前伸。 （ 9）垂直手臂上升 經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)，三位四通換向器 2 的 YV4 得電，垂直手臂上升。主要針對(duì)一些基本的內(nèi)外部環(huán)境因素，及基礎(chǔ)的位置速度等信息的采集。 目前，用于顏色識(shí)別的傳感器主要有色標(biāo)傳感器和 RGB（紅綠藍(lán)）顏色傳感器。因此選擇集中式的安裝方式。 (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 /放物的電磁閥動(dòng)作，原位指示燈 ，一 共 8 個(gè)輸出點(diǎn)。 6) 模擬量輸入 /輸出擴(kuò)展模塊 EM235。 (2) 一些輔助元件是必須的，如 氣源凈化裝置，它能處理壓縮空氣中的雜質(zhì)，能提高氣動(dòng)元件的耐久度和性能；消音器，壓縮空氣經(jīng)換向閥排出時(shí) 由于壓力的驟變，會(huì)發(fā)出很強(qiáng)的噪音，消音器是很有必要的。從選題到軟硬件選型再到論文，始終一絲不茍，讓我受益匪淺。其中有艱辛但也充斥著快樂(lè)。 I/O 地址分配表 I/O 地址分配表如下表 ： 表 I/O地址分配表 輸入 輸出 起動(dòng)按鈕 SF1 前伸電磁閥 YV1 停止按鈕 SF2 后縮電磁閥 YV2 前限位開(kāi)關(guān) BG1 下降電磁閥 YV3 后限位開(kāi)關(guān) BG2 上升電磁閥 YV4 下限位開(kāi)關(guān) BG3 右旋電磁閥 YV5 上限位開(kāi)關(guān) BG4 左旋電磁閥 YV6 右限位開(kāi)關(guān)1 BG5 吸/放物電磁閥 YV7 右限位開(kāi)關(guān)2 BG6 初始狀態(tài)燈 PG 左限位開(kāi)關(guān) BG7 檢測(cè)開(kāi)關(guān) BG0 PLC 外部接線圖 根據(jù)表 1 的地址分配表可得 到 PLC 的外部接線 圖 如圖 ： 16 圖 PLC外部接線圖 17 工作流程圖 工作流程圖如下圖 18 圖 工作流程圖 19 順控 梯形圖 20 21 22 23 程序的仿真 與調(diào)試 由于設(shè)備有限，系統(tǒng)的仿真就在實(shí)驗(yàn)室用燈代替。 3) 輸入 /輸出混合模塊 EM223： 共有 8 種產(chǎn)品。 本系統(tǒng)對(duì) PLC 響應(yīng)速度沒(méi) 特殊的要求 ，不需要 選用 高速模塊。整體式 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 ，且體積相對(duì)較??；而模塊式 可 擴(kuò)展， 使用靈活方便 ,但較復(fù)雜。本設(shè)計(jì)需要位置檢測(cè)裝置和視覺(jué)傳感器。 12 第四章 控制系統(tǒng)的分析設(shè)計(jì) 機(jī)械手控制系統(tǒng)是其核心，合理的設(shè)計(jì)對(duì)于提高機(jī)械手整體的性能極其重要。 （ 5）垂直手臂的上升 當(dāng)真空發(fā)生器工作，經(jīng)時(shí)間繼電器延時(shí)，三位四通換向閥 2 的 YV4 得電，垂直手臂的上升。這里用真空發(fā)生器連接吸盤， 使吸 盤內(nèi)空氣被抽走，形成真空，利用大氣壓將吸盤緊緊吸附在物料上。得電后推桿動(dòng)作實(shí)現(xiàn)換位。 方向控制閥 方向控制閥通過(guò)改變壓縮空氣流向和通斷，達(dá)到改變執(zhí)行元件的狀態(tài)，通?？煞譃閱蜗蛐涂刂崎y和換向型控制閥兩類。雙作用氣缸是從 活塞 兩側(cè)交替供氣，對(duì)于此機(jī)械手設(shè)計(jì)的上升、下降和手臂伸縮應(yīng)選用單活塞桿雙作用氣缸。 機(jī)械手驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的控制設(shè)計(jì) 根據(jù)本機(jī)械手的要求，在驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中氣缸的運(yùn)動(dòng)方式主要有直線運(yùn)動(dòng)和擺動(dòng)。這里選雙導(dǎo)向桿作為導(dǎo)向裝置。它一般結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方便，而且吸盤一般由橡膠制成，還不易損傷工件，所以應(yīng)用廣泛。 （ 3） 立柱 支承手臂并帶動(dòng)它升降、擺動(dòng)的機(jī)構(gòu)。 （ 3） 物料分揀機(jī)械手控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 控制系統(tǒng)：顧名思義，它是機(jī)械手的運(yùn)動(dòng)控制的核心，指揮驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)按要求 工作。同時(shí)政府的資金和政策的扶持必然是不可少的，這是機(jī)械手發(fā)展的重要契機(jī)。 可編程控制器 (PLC)它是把計(jì)算機(jī)和繼電器控制各自的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合起來(lái)，較之前的控制系統(tǒng)操作更加簡(jiǎn)便，功能更加完備。 本論文通過(guò)對(duì)機(jī)械手發(fā)展現(xiàn)狀的觀察，著眼于未來(lái)機(jī)